Warp factor: vihar observert en spinnende stjerne som drar selve stoffet i rom og tid

En av spådommene Til Einsteins generelle relativitetsteori er at enhver spinnende kropp drar selve stoffet i romtid i nærheten rundt med det. Dette er kjent som «frame-dra».

i hverdagen er rammedragning både uoppdagelig og ubetydelig, da effekten er så latterlig liten. Å oppdage rammedragging forårsaket av Hele Jordens spinn krever satellitter som Us $ 750 millioner Gravity Probe B, og påvisning av vinkelendringer i gyroskoper som tilsvarer bare en grad hvert 100.000 år eller så.Heldigvis for Oss inneholder Universet mange naturlig forekommende gravitasjonslaboratorier hvor fysikere kan observere Einsteins spådommer på jobb i utsøkt detalj. Vårt team forskning, publisert i Dag I Science, avslører bevis på ramme-dra på en mye mer merkbar skala, ved hjelp av et radioteleskop og et unikt par kompakte stjerner suser rundt hverandre i svimlende hastigheter.bevegelsen til disse stjernene ville ha forvirret astronomer I Newtons tid, da de tydelig beveger seg i en forvrengt romtid, og krever Einsteins generelle relativitetsteori for å forklare deres baner.

DET hvite dvergpulsar binærsystemet PSR J1141-6545 oppdaget av CSIROS Parkes radioteleskop. Pulsaren går i bane rundt sin hvite dvergkammerat hver 4,8 time. Den hvite dvergens raske rotasjon drar romtid rundt den, noe som får hele banen til å tommel i rommet. Mark Myers / ARC Centre Of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)

Generell relativitet er grunnlaget for moderne gravitasjonsteori. Det forklarer den nøyaktige bevegelsen av stjerner, planeter og satellitter, og til og med tidens strømning. En av sine mindre kjente spådommer er at spinnende kropper drar romtid rundt med dem. Jo raskere et objekt spinner og jo mer massiv det er, jo kraftigere dra.

en type objekt som dette er svært relevant for, kalles en hvit dverg. Dette er de gjenværende kjernene fra døde stjerner som en gang var flere ganger Massen av Vår Sol, men har siden utmattet sitt hydrogenbrensel. Det som gjenstår er lik I Størrelse Til Jorden, men hundretusener av ganger mer massiv. Hvite dverger kan også spinne veldig raskt, roterer hvert minutt eller to, i stedet for hver 24 timer Som Jorden gjør. rammen-dra forårsaket av en slik hvit dverg ville være omtrent 100 millioner ganger så kraftig Som Jordens.

Det er vel og bra, men vi kan ikke fly til en hvit dverg og lansere satellitter rundt Det. Heldigvis er naturen snill mot astronomer og har sin egen måte å la oss observere dem, via bane stjerner kalt pulsarer.For Tjue år siden oppdaget Csiros Parkes radioteleskop et unikt stjernepar bestående av en hvit dverg (omtrent På Størrelse Med Jorden, men omtrent 300 000 ganger tyngre) og en radiopulsar (bare størrelsen på en by, men 400 000 ganger tyngre).

sammenlignet med hvite dverger, pulsarer er i en annen liga helt. De er laget ikke av konvensjonelle atomer, men av nøytroner pakket tett sammen, noe som gjør dem utrolig tette. Dessuten spinner pulsaren i studien vår 150 ganger hvert minutt.

dette betyr at en «fyrstråle «av radiobølger som sendes ut av denne pulsaren, 150 ganger i minuttet feier forbi vårt utsiktspunkt her på Jorden. Vi kan bruke dette til å kartlegge pulsarens bane når den går i bane rundt den hvite dvergen, ved timing når pulsen kommer til vårt teleskop og kjenner lysets hastighet. Denne metoden viste at de to stjernene bane hverandre på mindre enn 5 timer.DETTE paret, offisielt KALT PSR J1141-6545, er et ideelt gravitasjonslaboratorium. Siden 2001 har vi reist til Parkes flere ganger i året for å kartlegge dette systemets bane, som viser en rekke Einsteinian gravitasjonseffekter.Kartlegging av utviklingen av baner er ikke for utålmodige, men våre målinger er latterlig presise. SELV OM PSR J1141-6545 er flere hundre quadrillion kilometer unna (en quadrillion er en million milliarder), vet vi at pulsaren roterer 2.5387230404 ganger per sekund, og at banen er tumbling i rommet. Dette betyr at planet av sin bane ikke er fast, men i stedet roterer sakte.

Hvordan ble dette systemet dannet?

når par av stjerner blir født, dør den mest massive først, og skaper ofte en hvit dverg. Før den andre stjernen dør, overfører den materie til sin hvite dvergkammerat. En skive dannes når dette materialet faller mot den hvite dvergen, og i løpet av titusenvis av år revs det opp den hvite dvergen, til den roterer noen få minutter.

Kunstnerens inntrykk av at en hvit dverg blir spunnet opp ved overføring av materie fra ledsageren. Materialet på overflaten av den hovne stjernen faller mot den hvite dvergen og danner en skive av materiale som beveger seg så raskt at det får stjernen til å spinne raskt. ARC Centre Of Excellence for Gravitational Wave Discovery

i sjeldne tilfeller som denne, kan den andre stjernen da detonere i en supernova, og etterlate en pulsar. Den raskt spinnende hvite dvergen drar romtid rundt med den, noe som gjør pulsarens orbitalplan tilt som den er trukket sammen. Denne vippingen er det vi observerte gjennom vår pasientkartlegging av pulsarens bane.Einstein selv trodde at mange av hans spådommer om rom og tid aldri ville bli observerbare. Men de siste årene har sett en revolusjon i ekstrem astrofysikk, inkludert oppdagelsen av gravitasjonsbølger og avbildning av et svart hullskygge med et verdensomspennende nettverk av teleskoper. Disse funnene ble gjort av milliarder dollar anlegg. Heldigvis er Det Fortsatt en rolle i å utforske generell relativitet for 50 år gamle radioteleskoper som Den På Parkes, og for pasientkampanjer av generasjoner av studenter.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.