Der kosmische Tanz mit drei Toten Sternen Relativität verletzen kann

Stellen Sie sich ein Astronom mit interessanten Ideen über die geheimen Gesetze des Kosmos. Wie jeder gute Wissenschaftler, Sie planen ein Experiment zur überprüfung deiner Hypothese. Und plötzlich die schlechte Nachricht: es gibt keine Möglichkeit es zu testen, es sei denn, dass der Computermodellierung. Kosmische Objekte zu groß und unhandlich, um Sie wachsen in einer Petrischale oder abzustoßen, wie die subatomaren Partikel.

Zum Glück, im Weltraum gibt es seltene Orte, wo die Natur führt eigene Experimente — wie PSR J0337+1715. Zum ersten mal gab es diese Triple-System im Jahr 2012 und im Jahr 2014 offiziell erklärten die Wissenschaftler über Ihre Entdeckung. Es befindet sich in 4200 Lichtjahre von uns im Sternbild Stier.

Drei tote stellaren Kern drehen sich im Tanz, der bestätigen kann — oder führen zu einer Revision — Ideen Einsteins über Raum und Zeit. Die Einsätze sind hoch. In den 1970er Jahren ein System aus zwei Toten Sternen lieferte eine starke, wenn auch indirekte Beweise der Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins, und dass die Gravitationswellen, die im Endeffekt hatte LIGO, wirklich existieren. Für diese Arbeit Wissenschaftler erhielten den Nobelpreis.

Um zu verstehen PSR J0337+1715 im Rahmen des Experiments, Joshua Falke mit New Scientist bietet präsentieren es als physischen Ort. Etwa in der gleichen Entfernung von der Mitte des Systems, auf dem die Erde sich um die Sonne dreht, liegt der kühle weiße Zwerg, die Reste des gehärteten Kern des Sterns wie unsere. Ein wenig weiter gibt es noch ein heißer weißer Zwerg. Er sollte «Schreien helles Licht» am Himmel, sagt Scott Ransom aus der Nationalen радиоастрономической Sternwarte in Virginia, leitende Aufsicht über dieses System aus.

Alle 1,6 Tage diese innere weiße Zwerg Begleiter umspielt, nicht sichtbar mit bloßem Auge. Aber in Röntgen-oder Gamma-Strahlenbelastung einer Vision zwei weiße Zwerg relativ stumpf im Vergleich mit einem Begleiter — sphärischen 24 km langen Gegenstand, dessen Masse die Eineinhalbfache Masse der Sonne.

Es ist ein PULSAR, überrest einer viel größeren Sterns. Er macht einmal pro umdrehung 2,73 Millisekunde, wie der kosmische Staub-Dämon. Jede Drehung gibt ein Bündel von Radiowellen in den Himmel, die die Erde erreichen mit jeder umdrehung — wir benutzen es Super präzise Signale als kosmische Uhr. Und da diese Körper haben eine Intensive, komplizierte gravitationsfelder, und wir haben eine Uhr, die zu ihm, dass ich testen Einsteins wäre es sehr bequem.

Das Team Ransom Center verfolgt Zecke PULSAR misst, wie sich die Umlaufbahnen der drei Körper, und vergleicht die Ergebnisse mit den Vorhersagen der Theorie Einsteins. Auf eine Idee konzentrieren Sie sich besonders ernst.

Erinnern Sie sich апокрифическую Geschichte Galilei auf den Schiefen Turm in Pisa, warf die Objekte auf den Boden, um zu zeigen, dass die verschiedenen Massen benötigt die gleiche Zeit, um die Strecke ein und denselben Abstand. Astronaut David Scott hat das gleiche Experiment auf dem Mond mit einer Feder und einem Hammer.

Das Prinzip der so genannten starken äquivalenz in der Allgemeinen Relativitätstheorie setzt diese Idee. Er behauptet, dass auch Objekte mit Ihren eigenen gravitationsfelder müssen reagieren auf die Gravitation genau so wie die anderen.

Wie mit Federn und hämmern, innen weißer Zwerg und viel schwerer PULSAR Verhalten müssen gleichermaßen unter der Gravitation der äußeren weißen Zwerg. Wenn nicht, die Bahn der inneren Paare wird mehr länglich, als erwartet, — und das Prinzip der Gleichwertigkeit wird aufgebrochen, und die Allgemeine Relativitätstheorie ist falsch.

Und dann wird es einen Schock und Ehrfurcht. Aber dieser Schock war früher oder später zu erwarten, da die ART berüchtigt, dass er nicht will, Freundschaften mit anderen Theorien der Natur.

«Jede andere Theorie der Gravitation, neben der Allgemeinen Relativitätstheorie, im Grunde sagt, dass das starke Prinzip der äquivalenz auf einer bestimmten Ebene ausfällt», sagt Ransom.

Auf der September-Konferenz пульсарам, die wird in Großbritannien, Ransom Center Team hofft erklären über neue Ergebnisse, beginnend mit der Arbeit von Anne Archibald, das Prinzip der äquivalenz überprüft 50-100 mal besser als je zuvor. Sie sind noch nicht fertig, sagt Ransome, weil es notwendig ist, mehr zu lernen, einige Muster in den Daten, die scheinen, verletzen das Prinzip der Gleichwertigkeit.

«natürlich wird es kraftvoll, deshalb möchten wir sicherstellen, dass die Daten richtig verstehen», sagt Ransome. Im Moment der Computer immer noch, führen Sie die Analyse.

Was sind die Chancen, dass, wenn die Arbeit kommen, werden die Menschen aufgeregt?

«die Meisten Menschen glauben, dass das starke Prinzip der äquivalenz kann nicht umhin auf dieser Ebene. Dies ist einer der Gründe, warum wir ständig kämpfen, um den Kopf gegen die Wand».

Das PSR J0337+1715 — perfekte Weltraum-Experiment: ein Experiment, in dem die Allgemeine Relativitätstheorie genau надломится, nicht auf dem Papier, sondern sicher. Oder wir warten noch ein wenig.