แม้แต่ระบบดาวมรณะหนาแน่นพิเศษที่บ้าคลั่งนี้ก็ไม่อาจทำลายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้

จนถึงปัจจุบัน ทฤษฎีของไอน์สไตน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจยืนหยัดเพื่อทดสอบครั้งแล้วครั้งเล่า แต่นั่นไม่ได้หมายความว่ามันไม่มีข้อผิดพลาด หรือนักวิทยาศาสตร์ควรหยุดพยายามทดสอบมัน ทุกครั้งที่ทฤษฎีนี้เกิดขึ้น เราจะเรียนรู้บางสิ่งที่มีคุณค่าเกี่ยวกับจักรวาล

ในปี 2555 ที่การค้นพบระบบดาวดวงใหม่แสดงให้เห็นว่าสัญญาว่าจะเป็นสนามทดสอบแห่งใหม่ และตอนนี้ทีมนักวิจัยนานาชาติก็ได้รับการพิสูจน์แล้วเช่นกันว่าสอดคล้องกับทฤษฎีของไอน์สไตน์

เรียกว่า PSR J0337+1715 และอยู่ห่างจากกลุ่มดาวราศีพฤษภออกไปประมาณ 4,200 ปีแสง มันเป็นระบบสามระบบ และความสนใจในการทดสอบสัมพัทธภาพของมันย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่ 16 เมื่อเขาสาธิตหลักการความเท่าเทียมกันซึ่งเป็นพื้นฐานของ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

แม้ว่าจะเป็นแนวคิดที่มีชื่อเสียงก็ตามนักประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นด้วยมันเป็นการทดลองทางความคิดและไม่ได้เกิดขึ้นจริง แต่เรื่องราวเล่าว่ากาลิเลโอทิ้งลูกบอลสองลูกที่ทำจากวัสดุต่างกันออกจากหอเอนเมืองปิซา และสังเกตว่าพวกมันลงไปถึงด้านล่างในเวลาเดียวกัน

สิ่งนี้พิสูจน์แล้ว - ทำให้ง่ายขึ้นและเป็นทางการใน Isaac Newton'sกฎแรงโน้มถ่วงสากล- คือความเร่งของมวลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงไม่ขึ้นอยู่กับมวลนั้นเอง

สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าได้ผลอย่างน่าทึ่งในปี 1971 เมื่อนักบินอวกาศ Dave Scott ขว้างค้อนและขนนกพร้อมกันขณะยืนอยู่บนนั้นดวงจันทร์- โดยไม่มีแรงต้านอากาศทำให้ขนช้าลงทั้ง 2 รายการตกลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ด้วยความเร็วเท่ากัน-

ตกลง กลับไปที่ PSR J0337+1715 การทดสอบก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นถึงหลักการสมมูลเวอร์ชันที่อ่อนแอได้สำเร็จ แต่ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป มันควรขยายขนาดขึ้นแม้ในมวลมหาศาล และแม้แต่ในสนามโน้มถ่วงสามมิติของอวกาศ

และนี่คือจุดที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีค่าผิดปกติ

"ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงอื่นๆ ทุกทฤษฎี นอกเหนือจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป โดยพื้นฐานแล้วทำนายว่าหลักการสมมูลอย่างเข้มข้นล้มเหลวในบางระดับ"นักวิจัย Scott Ransom กล่าวของหอดูดาวดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ กล่าวด้วยนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ในเดือนกรกฎาคมของปีที่แล้ว

ระบบประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่ตายหรือสิ้นชีวิตสามดวง สองในนั้นเป็นดาวแคระขาว ซึ่งเป็นเศษแกนดาวฤกษ์ขนาดเล็ก หนาแน่นมาก และร้อนมาก ซึ่งทิ้งไว้ข้างหลังหลังจากดาวยักษ์แดงถล่ม

ที่สามคือกพัลซาร์,หมุนเร็ว,หนาแน่นมากดาวนิวตรอนเต้นเป็นจังหวะด้วยลำแสงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยความสม่ำเสมออย่างไม่น่าเชื่อขณะหมุนบนแกนของมันราวกับประภาคารจักรวาลที่เร็วมาก มันยังหนักกว่าดาวแคระขาวที่อยู่ร่วมด้วยมาก

เนื่องจากพัลส์ของดาวนิวตรอนมีความสม่ำเสมอมาก คาบระหว่างกะพริบเพียง 2.73 มิลลิวินาที นักดาราศาสตร์จึงสามารถใช้การแปรผันของจังหวะเวลาเพื่อวัดวงโคจรของมันได้อย่างแม่นยำ หากกะพริบช้าลงหรือเร็วขึ้น นั่นหมายความว่าดาวฤกษ์กำลังเคลื่อนที่สัมพันธ์กับโลก

นี่คือวิธีการค้นพบดาวแคระขาว ดาวทั้งสามดวงดึงแรงโน้มถ่วงเข้าหากันจนเอียงพัลซาร์วงโคจรของ ดาวนิวตรอนและดาวแคระขาวดวงหนึ่งค่อนข้างอยู่ใกล้กัน ในขณะที่ดาวแคระขาวดวงที่สองอยู่ไกลออกไป-

ตามหลักการสมมูลอย่างเข้มข้น ไม่ใช่แค่วัสดุเท่านั้นที่ควรเร่งความเร็วในอัตราเดียวกัน แต่ยังรวมไปถึงพลังงานที่ถูกผูกมัดในสนามโน้มถ่วงด้วย ดังนั้นวัตถุที่มีมวลสูงควร "ตกลง" ในอัตราเดียวกับวัตถุที่มีมวลต่ำ

หากคุณคิดว่าดาวนิวตรอนเป็นค้อน และดาวแคระขาวชั้นในเป็นขนนกในการสาธิตของสก็อตต์ นี่เป็นอะนาล็อกที่ดีสำหรับการทดสอบหลักการสมมูลอย่างสูง ดาวทั้งสามดวงคือ”ล้ม" รอบๆ สนามโน้มถ่วงของกันและกัน

ถ้าพัลซาร์เคลื่อนที่เร็วกว่าดาวแคระขาวชั้นในเข้าหาดาวแคระขาวชั้นนอก วงโคจรของมันก็จะเป็นรูปวงรีมากขึ้น

ปรากฎว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น

ดาวแคระขาวชั้นในและพัลซาร์มีความเร่งเท่ากัน โดยไม่เกิน 0.16 ในพันเปอร์เซ็นต์ของกันและกัน ทำให้เราได้เห็นการสาธิตหลักการสมมูลครั้งใหญ่ในวงกว้าง และอีกครั้งที่ผลงานของไอน์สไตน์ยังคงยืนหยัดต่อไปได้

ทีมงานนำเสนอผลงานวิจัยที่การประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 231เมื่อต้นเดือนนี้