Novoe podtverzhdenie teorii otnositel'nosti12.07.2008 14:00 | N.T. Ashimbaeva/GAISh, Moskva
Uchenye Universiteta MakGilla (McGill University's Department of Physics), issleduya sistemu dvoinogo pul'sara, podtverdili odno iz sledstvii teorii otnositel'nosti Einshteina. Rezul'tat opublikovan v Science za 4 iyulya 2008 g.
Pul'sary predstavlyayut soboi nebol'shie, sverhplotnye zvezdnye ob'ekty, kotorye ostayutsya posle togo, kak massivnye zvezdy umirayut, vzorvavshis' kak sverhnovye. Oni imeyut massu bol'she solnechnoi, no eta massa upakovana tak plotno, chto zvezda imeet poperechnik, ne prevyshayushii razmer takogo goroda kak Monreal' (tipichnyi radius neitronnoi zvezdy – 10-15 km). Pul'sary vrashayutsya s neveroyatnoi skorost'yu, sozdayut sil'noe gravitacionnoe pole i izluchayut moshnye puchki radiovoln v napravlenii svoih magnitnyh polyusov.
Ih mozhno sravnit' s mayakami na more: my vidim ih izluchenie tol'ko kogda puchok izlucheniya popadaet v pole zreniya teleskopa. V nashei Galaktike izvestno bolee chem 1700 pul'sarov, no tol'ko pul'sar PSR J0737-3039A/B, otkrytyi v 2003 godu - edinstvennyi dvazhdy dvoinoi pul'sar. Eta sistema sostoit iz dvuh pul'sarov, vrashayushihsya vokrug drug druga na ochen' tesnoi orbite, s periodom v 2.4 chasa, pri etom puchki izlucheniya kazhdogo iz nih "chirkayut" po Zemle. Oni nastol'ko blizki drug k drugu, chto fakticheski ih orbita imeet razmer s diametr Solnca. Dvoinoi pul'sar udalen ot nas na rasstoyanie v 1700 svetovyh let.
Kazhdyi pul'sar izluchaet radiovolny vdol' svoih magnitnyh polyusov – odin s periodom v 23 millisekundy, vtoroi kazhdye 2.8 sekundy. Udacha sostoit eshe i v tom, chto ploskost' orbity etoi sistemy prakticheski sovpadaet s luchom zreniya, i eto sozdaet ideal'nye usloviya nablyudeniya zatmeniya odnogo pul'sara drugim. Zatmenie sozdaetsya magnitosferoi 2.8-sekundnogo pul'sara, oblast'yu, v kotoroi plotnoe oblako plazmy perehvatyvaetsya magnitnym polem pul'sara. Eti zatmeniya pozvolyayut sdelat' vyvod ob orientacii 2.8-sekundnogo pul'sara, ishodya iz izmeneniya puti, po kotoromu proishodit rasprostranenie sveta, ispushennogo drugim pul'sarom.
V sootvetstvii s klassicheskoi n'yutonovskoi fizikoi orientaciya osi vrasheniya pul'sara dolzhna ostavat'sya neizmennoi otnositel'no udalennyh zvezd, kogda on obrashaetsya vokrug vtorogo komponenta. Vo vselennoi Einshteina veshestvo iskrivlyaet prostranstvo i zamedlyaet vremya, i tol'ko skorost' sveta ostaetsya neizmennoi. Odnim iz sledstviya teorii otnositel'nosti yavlyaetsya nalichie relyativistskoi precessii osi vrasheniya: os' vrasheniya ob'ekta dolzhna medlenno izmenyat' napravlenie po mere vrasheniya pul'sara otnositel'no kompan'ona. Ideya sostoit v tom chto dva massivnyh tela, vrashayushihsya drug vokrug druga, budut iskrivlyat' prostranstvo takim obrazom, chto budet proishodit' smeshenie osi vrasheniya tela otnositel'no osi vsei sistemy v celom, vyzyvaya, takim obrazom, precessiyu etoi samoi osi. Pri etom, chem massivnee izuchaemye ob'ekty, tem legche obnaruzhit' effekt.
Proverit' teoriyu ne tak legko. Issledovatelyam neobhodimo dva ochen' plotnyh ob'ekta, vrashayushihsya dostatochno blizko drug k drugu, i chtoby mozhno bylo nablyudat' processy, proishodyashie mezhdu nimi. Chernye dyry v etom smysle ne podhodyat dlya nablyudenii: oni hot' i obladayut ogromnoi plotnost'yu, no u nih sushestvuet tak nazyvaemyi gorizont sobytii, iz-za nalichiya kotorogo nablyudatel' prosto nichego ne vidit. Otsutstvie kandidatov, a tak zhe malaya moshnost' imeyushihsya teleskopov byli glavnymi bar'erami v reshenii etoi zadachi v techenie mnogih let.
Nakonec, posle otkrytiya v 2003 godu sistemy iz dvuh pul'sarov, situaciya izmenilas'. I chto
ochen'
vazhno v nashem sluchae - v sisteme sushestvuyut zatmeniya: odin pul'sar zatmevaet drugoi
kazhdye 2.4 chasa, i zatmenie dlitsya okolo 30 sekund. Pri etom magnitosfera
pervoi zvezdy chastichno pogloshaet radiovolny ot vtoroi, chto pozvolyaet issledovat'
ih prostranstvennuyu orientaciyu. Imenno etot faktu i pozvolil obnaruzhit'
geodezicheskuyu precessiyu: v hode kazhdogo zatmeniya udalos' izmerit' ugol precessii (povorota)
radiosignala i takim obrazom opredelit' precessiyu samogo pul'sara.
Issledovateli Rene Breton, Viktoriya Kaspi (René Breton, Dr. Victoria Kaspi) iz Universiteta MakGilla, a takzhe ih kollegi iz SShA, Velikobritanii, Francii i Italii izuchali dvoinoi pul'sar s pomosh'yu 100-metrovogo radioteleskopa Robert C. Byrd Green Bank Radio Telescope v NRAO (National Radio Astronomy Observatory v Green Bank).
V techenie chetyreh let uchenye kropotlivo izuchali signaly odnogo iz pul'sarov i izmeryali napravlenie signala po vremya zatmeniya. Issledovateli otkryli, chto odin iz dvuh pul'sarov deistvitel'no precessiruet, kak i predskazyvalos' teoriei otnositel'nosti. (Na risunke izobrazheno izmenenie fazy vrasheniya komponenta V s techeniem vremeni. Ispol'zovany dannye iz prezentacii avtorov). Bylo opredeleno, chto os' pul'sara precessiruet so skorost'yu 4.77 ± 0.66 gradusov v god. Vychisleniya soglasno teorii Einshteina dayut velichinu v 5.07 gradusov/god, chto nahoditsya v horoshem soglasii s nablyudeniyami.
Voobshe govorya, precessiya osei vrasheniya nablyudaetsya i v Solnechnoi sisteme, no pri etom razlichit' velichiny, predskazannye obshei teoriei otnositel'nosti ili al'ternativnymi teoriyami gravitacii, ochen' slozhno - neobhodimo moshnoe gravitacionnoe pole, chtoby effekt proyavilsya v dostatochnoi mere. Sistema dvuh pul'sarov predostavila imenno takuyu vozmozhnost'.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
dvoinye pul'sary - Precessiya - teoriya otnositel'nosti
Publikacii so slovami: dvoinye pul'sary - Precessiya - teoriya otnositel'nosti | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
