Общая теория относительности Альберта Эйнштейна, опубликованная еще в 1915 году, в очередной раз успешно прошла один из самых сложных тестов, который длился практически 16 лет. Научная группа из Института Макса Планка (Германия), Национальной научной службы Австралии и института CSIRO использовала для этого наблюдения радиотелескопов в разных уголках земного шара, включая и известный радиотелескоп Паркса.
"Общая теория относительности описывает, как именно гравитация работает на самых крупных уровнях масштаба во Вселенной, но эта теория "ломается" на уровне атомов и субатомных частиц, там, где безраздельно властвуют законы квантовой механики" - пишут исследователи, - "Нам было нужно найти способ проверки теории Эйнштейна на некотором промежуточном уровне для того, чтобы увидеть пределы ее достоверности".
И подходящая для такой проверки "космическая лаборатория", система из двух пульсаров, находящаяся на удалении 2400 световых лет от Земли, была найдена в 2003 году при помощи радиотелескопа Паркса.
"Наши наблюдения за двойным пульсаром за прошлые 16 лет удивительно точно согласовываются с теорией относительности Эйнштейна" - пишут исследователи, - "Точность согласования составляет 99.99 процентов".
Как это следует из названия, система двойного пульсара состоит из двух пульсаров, вращающихся с большой скоростью компактных нейтронных звезд, испускающих периодические радиосигналы и создающих весьма сильные гравитационные поля.
Один из пульсаров совершает 45 оборотов за секунду, а второй вращается несколько медленней, за одну секунду он совершает 2.8 оборота. Вокруг друг друга эти нейтронные звезды движутся по орбите, период которой равен 2.5 часа. Согласно общей теории относительности, предельные силы и ускорения, возникающие в этой системе, колеблют саму основу пространственно-временного континуума, а возникающие гравитационные волны постоянно отбирают у звезд энергию и постепенно замедляют всю систему в целом. Согласно расчетам, эти два пульсара должны будут столкнуться через 85 миллионов лет.
Такие небольшие изменения энергетики системы двойного пульсара достаточно тяжело обнаружить на протяжении короткого периода времени. К счастью сами пульсары, точнее, их периодичные радиосигналы, являются прекрасным инструментом для отслеживания даже самых маленьких изменений.
Используя сеть радиотелескопов Very Long Baseline Array, разбросанных по всему земному шару, астрономы зарегистрировали точные параметры около 20 миллиардов "тиков" двойного пульсара. Такого огромного количества данных стало достаточным для расчетов и определения самых мелких отклонений позиции каждой нейтронной звезды с дискретностью в один год.
И, как уже упоминалось выше, полученные результаты совпали с предсказаниями Общей теории относительности Альберта Эйнштейна на 99.99 процента.
"Но в будущем, когда в нашем распоряжении появятся новые и более совершенные радиотелескопы, мы снова вернемся к этой задаче" - пишут исследователи, - "Мы все еще надеемся найти какие-то трещины в теории Эйнштейна, и если это получится, это приведет к разработке новой теории гравитации, которая будет в большей степени соответствовать реальному положению вещей".