Faimoasa teorie a relativității generale a lui Einstein a trecut cel mai riguros test de până acum. După observarea unei perechi de pulsari (stele neutronice foarte compacte, care emit fascicule de unde radio de la polii lor) timp de 16 ani, cercetătorii au observat prezența efectelor relativiste, care au fost prezise anterior doar de teoria lui Einstein.
Relativitatea generală descrie efectul gravitației asupra spațiului-timp. „Un obiect cu adevărat masiv va deforma domeniul spațiu-timp din jurul lui într-o măsură mai mare decât un obiect mai puțin masiv”, a declarat Robert Ferdman din cadrul Universității din East Anglia, Marea Britanie.
Aceasta înseamnă că, în cazul corpurilor extrem de masive, precum stelele neutronice, relativitatea generală prezice faptul că, pe măsură ce fotonii urmează calea deformată a spațiului-timp, traiectoria luminii se va curba semnificativ în jurul acestora. Mai mult decât atât, atunci când stelele neutronice accelerează (acest fenomen poate avea loc atunci când două astfel de corpuri se învârt una în jurul celeilalte), ele vor emite unde gravitaționale (ondulații în spațiu-timp), care vor face ca orbitele lor să se micșoreze pe măsură ce acestea își pierd din energie. Acest fenomen este cunoscut sub numele de dezintegrare orbitală.
În prezent, Ferdman și colegii săi au observat ambele predicții teoretice în cazul a doi pulsari, cunoscuți sub numele de PSR J0737−3039A/B. Aceștia efectuează o orbită completă unul în jurul celuilalt în doar 147 de minute, viteza lor fiind de până la 1 milion de kilometri pe oră. Pe măsură ce orbitează, unul dintre pulsari se rotește și în jurul axei sale de aproximativ 44 de ori pe secundă, în timp ce al doilea efectuează o rotație completă în 2,8 secunde. De fiecare dată când un pulsar se rotește, pe Pământ se înregistrează o explozie de fascicule radio.
„Cu excepția cazului în care există ceva în cale sau vreun fenomen astrofizic care provoacă o întârziere a transmiterii lor, acele impulsuri sunt emise la intervale extrem de regulate”, a declarat Ferdman.
Folosind șapte radiotelescoape din Australia, SUA și Europa, cercetătorii au monitorizat sistemul dublu pulsar între anii 2003 și 2019.
Ei au descoperit faptul că impulsurile radio au ajuns pe Pământ în mod constant, mai târziu decât se așteptau. Cercetătorii au determinat că acest lucru se datorează faptului că ele erau deviate la un unghi de 0,04 grade din cauza curburii puternice domeniului spațiu-timp din jurul celor două stele. Potrivit echipei lui Ferdman, aceasta este prima dovadă experimentală a unei curburi atât de mari.
Cercetătorii au mai descoperit faptul că pulsarii au suferit o dezintegrare orbitală din cauza emisiei de unde gravitaționale. Ei au putut detecta energia transportată de aceste valuri cu o precizie de 1000 de ori mai bună decât în cazul detectoarelor directe de unde gravitaționale de pe Pământ, precum detectoarele LIGO din SUA.
„Acesta este cel mai riguros test al teoriei lui Einstein și stabilește etalonul la care experimentele viitoare trebuie să fie realizate în termeni de precizie. Relativitatea generală este cea mai bună teorie pe care o avem despre gravitație. Totuși, știm că din cauza incompatibilității ei cu mecanica cuantică și cu modelul standard al fizicii particulelor, aceasta nu este completă”, a declarat Ferdman.