Астрономы, использующие Green Bank Telescope (GBT) Национального научного фонда (NSF) в Западной Вирджинии и ее Обсерваторию Аресибо в Пуэрто-Рико, провели 21-летнее исследование, чтобы точно измерить устойчивое «тиканье тиканья тиканья» пульсара, известного как PSR J1713+0747. Это кропотливое исследование производило лучшее ограничение когда-либо гравитационной константы, измеренной за пределами нашей Солнечной системы.
Пульсары – быстро вращение, суперплотные остатки крупных звезд, которые взорвались как сверхновые звезды. Они обнаружены от Земли лучами радиоволн, которые происходят от их магнитных полюсов и зачистки через пространство, поскольку пульсар вращается. Так как они феноменально плотные и крупные, все же сравнительно маленькие – всего лишь 20-25 километров через – некоторые пульсары в состоянии поддержать свой уровень вращения с последовательностью, которая конкурирует с лучшими атомными часами на Земле.
Это делает пульсары исключительными космическими лабораториями, чтобы изучить фундаментальный характер пространства, время и сила тяжести.Этот конкретный пульсар составляет приблизительно 3 750 световых лет от Земли.
Это вращается вокруг компаньона белая карликовая звезда и является одним из самых ярких, самых стабильных известных пульсаров. Предыдущие исследования показывают, что требуется приблизительно 68 дней для пульсара, чтобы вращаться вокруг его белого карликового компаньона, означая, что они разделяют необыкновенно широкую орбиту.
Это разделение важно для исследования силы тяжести, потому что эффект гравитационной радиации – устойчивое преобразование орбитальной скорости к гравитационным волнам, как предсказано Эйнштейном – невероятно маленькое и оказало бы незначительное влияние на орбиту пульсара. Более явное орбитальное изменение путало бы точность эксперимента выбора времени пульсара.«Странная последовательность этого звездного остатка предложения, заинтриговывающие доказательства, что фундаментальная сила тяжести – крупный ‘G’ физики – остается надежной всюду по пространству», сказал Вейвей Чжу, астроном раньше с Университетом Британской Колумбии в Канаде и ведущим автором на исследовании, принятом для публикации в Астрофизическом Журнале. «Это – наблюдение, которое имеет важные последствия в космологии и некоторые фундаментальные силы физики».
«Сила тяжести – сила, которая связывает звезды, планеты и галактики вместе», сказал Скотт Рэнсом, астроном с Национальной Радио-Обсерваторией Астрономии в Шарлоттсвилле, Вирджиния. «Хотя это, кажется, на Земле постоянно и универсально, есть некоторые теории в космологии, которые предполагают, что сила тяжести может изменяться со временем или может отличаться в различных углах Вселенной».Данные, взятые в течение этого эксперимента, согласовываются с неизменной гравитационной константой в отдаленной звездной системе. Ранее связанное исследование в нашей собственной Солнечной системе, которая была основана на точных лазерных располагающихся исследованиях Лунного Землей расстояния, находило ту же самую последовательность со временем.«Эти результаты – новый и старый – позволяют нам исключать с хорошей уверенностью, что могли быть ‘специальные’ времена или местоположения с различным гравитационным поведением», добавила Ингрид Стэрс, соавтор из Университета Британской Колумбии в Канаде. «Теории силы тяжести, которые отличаются от Общей теории относительности часто, делают такие предсказания, и мы поместили новые ограничения на параметры, которые описывают эти теории».
Чжу завершил: «Гравитационная константа – фундаментальная константа физики, таким образом, важно проверить это основное предположение, используя объекты в различных местах, времена и гравитационные условия. То, что мы видим, что сила тяжести выполняет то же самое в нашей Солнечной системе, как это делает в отдаленной звездной системе, помогает подтвердить, что гравитационная константа действительно универсальна».
Эта работа была частью североамериканской Обсерватории Наногерц для Гравитационных волн (NANOGrav), Пограничного Центра Физики, финансируемого NSF.