Zinātnieki atrod pierādījumus Einšteina vispārējās relativitātes teorijai mirušo zvaigžņu kodolos

Zinātnieki atrod pierādījumus Einšteina vispārējās relativitātes teorijai mirušo zvaigžņu kodolos
Zinātnieki atrod pierādījumus Einšteina vispārējās relativitātes teorijai mirušo zvaigžņu kodolos
Anonim

Zinātnieki ir atbalstījuši Alberta Einšteina vispārējās relativitātes teoriju, izpētot balto punduru dīvainos noslēpumus.

Astronomi jau sen spekulēja par saistību starp baltās pundurzvaigznes masu un rādiusu, taču līdz šim nevarēja novērot attiecības starp zvaigznes masu un rādiusu, liecina jauns pētījums. Tā kā baltie punduri iegūst masu, tie samazinās, atšķirībā no vairuma zināmo debess objektu.

Šajā jaunajā darbā pētnieki izmantoja jaunu metodi, kas ietvēra tūkstošiem balto punduru datus, lai novērotu dīvaino parādību un sniegtu papildu pierādījumus vispārējai relativitātei.

Kad zvaigznēm, piemēram, mūsu Saulei, beidzas degviela, tās izmet savus ārējos slāņus un tiek pakļautas Zemes lieluma kodolam. Šis kodols ir pazīstams kā baltais punduris, un tiek uzskatīts, ka tas ir zvaigžņu objekta galīgais evolūcijas stāvoklis.

Bet šīs zvaigžņu paliekas ir noslēpumainas, jo, palielinoties balto punduru masai, tie samazinās. Tāpēc balto punduru masa beidzot būs līdzīga Saules masai, bet tie būs iesaiņoti Zemes lieluma ķermenī.

Baltie punduri kļūst tik mazi un kompakti, ka galu galā tie sadalās neitronu zvaigznēs, ļoti blīvos zvaigžņu ķermeņos, kuru rādiuss parasti nepārsniedz 30 kilometrus.

Dīvainas attiecības starp masu un rādiusu balto punduru iekšienē tika teorizētas pagājušā gadsimta 30. gados. Iemesls, kāpēc baltie punduri palielina masu, bet saraušanās ir saistīts ar to elektronu stāvokli - kad baltais punduris saraujas, tā elektroni palielinās.

Šis mehānisms ir kvantu mehānikas kombinācija - fizikas pamatteorija par subatomisko daļiņu kustību un mijiedarbību un Alberta Einšteina vispārējā relativitātes teorija, kas nodarbojas ar gravitācijas efektiem.

"Masas un rādiusa attiecība ir iespaidīga kvantu mehānikas un gravitācijas kombinācija, bet mums tā ir pretrunā ar veselo saprātu," sacīja Džona Hopkinsa universitātes Fizikas un astronomijas katedras asociētā profesore Nadja Zakamskaja, kura vadīja jauno pētījumu.. "Mēs domājam, ka objektam iegūstot masu, tam vajadzētu kļūt lielākam."

Šajā jaunajā pētījumā Džona Hopkinsa universitātes komanda izstrādāja metodi masas un rādiusa attiecības novērošanai baltajiem punduriem. Izmantojot Sloan Digital Sky Survey un Gaia kosmosa observatorijas apkopotos datus, pētnieki pētīja 3000 balto punduru.

Pētnieku komanda izmērīja gravitācijas sarkanās nobīdes efektu, kas ir gravitācijas ietekme uz gaismu, uz zvaigznēm. Gaismai attālinoties no objekta, no tās izstarotās gaismas viļņa garums pagarinās, padarot to sarkanāku. Pētot sarkanās nobīdes gravitācijas efektu, viņi varēja noteikt balto punduru radiālo ātrumu, kuriem ir vienāds rādiuss.

Radiālais ātrums ir attālums no Saules līdz noteiktai zvaigznei, kas nosaka, vai zvaigzne virzās uz Sauli vai prom no tās. Nosakot zvaigžņu radiālo ātrumu, tās varēja noteikt arī zvaigžņu masas izmaiņas.

"Teorija pastāv jau ilgu laiku, bet ievērojams ir tas, ka mūsu izmantotā datu kopa ir bezprecedenta lieluma un nepieredzētas precizitātes," piebilda Zakamska. "Šīs mērīšanas metodes, kas dažos gadījumos tika izstrādātas pirms daudziem gadiem, pēkšņi darbojas daudz labāk, un šīs vecās teorijas beidzot var izpētīt."

Pētījumā izmantotā metode būtībā pārvērta teoriju par novērošanas fenomenu. Turklāt to var izmantot, lai nākotnē pētītu vairāk zvaigžņu, un tas var palīdzēt astronomiem analizēt balto punduru ķīmisko sastāvu.

"Tā kā zvaigzne kļūst arvien mazāka, kad tā kļūst masīvāka, arī gravitācijas sarkanā nobīde aug līdz ar masu," sacīja Zakamska.

Ieteicams: