Новые измерения солнечного спектра подтверждают Общую теорию относительности Эйнштейна

Эта работа подтверждает одно из предсказаний Общей теории относительности Эйнштейна.

Общая теория относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном между 1911 и 1916 годами, ввела новую концепцию пространства и времени, показав, что массивные объекты вызывают искажение пространства-времени, которое ощущается как гравитация. Таким образом, теория Эйнштейна предсказывает, например, что свет движется по изогнутым путям возле массивных объектов, и одним из следствий этого является наблюдение Креста Эйнштейна, четырёх разных изображений далёкой галактики, которая находится позади более близкого массивного объекта и свет которой искажается им.

Другими хорошо известными эффектами Общей теории относительности являются наблюдаемое постепенное изменение орбиты Меркурия из-за искривления пространства-времени вокруг «массивного» Солнца или гравитационное красное смещение - смещение красных линий в спектре Солнца из-за его гравитационного поля.

Гравитационное красное смещение - важный эффект для спутниковых навигационных систем, которые не работали бы, если бы Общая теория относительности не была включена в уравнения. Этот эффект зависит от массы и радиуса астрономического объекта, поэтому, даже если он больше для Солнца, чем для Земли, его все еще трудно измерить в солнечном спектре.

В 1920 году Эйнштейн писал: «Для Солнца предсказанное теоретическое красное смещение составляет примерно две миллионных длины волны. Существует ли этот эффект на самом деле - вопрос открытый, и в настоящее время астрономы прилагают все усилия, чтобы разрешить его. Для Солнца о его существовании трудно судить, потому что эффект слишком мал».

Для его измерения ученые использовали наблюдения солнечного спектра, отражённого от Луны, полученные с помощью прибора HARPS (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher) с использованием новой технологии лазерной частотной гребенки.

«Объединив точность прибора HARPS с частотной гребенкой, мы смогли с высокой точностью измерить положение линий железа в солнечном спектре», - объясняет Джонай Гонсалес Эрнандес, исследователь из IAC и первый автор статьи. «Это позволило нам проверить одно из предсказаний Общей теории относительности Эйнштейна, гравитационное красное смещение, с точностью до нескольких метров в секунду».

«Новые измерения с помощью лазерной частотной гребенки, прикреплённой к спектрографу ESPRESSO на 8,2 м телескопе VLT, позволят нам улучшить эти измерения», - добавляет Рафаэль Реболо, исследователь и директор IAC и соавтор статьи.