Уникальная
тройная система PSR J0337 + 1715, расположенная в 4200 световых годах от Земли в
представлении художника. Credit: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello
Международная команда астрономов проверила принцип эквивалентности с беспрецедентной точностью, улучшив результат предыдущих экспериментов в десять раз. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, доказывают, что предложенная Эйнштейном теория гравитации работает даже в одном из самых экстремальных сценариев, которые может предложить Вселенная.
На сегодняшний день справедливость уравнений Эйнштейна доказана как тщательными лабораторными исследованиями, так и наблюдениями движений космических тел. Однако, альтернативные теории гравитации предсказывают, что компактные объекты массивные объекты, такие как нейтронные звезды, должны вести себя немного иначе. Различие должно быть связано с так называемой гравитационной энергией связи объекта, той энергией, которая удерживает объект в компактном состоянии.
Для проверки астрономы использовали уникальную тройную систему PSR J0337 + 1715, состоящую их трех релятивистских объектов: нейтронной звезды, белого карлика на близкой орбите с периодом 1.6 дня и белого карлика на далекой орбите с периодом 327 дней. Нейтронную звезду мы наблюдаем как пульсар, который вращается со скоростью 366 оборотов в секунду.
Радиотелескоп Вестерборк-Синтез в Нидерландах был одним из трех телескопов, используемых для изучения уникальной тройной системы.
С момента открытия эта система наблюдалась на тех инструментах. Это массив из четырнадцати 25-метровых антенн Вестерборк-Синтез в Нидерландах, 100-метровая антенна обсерватории Грин Бэнк в Западной Виргинии и 300-метровая антенна Аресибо в Пуэрто-Рико.
Общее время наблюдения составило более 400 часов. В результате было доказано, что для двух внутренних компонентов системы принцип эквивалентности справедлив в пределах точности наблюдений, т.е., на уровне три миллионных. Этот результат накладывает серьезные ограничения на любые альтернативные теории общей теории относительности.