Плотные звезды скручивают пространственно-временной континуум

Австралийские астрономы нашли одно из лучших доказательств одного компонента теории - пара звезд высокой плотности на близкой орбите тянет и скручивает ткань самого пространства-времени.

Рассматриваемая система называется PSR J1141-6545 и состоит из двух «мертвых» звезд, вращающихся вокруг друг друга. Одна из них - белый карлик размером примерно с Землю, но в 300 000 раз плотнее, а другая - пульсар, вмещающий 100 миллиардов земных масс в шар шириной всего 20 км (12,4 миль). Пульсар вращается вокруг белого карлика каждые 5 часов, и оба вращаются очень быстро.

В Общей теории относительности гравитация является результатом огромного количества массы, изгибающей саму ткань пространства-времени. Спустя несколько лет после того, как Эйнштейн опубликовал Общую теорию относительности, математики Йозеф Ленс и Ханс Тирринг предложили концепцию «перетаскивания структуры», в последствии получившей название эффект Лензе – Тирринга. По существу, Общая теория относительности предполагает, что вращающиеся объекты должны увлекать за собой пространство-время.

В большинстве случаев этот эффект будет слишком незначительным для обнаружения, поэтому он оставался неподтвержденным в течение более 100 лет. Но теперь ученые в новом исследовании утверждают, что нашли доказательства этого долгожданного побочного эффекта.

Почти 20 лет астрономы изучали объекты PSR J1141-6545 с помощью телескопа Parkes в Австралии, наблюдая их взаимодействие с течением времени. И в долгосрочной перспективе заметили постепенное изменение, которое можно отнести к эффекту Лензе – Тирринга.

Пульсары чрезвычайно регулярны, испуская всплески энергии. Если эти импульсы начинают поступать в телескоп в разное время, это предполагает помехи где-то на пути к этим сигналам.

После распутывания сложной физики вокруг системы, команда определила, что сигналы пульсара медленно смещались во времени в течение 20 лет. Это указывало на то, что плоскость его орбиты постепенно наклонялась, что можно отнести к эффекту Лензе – Тирринга.

Даже спустя 100 лет Общая теория относительности продолжает проходить испытания, поскольку ее предсказания согласуются с новыми наблюдениями. Всего несколько лет назад был подтвержден один важный аспект - гравитационные волны, которые представляют собой рябь в пространстве-времени, вызванную такими событиями, как слияние черных дыр.

Исследование было опубликовано в журнале Science. Идея проиллюстрирована на видео.