Радиосигнал замедлился 1

Тигран Оганесян

Со дня смерти Альберта Эйнштейна прошло уже более полувека, но его базовые теоретические постулаты до сих пор успешно выдерживают испытания на прочность. Последний и наиболее суровый астрофизический экзамен общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна сдала на прошедшей неделе.

Результаты этого экзамена были опубликованы в журнале Science международной исследовательской командой ученых под руководством профессора Майкла Крамера из Манчестерского университета. В качестве новой модели для верификации ОТО Крамер и его коллеги избрали весьма экзотический объект двойной пульсар PSR J0737−3039A&B. За последние сорок лет астрономами было открыто около тысячи пульсаров, и практически все они находятся в нашей галактике Млечный Путь. Основная особенность пульсаров регулярное испускание пучков радиоволн с очень короткой продолжительностью импульсов (как правило, значительно меньше одной секунды).

PSR J0737−3039A&B первый двойной пульсар, обнаруженный британскими астрономами в 2003 году примерно в 2000 световых лет от Земли. Он состоит из двух сверхкомпактных нейтронных звезд (не более 20 км в диаметре) с очень быстрым взаимным вращением (порядка одного миллиона км/ч).

Однако благодаря своей чудовищной плотности масса каждой из этих крошечных нейтронных звезд превышает массу нашего Солнца, что делает их гравитационное поле сверхмощным (примерно в 100 тыс. раз сильнее солнечного). Подобной гравитационной силой не обладает ни один другой объект во Вселенной, за исключением черных дыр, и, соответственно, пресловутые релятивистские эффекты (степень искривления пространства-времени) вокруг него существенно выше "средних по Вселенной" величин. Поэтому PSR J0737−3039A&B и стал идеальной тест-лабораторией для ученых, стремившихся уже в который раз подвергнуть экспериментальной проверке теоретические выкладки Эйнштейна.

Для проверки ОТО астрономами были задействованы три крупнейших радиотелескопа мира британский Lovell Telescope, австралийский Parkes и американский Robert C Byrd Green Bank Telescope. Тщательные измерения различных астрофизических параметров (величин гравитационного красного смещения, гравитационного излучения, орбитальных отклонений двух нейтронных звезд и т. д.) проводились в течение трех последних лет и, как показали анализы полученных результатов, все экспериментально рассчитанные данные оказались в полном согласии с теоретическими предсказаниями ОТО.

Самый впечатляющий результат был получен группой Крамера при расчете специфической величины, известной в астрофизике как "эффект Шапиро": радиосигнал, испускаемый двойным пульсаром, немного замедляется и приходит к наблюдателю (в данном случае земным телескопам) с задержкой по времени. Теоретически рассчитанная "по Эйнштейну" величина этой задержки, около 90 миллисекунд, совпала с экспериментальной с точностью 99.95%. Альберт Эйнштейн снова может спать спокойно.