Теория Эйнштейна выдержала самую сложную за 105 лет проверку

Международная и междисциплинарная команда ученых обнародовала результаты исследования, которое длилось 16 лет. В его рамках общая теория относительности Эйнштейна прошла одну из самых сложных проверок за все время своего существования и осталась неопровержимой.

Полностью исследование опубликовано в журнале Physical Review X, а коротко о нем рассказывает Live Science. Речь идет о теории, которую Альберт Эйнштейн опубликовал в 1916 году.

В свое время она произвела настоящую революцию в понимании физики и космоса. С первых же дней ее существования физики начали проверять эту теорию и до сих пор не смогли ее опровергнуть. Согласно этой теории, гравитация является производным гибкости системы пространство-время. Она объясняет, что массивные объекты искажают эту систему, создавая своего рода углубления, вокруг которых вращаются другие тела.

В последние десятилетия толчок к развитию получила квантовая механика, и многие законы классической физики вступили с ней в противоречия. Вот и общая теория относительности Эйнштейна не укладывается в ее рамки. Она вроде бы и не должна работать, но многочисленные исследования подтвердили, что теория работает.

Новое исследование не стало исключением, хотя ученые называют его одной из самых сложных проверок, которые прошла теория Эйнштейна за последние 105 лет. В его рамках команда исследователей проанализировала данные наблюдения системы двойных пульсаров, которые были собраны при помощи семи разных наземных радиотелескопов по всему миру с 2003 по 2019 год.

Пульсары считаются наиболее удобными объектами для проверки теории относительности, их даже называют естественными лабораториями. Это тип нейтронной звезды, которая испускает мощное излучение. Лучи кажутся наблюдателю пульсирующими, благодаря чему такой тип звезд и получил свое название. Потоки частиц испускаются из магнитных полюсов пульсаров, поэтому с Земли их можно наблюдать только тогда, когда пульсар обращен своим плюсом к нашей планете.

В данном случае предметом исследования стала система из пары пульсаров, которые располагаются на расстоянии 2400 световых лет от Земли. Один из них совершает 44 оборота в секунду, а другой совершает один оборот каждые 2,8 секунды. Эти два объекта вращаются вокруг общего центра масс каждые 147 минут. При этом, согласно расчетам, скорость их движения в космосе составляет примерно 1 миллион км/ч.

"Столь быстрое орбитальное движение таких компактных объектов (они примерно на 30 процентов массивнее Солнца, но всего около 24 километров в поперечнике) позволило нам проверить множество различных предсказаний общей теории относительности", - пояснил соавтор работы Дик Манчестер.

Всего было проверено семь прогнозов, и это, как говорят авторы работы, беспрецедентно большое их количество применительно к общей теории относительности. В частности, помимо ставшего уже традиционным изучения поведения гравитационных волн и распространения света, команда сумела измерить эффект "замедления времени" - эффект, который заставляет часы работать медленнее в гравитационных полях.

По словам Манчестера, все семь проверенных прогнозов подтвердились. Это означает, что общая теория относительности вновь доказала свою состоятельность и осталась неопровержимой. Впрочем, ученые говорят, что попытки найти в ней бреши будут продолжены, поскольку она по-прежнему несовместима с другими фундаментальными силами, описываемыми квантовой механикой.