ن هذا التوضيح ، بولسار (PSR J0337-1715) يظهر مع اثنين من القزم الأبيض الصحابة. الأخضر مش يوضح انحناء الزمكان بسبب كتل مختلفة. (حجم المسافات من المكونات الثلاثة ليست على نطاق واسع.) (الائتمان: مايكل كرامر/MPIfR)
مرة أخرى ، الفيزيائيين أكدت واحدة من ألبرت آينشتاين الأفكار الأساسية حول الجاذبية هذا الوقت مع مساعدة من النجم النيوتروني وامض عبر الفضاء.
العمل الجديد يجعل فكرة قديمة حتى أكثر من بعض: من أن الثقيلة والخفيفة الأجسام تسقط بنفس المعدل. أينشتاين لم يكن أول شخص يدرك هذا ؛ هناك من يطعن حسابات غاليليو غاليلي مما يدل على المبدأ من خلال إسقاط الأوزان قبالة برج بيزا في القرن 16. واقتراحات فكرة تظهر في أعمال القرن 12 الفيلسوف أبو Barakāt آل المقام البغدادي. هذا المفهوم في طريقها في نهاية المطاف إلى إسحاق نيوتن نموذج الفيزياء ، ثم نظرية اينشتاين النسبية العامة الجاذبية قوية “مبدأ التكافؤ” (SEP). هذه التجربة الجديدة يوضح حقيقة سبتمبر, باستخدام هبوط النجم النيوتروني, مع أكثر دقة من أي وقت مضى.
سبتمبر قد يبدو أن يكون صحيحا لفترة طويلة. كنت قد رأيت هذا الفيديو من رواد الفضاء أبولو اسقاط ريشة و المطرقة في فراغ من القمر ، والتي تبين أنها تقع في نفس المعدل في جاذبية القمر.
ولكن التجارب الصغيرة في ضعيف نسبيا حقول الجاذبية من الأرض أو القمر أو الشمس لا حقا وضع SEP طريق تسير وفقا شارون Morsink ، وهو عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ألبرتا في كندا ، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة.
“في مستوى غالبية الفيزيائيين يعتقدون أن نظرية آينشتاين في الجاذبية ، ودعا النسبية العامة هو الصحيح. بيد أن هذا الاعتقاد يستند أساسا على ملاحظات من الظواهر التي تجري في مناطق من الفضاء مع ضعف الجاذبية ، في حين أن نظرية آينشتاين في الجاذبية يهدف إلى تفسير الظواهر التي تجري بالقرب قوية حقا حقول الجاذبية ، ” Morsink قال لايف العلوم. “النجوم النيوترونية والثقوب السوداء هي الأشياء التي يكون أقوى من المعروف حقول الجاذبية ، لذلك فإن أي اختبار الجاذبية التي تنطوي على هذه الكائنات حقا اختبار قلب آينشتاين نظرية الجاذبية.”
النجوم النيوترونية هي انهار النوى من النجوم الميتة. سوبر كثيفة ، ولكن ليس كثيفة بما فيه الكفاية لتشكيل الثقوب السوداء يمكن أن حزمة الجماهير أكبر من شمسنا في الدوامة المجالات فقط على بعد بضعة أميال واسعة.
وركز الباحثون على نوع من النجم النيوتروني يسمى pulsar ، والتي من منظور الأرض يبدو فلاش كما يدور. هذا الوميض هو نتيجة مضيئة على سطح النجم دوراني في الرأي ، 366 مرة في الثانية الواحدة. هذا الغزل غير العادية بما فيه الكفاية للحفاظ على الوقت.
ذات صلة: 8 طرق يمكنك أن ترى نظرية النسبية لأينشتاين في الحياة الحقيقية
هذا بولسار المعروف J0337+1715 ، خاصة حتى بين النجوم النابضة: إنه محبوس في ضيق الثنائية المدار مع نجم قزم أبيض. اثنين من النجوم المدار بعضها البعض كما أنها دائرة نجمة ثالثة ، كما قزم أبيض مثل الأرض والقمر هل لأنها دائرة الشمس.
(الباحثين قد أظهرت أن سبتمبر هو صحيح بالنسبة مدارات مثل هذا في نظامنا الشمسي: الأرض والقمر تتأثر إلى بالضبط نفس الدرجة من جاذبية الشمس, القياسات تشير إلى.)
