Радиоастрономия подтверждает теорию Эйнштейна

Исследование опирается на свойства одного из наиболее причудливых космических объектов - пульсара по имени J0437-4715. Это звезда, состоящая из сильно сжатого вещества. Она вращается, и при вращении выделяет поток радиоимпульсов. J0437-4715 - один из самых ярких и самых близких пульсаров своего вида и производит больше чем 170 импульсов в секунду. Эти импульсные "вальсы" идут по направлению к Земле через другую звезду - белый карлик.

Астрономы были способны точно оценить, когда пульс J0437-4715's достигают Земли в пределах десятой части миллионных долей секунды [100 наносекунд], благодаря сложным приборам "Caltech", которые проводят вычисления в Swinburne University и районе сбора данных с больших телескопов CSIRO'S.

Эта точная синхронизация, и сильная импульсная активность пульсара, позволили астрономам определить очень точно первоначальное исходное положение пульсара, которое приняли за точку отсчета.

Наш правый и левый глаз видят слегка различные картины окружающего мира, поскольку они отделены друг от друга несколькими сантиметрами. Таким же образом, два изображения системы пульсара выглядят различно в разные времена года, когда Земля находится то с одной стороны от Солнца, то с другой. Этот эффект называется параллаксом.

В случае пульсара J0437-4715, разность картин от параллакса крохотная - приблизительно четыре миллионных градуса или 0,014 секунд дуги. Но этого вполне достаточно, чтобы создать трехмерную модель положения пульсара в пространстве.

Чтобы это сделать, нужно было обработать больше чем 50000 Гигабайтов данных - столько, сколько находится на 77000 CD-ROMах.

Выработав модель, астрономы смогли проверить слабовыраженный эффект, предсказанный общей теорией относительности Эйнштейна. Массивный объект искривляет пространство вокруг себя. В системе пульсара, радиоволны путешествуют через искривленное пространство вблизи белого компаньона карлика, и приходят к Земле немного позже чем, если бы они путешествовали напрямую через открытый Космос. Этот эффект, называемый задержкой Шапиро или релятивистской временной задержкой сигнала, был сначала предложен в 1964 Ирвином И. Шапиро, который теперь является Директором Астрофизической Обсерватории Шмидта.

Данные ясно выявили предсказанную задержку, которая стала первой практической проверкой релятивистского эффекта вне Солнечной системы, причем с использованием геометрических методов параллакса.

В пределах Солнечной системы эти испытания уже проводились в 70ых годах, когда выявлялась релятивистская задержка при радиолокации внутренних планет - Меркурия и Венеры.

Более раннее испытание бинарной системы пульсара, проделанной Профессорами Джозефом Хом. Тейлором (Princeton University) и Джоулом М. Вайсбергом (now Carleton College), использующим два общих релятивистских эффекта, чтобы предсказать величину третьего, и тем самым проверить правильность Теории Относительности. Однако наблюдения пульсара в этой системе не были достаточно точны для геометрии ее пространственного положения, которая будет еще перепроверена.

Точность текущих данных настолько хороша, что ученые теперь стремятся использовать пульсар, чтобы искать тонкие импульсы в континууме пространства-времени. Астрономы полагают, что такие импульсы были бы произведены во время рождения Вселенной или когда сверхмассивные черные дыры слипаются воедино. Чтобы искать их, исследователи теперь разрабатывают и строят следующую модель системы пульсара на супер-ЭВМ.

Этот пульсар - J0437-4715, с периодом в 5.757451831072007 миллисекунд, стабилен в своем излучении и не будет терять больше, чем 1 миллисекунду в течение одной сотни тысяч лет. Точность излучения такого пульсара сопоставима с атомными часами, которые используются в качестве эталона времени.