Kak proverit' teoriyu otnositel'nosti?25.07.2001 13:45 | A. V. Seliverstov/Phys.Web.Ru
Glavnoe, chto dlya etogo nuzhno, - nebol'shaya zvezda i bol'shoi radioteleskop.
V samom tochnom na segodnyashnii den' astrofizicheskom eksperimente avstraliiskie i amerikanskie uchenye ispol'zovali radioteleskop Observatorii Parksa (The Parkes Observatory, Australia Telescope National Facility of the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) dlya togo, chtoby izmerit' iskazheniya prostranstva-vremeni okolo zvezdy, nahodyasheisya na rasstoyanii 450 svetovyh let ot Zemli.
Rezul'taty etih issledovanii, podtverzhdayushie obshuyu teoriyu otnositel'nosti Einshteina (teoriyu gravitacii), opublikovany v nauchno-populyarnom zhurnale Nature (vypusk ot 12 iyulya 2001).
Sostav issledovatel'skoi gruppy: Villem van Straten (Willem van Straten), Met'yu Beiles (Prof Matthew Bailes) iz Suinburnskogo tehnologicheskogo universiteta (Swinburne University of Technology, Melbourne); Shrinivas Kulkarni (Prof Shrinivas R. Kulkarni), Styuart Anderson (Dr Stuart Anderson), Met'yu Britton (Dr Matthew Britton) iz Kalteha (California Institute of Technology); Richard Manchester (Dr Richard N. Manchester) i Dzhon Sarkisyan (John Sarkissian) iz CSIRO Australia Telescope National Facility.
Issledovanie bylo osnovano na svoistvah odnogo iz samyh prichudlivyh ob'ektov v prirode - pul'sara PSR J0437-4715. Pul'sar - eto zvezda, sostoyashaya iz ochen' plotnogo veshestva; ona bystro vrashaetsya i izluchaet potok radioimpul'sov. J0437-4715 yavlyaetsya odnim iz samyh yarkih i blizkih k nam pul'sarov, izluchayushim 170 impul'sov v sekundu. Ego soprovozhdaet belyi karlik (staraya slabosvetyashayasya zvezda), obrazuya val'siruyushuyu v kosmose paru.
Seichas astronomy sposobny izmerit' vremya prihoda na Zemlyu radioimpul'sa ot J0437-4715 s tochnost'yu ne huzhe 100 nanosekund (odna stomillionnaya chast' sekundy) - blagodarya oborudovaniyu, razrabotannomu v Kaltehe, napisannym v Suinburne programmam i bol'shoi sobirayushei ploshadi teleskopa observatorii Parksa.
Stol' tochnyi hronometrazh, a takzhe blizost' pul'sara k Zemle pozvolili vpervye v istorii astronomii tochno opredelit', kak raspolozhena orbita pul'sara v prostranstve.
Nashi levyi i pravyi glaza vidyat slegka razlichayushiesya kartiny mira, poskol'ku raspolozheny na rasstoyanii neskol'kih santimetrov drug ot druga. Tochno tak zhe budut otlichat'sya dva vzglyada na sistemu pul'sara, sdelannye s intervalom v polgoda, kogda Zemlya prohodit polovinu svoego puti po orbite vokrug Solnca. Eto yavlenie nazyvaetsya parallaksom.
V sluchae pul'sara J0437-4715 raznica v napravlenii vzglyadov nichtozhna - poryadka chetyreh millionnyh gradusa. No dlya astronomov etogo dostatochno, chtoby skonstruirovat' trehmernuyu model' dvizheniya pul'sara po orbite.
Odnako, chtoby prodelat' eto, van Stratenu, aspirantu Suinburnskogo tehnologicheskogo universiteta, potrebovalos' obrabotat' bolee 50 000 gigabait dannyh. Dlya zapisi takogo kolichestva informacii neobhodimo 77000 CD-ROM, iz kotoryh mozhno slozhit' bashnyu vysotoi 119 metrov.