دقة ضبط الوقت من J0337+1715 ، جنبا إلى جنب مع علاقة هذين حقول الجاذبية التي تم إنشاؤها من قبل اثنين من نجوم القزم الأبيض ، ويقدم علماء الفلك فرصة فريدة لاختبار المبدأ.
بولسار هو أثقل بكثير من غيرها من اثنين من النجوم في النظام. ولكن بولسار ما زال نحو كل منهم قليلا كما أنها تقع نحو بولسار أكبر كتلة. (نفس الشيء يحدث مع الأرض. عندما تقفز, تقع نحو كوكب الأرض بسرعة كبيرة. ولكن هذا الكوكب يسقط نحو أنت كذلك — ببطء شديد بسبب خطورة منخفضة ، ولكن في نفس المعدل كما ريشة أو مطرقة لو تجاهل مقاومة الهواء.) ولأن J0337+1715 مثل الدقيق ناظما علماء الفلك على وجه الأرض يمكن أن تتبع كيف حقول الجاذبية اثنين من النجوم تؤثر على بولسار فترة.
إلى ذلك ، فإن علماء الفلك بعناية توقيت وصول الضوء من J0337+1715 باستخدام كبيرة التلسكوبات الراديوية ، وبخاصة Nançay راديو المرصد في فرنسا. كما نجم انتقلت حول كل جيرانها واحد في القليل من مدار واحد في أطول وأبطأ المدار — بولسار حصلت أقرب وأبعد من الأرض. كما neutron star انتقلت بعيدا عن الأرض ضوء من البقول إلى السفر مسافات طويلة للوصول إلى تلسكوب. حتى إلى درجة صغيرة ، والفجوات بين نبضات يبدو أن الحصول على فترة أطول.
كما بولسار تتأرجح مرة أخرى نحو الأرض ، والفجوات بين نبضات أقصر. التي سمحت الفيزيائيين إلى بناء نموذج قوي من النجم النيوتروني حركة في الفضاء ، موضحا بالضبط كيف تفاعلت مع حقول الجاذبية من جيرانها. عملهم بناء على تقنية تستخدم في ورقة سابقة نشرت في مجلة الطبيعة في عام 2018 ، دراسة النظام نفسه.
ورقة جديدة نشرت على الانترنت في 10 حزيران / يونيو في مجلة الفلك والفيزياء الفلكية أظهرت أن الكائنات في هذا النظام تصرفت كما آينشتاين نظرية تتوقع — أو على الأقل لم تختلف عن آينشتاين التوقعات بأكثر من 1.8 جزء في المليون. هذا هو الحد المطلق من دقة المنظار تحليل البيانات. وذكرت 95% الثقة في النتائج التي توصلوا إليها.
Morsink, الذي يستخدم الأشعة السينية البيانات لدراسة كتلة وعروض سطح أنماط من النجوم النيوترونية ، وقال أن هذا التأكيد ليس من المستغرب ، ولكن من المهم بالنسبة لها البحث.
“في هذا العمل ، يجب أن نفترض أن نظرية آينشتاين في الجاذبية هو الصحيح ، لأن تحليل البيانات بالفعل معقد جدا” ، Morsink قال العلم يعيش في رسالة بريد إلكتروني. “حتى اختبارات آينشتاين في الجاذبية باستخدام النيوترونات النجوم حقا جعل لي يشعر على نحو أفضل عن افتراضنا أن وتصف نظرية آينشتاين في الجاذبية من النجم النيوتروني بشكل صحيح!”
من دون فهم سبتمبر, أينشتاين لم يكن قادرا على تطوير أفكاره النسبية. في نظرة ثاقبة وصفها بأنها “الأكثر حظا فكرت في حياتي” واعترف بأن الكائنات في سقوط حر لا تشعر حقول الجاذبية الجر عليها.
(هذا هو السبب في أن رواد الفضاء في المدار حول الأرض تطفو. المستمر في سقوط حر ، لا خبرة حقل الجاذبية الذي يحمل لهم في المدار. دون نوافذ ، هم لا يعرفون الأرض كان هناك على الإطلاق.)
معظم الأفكار الرئيسية آينشتاين عن الكون تبدأ عالمية من السقوط الحر. حتى في هذه الطريقة ، حجر الزاوية في نظرية النسبية العامة أحرز هذا أقوى من ذلك بكثير.
15 صور مذهلة من stars11 حقائق رائعة عن حليبي WayThe 18 أكبر الألغاز التي لم تحل في الفيزياء
نشرت في الأصل على العيش العلم.
