Ученые стали свидетелями закручивания пространства-времени в бинарной звездной системе

Астрономы в очередной раз доказали правильность теории относительности Эйнштейна

Международная команда астрофизиков во главе с профессором Мэтью Бэйлсом из Центра передового опыта ARC в области обнаружения гравитационных волн (OzGrav) предоставила новые захватывающие доказательства искривления пространства-времени из-за вращения небесного тела. Данные, которые получили ученые, наблюдая за орбитой двух звезд в течение двадцати лет, стали еще одним подтверждением общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Результаты работы были опубликованы в журнале Science.

Согласно ОТО, сила гравитации возникает из-за искривления пространства и времени, а такие объекты как Солнце и Земля, эту геометрию изменяют. Почти 20 лет назад команда ученых начала наблюдать за двумя звездами, которые вращались вокруг друг друга с удивительной скоростью. Одна звезда - белый карлик, размером с Землю, но превышающий ее плотность в 300 000 раз; другая - нейтронная звезда, диаметром всего 20 километров, но с плотностью примерно в 100 миллиардов больше земной. Новая бинарная система получила название PSR J1141-6545.

До того, как звезда взорвалась (стала нейтронной), она начала набухать, сбрасывая внешнюю оболочку на белого карлика, который находился рядом. В результате последний начал вращаться все быстрее и быстрее, пока его день не стал измеряться в минутах.

В 1918 году (через три года после того, как Эйнштейн опубликовал ОТО) австрийские математики Йозеф Ленс и Ханс Тирринг поняли, что если Эйнштейн был прав, то все вращающиеся космические тела должны «закручивать» материю пространства-времени вокруг себя. В начале текущего столетия первые экспериментальные доказательства этого эффекта были обнаружены в гироскопах, вращающихся вокруг Земли, ориентация которых изменилась в направлении вращения земной оси.

В ходе нового исследования ученые обнаружили, что быстро вращающийся белый карлик в PSR J1141-6545 тянет пространство-время в 100 миллионов раз сильнее. Во время работы ведущий автор доктор Вивек Венкатраман Кришнан (из Института радиоастрономии им. Макса Планка - MPIfR) должен был распутать все противоречащие друг другу релятивистские эффекты в этой звездной системе. В результате он заметил, что, если не допускать постепенного изменения ориентации плоскости орбиты, общая теория относительности не имеет смысла.

Со своей стороны профессор Пауло Фрире из MPIfR понял, что закручивание пространства-времени вокруг орбиты могло бы объяснить наклонную орбиту этих звезд. Сегодня команда предоставила убедительные доказательства в поддержку этой теории, показав, что Эйнштейн снова оказался прав.