V processe postroeniya orbity uchenye smogli proverit' ochen' tonkii effekt, predskazyvaemyi obshei teoriei otnositel'nosti Einshteina (OTO). Poskol'ku massivnyi ob'ekt iskrivlyaet prostranstvo-vremya vokrug sebya, to radiovolny ot pul'sara rasprostranyayutsya v iskrivlennom belym karlikom kontinuume i dolzhny prihodit' k Zemle s nebol'shoi zaderzhkoi (po otnosheniyu ko vremeni puteshestviya v obychnom, neiskrivlennom prostranstve). Eto yavlenie, nazyvaemoe zaderzhkoi Shapiro (Shapiro delay), bylo predskazano vpervye v 1964 g Irvinom Shapiro (Irwin I. Shapiro), nyne direktorom Smitsonovskoi astrofizicheskoi observatorii (Smithsonian Astrophysical Observatory).
Poluchennye dannye otchetlivo pokazali, chto predskazannaya zaderzhka deistvitel'no nablyudaetsya. Takim obrazom, provedennyi eksperiment mozhno schitat' pervoi proverkoi OTO, v kotoroi geometriya sistemy ispol'zovalas' dlya predskazaniya relyativistskogo effekta. Bolee rannyaya proverka OTO na sisteme dvoinogo pul'sara, provedennaya professorami Dzhozefom Teilorom (Joseph H. Taylor) iz Prinstona (Princeton University) i Dzhoelom Vaisbergom (Joel M. Weisberg) iz Karltona (Carleton College), ispol'zovala dva effekta OTO dlya predskazaniya znacheniya tret'ego, to est' predstavlyala soboi proverku vnutrennei neprotivorechivosti teorii. Odnako nablyudeniya ne obladali dostatochnoi tochnost'yu dlya postroeniya orbity pul'sara v prostranstve.
"Tochnost' imeyushihsya dannyh stol' vysoka, chto my planiruem ispol'zovat' pul'sar dlya obnaruzheniya malyh pul'sacii prostranstvenno-vremennogo kontinuuma", zayavil prof. Beiles. Astronomy polagayut, chto takie pul'sacii mogli vozniknut' pri rozhdenii Vselennoi ili sliyanii sverhmassivnyh chernyh dyr. Dlya etih eksperimentov issledovateli razrabatyvayut novoe, eshe bolee tochnoe pokolenie izmeritel'nyh instrumentov.
Komanda issledovatelei uzhe davno issleduet radiopul'sary. V 1982 g. Kulkarni sovmestno s prof. Bekerom (D. C. Backer) iz Kaliforniiskogo universiteta (University of California, Berkeley) otkryl pervyi sverhbystryi ("millisekundnyi") pul'sar i polozhil nachalo poiskam pul'sarov takogo tipa. V chastnosti, tak byl otkryt i PSR J0437-4715 (radioteleskop observatorii Parks, 1992; v gruppu issledovatelei vhodili Manchester i Beiles).
Etot pul'sar, imeyushii period 5.757451831072007 ms, ne izmenil period bolee chem na odnu millisekundu za sotnyu tysyach let. "Tochnost' millisekundnyh pul'sarov sravnima s tochnost'yu atomnyh chasov. Potrebovalos' mnogo vremeni, chtoby ponyat': eti prirodnye chasy mozhno ispol'zovat' dlya proverki fundamental'nyh osnov fiziki," govorit prof. Kulkarni.
Gruppe iz Suinburnskogo universiteta uzhe vydelili superkomp'yuter celikom, chtoby uchenye "shli v nogu" s terabaitami informacii, prihodyashimi s radioteleskopa.
Istochnik: media-reliz
CSIRO
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
dvoinye pul'sary - teoriya otnositel'nosti - Radiopul'sary - Radioastronomiya - Pul'sar
Publikacii so slovami: dvoinye pul'sary - teoriya otnositel'nosti - Radiopul'sary - Radioastronomiya - Pul'sar | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
