n esta ilustración, un púlsar (PSR J0337-1715) se muestra con dos enanas blancas compañeros. El verde de malla ilustra la curvatura del espacio-tiempo causada por las diferentes masas. (El tamaño y las distancias de los tres componentes no están a escala.) (Crédito: Michael Kramer/MPIfR)
una Vez más, los físicos han confirmado que uno de Albert Einstein ideas centrales acerca de la gravedad — esta vez con la ayuda de una estrella de neutrones intermitente a través del espacio.
El nuevo trabajo hace una idea antigua, incluso más que ligera y pesada, los objetos caen a la misma velocidad. Einstein no era la primera persona a darse cuenta de esto; hay impugnada cuentas de Galileo Galilei, demostrando el principio, dejando de pesos desde la Torre de Pisa en el siglo 16. Y sugerencias de la idea de aparecer en el trabajo de los 12 filósofo del siglo Abu’l-Barakāt al-Baghdādī. Este concepto, finalmente hizo su camino a Isaac Newton modelo de la física, y, a continuación, la teoría de Einstein de la relatividad general como la gravitacional «fuerte principio de equivalencia» (SEP). Este nuevo experimento demuestra la verdad de la SEP, mediante la caída de una estrella de neutrones, con más precisión que nunca.
La SEP ha aparecido a ser así por mucho tiempo. Usted podría haber visto este video de los astronautas del Apolo caer una pluma y un martillo en el vacío de la luna, mostrando que caen a la misma velocidad en la gravedad de la luna.
Pero pequeñas pruebas en el relativamente débil de los campos gravitacionales de la Tierra, la luna o el sol no se pone realmente la SEP, a través de sus pasos, de acuerdo a Sharon Morsink, astrofísico de la Universidad de Alberta en Canadá, que no estaba involucrado en el nuevo estudio.
«En algún nivel, la mayoría de los físicos creen que la teoría de Einstein de la gravedad, la llamada teoría general de la relatividad, es la correcta. Sin embargo, esa creencia se basa principalmente en observaciones de fenómenos que tienen lugar en regiones del espacio con la debilidad de la gravedad, mientras que la teoría de Einstein de la gravedad es el propósito de explicar los fenómenos que tienen lugar cerca de realmente fuertes campos gravitacionales,» Morsink dijo a Live Science. «Las estrellas de neutrones y los agujeros negros son los objetos que tienen el más fuerte conocido de campos gravitacionales, por lo que cualquier prueba de la gravedad que implica que estos objetos realmente a prueba el corazón de Einstein, la teoría de la gravedad.»
las estrellas de Neutrones son el colapsado núcleos de estrellas muertas. Super denso, pero no lo suficientemente densa como para formar agujeros negros, pueden pack de masas mayor que la de nuestro sol girando en esferas tan sólo un par de millas de ancho.
Los investigadores se centraron en un tipo de estrella de neutrones llamada de un púlsar, que desde la Tierra de la perspectiva parece flash mientras gira. Que parpadea es el resultado de un punto brillante en la superficie de la estrella girando en y fuera de la vista, 366 veces por segundo. Este hilado es lo suficientemente regulares como para mantener el tiempo por.
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Este púlsar, conocido como J0337+1715, es especial incluso entre los pulsares: Es encerrado en una apretada binario órbita con una estrella enana blanca. Las dos estrellas que giran una alrededor de la otra como dan vueltas alrededor de una tercera estrella, también en una enana blanca, igual que la Tierra y la luna hacen lo que el círculo del sol.
(Investigadores ya han demostrado que la SEP es cierto para las órbitas como este en nuestro sistema solar: la Tierra y la luna se ven afectados con exactamente el mismo grado por la gravedad solar, las mediciones sugieren.)
La precisión del cronometraje de J0337+1715, combinado con su relación con los dos campos de gravedad creado por las dos estrellas enanas blancas, ofrece a los astrónomos una oportunidad única para poner a prueba el principio.
El pulsar es mucho más pesado que los otros dos estrellas en el sistema. Pero el pulsar todavía cae hacia cada uno de ellos un poco como que caen al pulsar la masa más grande. (Lo mismo sucede con usted y la Tierra. Al saltar, caer de nuevo hacia el planeta muy rápidamente. Pero el planeta cae hacia usted así, muy lentamente, debido a su baja gravedad, pero exactamente en la misma frecuencia como una pluma, o un martillo si usted ignore la resistencia del aire.) Y porque J0337+1715 es preciso cronometrador, los astrónomos en la Tierra puede realizar un seguimiento de cómo los campos gravitacionales de las dos estrellas afectar el púlsar del período.
Para ello, los astrónomos medido cuidadosamente el tiempo de llegada de la luz a partir de J0337+1715 el uso de los grandes telescopios de radio, en particular la Nançay Radio Observatorio en Francia. Como la estrella se mueve alrededor de cada uno de sus vecinos — en un rápido little orbit y uno en un tiempo, el más lento de la órbita del pulsar se acercó más y más lejos de la Tierra. Como la estrella de neutrones se movió más lejos de la Tierra, la luz de sus pulsos, tuvo que recorrer grandes distancias para llegar al telescopio. Así, a un pequeño grado, las brechas entre los pulsos parecía más tiempo.
Como el púlsar se giró de nuevo hacia la Tierra, las brechas entre los pulsos consiguió más corto. Que permitió a los físicos para construir un modelo sólido de la estrella de neutrones en el movimiento a través del espacio, explicando con precisión cómo interactuar con los campos de gravedad de sus vecinos. Su trabajo se basó en una técnica que se utiliza en un artículo anterior, publicado en la revista Nature en el 2018, para estudiar el mismo sistema.
El nuevo informe, publicado en línea el 10 de junio en la revista Astronomy and Astrophysics, mostró que los objetos en este sistema se comportó como la teoría de Einstein predice — o al menos no difieren de las de Einstein predicciones de más de 1,8 partes por millón. Ese es el límite absoluto de la precisión de su telescopio el análisis de los datos. Se informó de 95% de confianza en sus resultados.
Morsink, que utiliza los datos de rayos X para el estudio de la misa, anchos, y la superficie de los patrones de las estrellas de neutrones, dijo que esta confirmación no es sorprendente, pero es importante para su investigación.
«En el que trabajar, tenemos que asumir que la teoría de Einstein de la gravedad es correcto, ya que el análisis de datos ya es muy complejo,» Morsink dijo Vivir la Ciencia en un en un correo electrónico. «Por lo que las pruebas de Einstein de la gravedad utilizando las estrellas de neutrones realmente me hace sentir mejor acerca de nuestra suposición de que la teoría de Einstein describe la gravedad de una estrella de neutrones correctamente!»
Sin la comprensión de la SEP, Einstein nunca habría sido capaz de desarrollar sus ideas de la relatividad. En una visión que él describió como «el más afortunado pensé en mi vida,» él reconoció que los objetos en caída libre no se sienten los campos gravitacionales tirando de ellos.
(Esta es la razón por la que los astronautas en órbita alrededor de la Tierra flotar. En constante caída libre, que no experimentan en el campo gravitacional que mantiene en órbita. Sin windows, que no sabe que la Tierra estaba allí en absoluto.)
la Mayoría de Einstein de ideas clave sobre el universo de comenzar con la universalidad de la caída libre. Así, de esta manera, la piedra angular de la teoría de la relatividad general de que se ha hecho mucho más fuerte.
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Originalmente publicado en Live Science.
