Пульсары снова «доказали» общую теорию относительности

Иллюстрация двойной звездной системы и гравитационных волн
Изображение: eso.org

Физики косвенно подтвердили существование гравитационных волн, наблюдая за двойной звездной системой из пульсара и белого карлика. Полученные результаты международная группа ученых опубликовала в Science. Обзор статьи приводит Nature News.

Массивный пульсар (вращающаяся нейтронная звезда, излучающая радиоволны), расположенный в центре двойной звездной системы J0348+0432, по массе вдвое тяжелее Солнца. Двухлетние наблюдения за низкой (два расстояния от Земли до Луны) орбитой, по которой вокруг пульсара вращается белый карлик, позволили подтвердить постулаты общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна.

Орбита белого карлика в такой звездной системе (близко расположенных массивных звезд), согласно теории, должна постепенно сокращаться в силу потерь энергии на излучение гравитационных волн. Астрономы вычислили, что период орбиты составляет около 2,5 часов и сокращается на 8,6 микросекунд ежегодно. Результаты наблюдений разошлись с теоретическими данными на 5 процентов.

Гравитационные волны, существование которых предсказывает ОТО, представляют из себя колебания пространства-времени, которые распространяются со скоростью света. Зафиксировать такие искажения гравитационного поля напрямую сложно, поскольку их воздействие на окружающие объекты весьма незначительно.

Впервые косвенное доказательство существования таких волн было получено после изучения пульсаров в двойной звездной системе PSR B1913+16, обнаруженной в 1974 году. За открытие нового типа пульсаров в этой системе и изучение возникающих в ней релятивистских эффектов ученым Расселу Халсу и Джозефу Тейлору младшему в 1993 году вручили Нобелевскую премию по физике.

Для поиска необычных пульсаров, на базе которых можно изучать гравитационные волны, в 2005 году был запущен проект распределенных вычислений Einstein@Home. Вычислительные мощности домашних компьютеров используются для анализа данных, полученных обсерваториями. По состоянию на 2012 год, проект позволил обнаружить 46 новых пульсаров.