ระบบสามดาวที่ผิดปกติสัญญาการทดสอบแรงโน้มถ่วงใหม่

สามดาวที่ไม่เหมือนใครที่ถูกล็อคในวงโคจรวงกลมที่แน่นสามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์ทดสอบทฤษฎีชั้นนำของแรงโน้มถ่วงเพื่อความแม่นยำที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนการค้นพบของทั้งสามซีเลสเชียลมีรายงานเมื่อวันที่ 5 มกราคมในธรรมชาติ-

“ เราควรจะขอบคุณจักรวาลที่ทำสิ่งต่าง ๆ เช่นนี้” เปาโล Freire นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของสถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์วิทยุในกรุงบอนน์ประเทศเยอรมนีกล่าว “ ส่วนหนึ่งของความปรารถนาที่ฉันมีส่วนร่วม”

กาแลคซีของเราเต็มไปด้วยคู่และทริออส แต่การก่อตัวและการเคลื่อนไหวของดวงดาวใน PSR J0337+1715 ทำให้ระบบไม่เหมือนใครในบรรดานักดาราศาสตร์ที่พบ Triad ประกอบด้วยซากศพตัวเอกที่มีความหนาแน่นสูงและหมุนได้อย่างรวดเร็วเรียกว่าพัลซาร์และดาวที่กำลังจะตายน้อยกว่าสองดวงที่รู้จักกันในชื่อดาวแคระขาว พัลซาร์จะเกิดขึ้นเมื่อดวงดาวมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์อย่างน้อย 1.4 เท่าของเราในซูเปอร์โนวา การระเบิดที่ทรงพลังเหล่านี้มักจะทำให้ดวงดาวใกล้เคียงออกจากวงโคจร อย่างไรก็ตามใน PSR J0337+1715 ดาวทั้งสามดาวยังคงอยู่ใกล้กันมากกว่าดวงอาทิตย์คือโลกและเดินทางในวงโคจรเกือบวงกลมโดยมีคนแคระสีขาวคนหนึ่งใกล้กับพัลซาร์และอีกหนึ่งตัวออกไป

Scott Ransom นักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติในชาร์ลอตส์วิลล์เวอร์จิเนียผู้ค้นพบ PSR J0337+1715 ในข้อมูลกล้องโทรทรรศน์กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาไม่รู้ว่าดาวจะมารวมกันได้อย่างไร แต่นักวิจัยรู้สึกตื่นเต้นเพราะการจัดเรียงของระบบจะช่วยให้พวกเขาตรวจสอบแรงโน้มถ่วง ในขณะที่พัลซาร์หมุน 366 ครั้งต่อวินาทีสนามแม่เหล็กของมันจะพัดผ่านอวกาศเช่นลำแสงประภาคาร ด้วยการวัดความแปรปรวนนาทีในช่วงเวลาของลำแสงค่าไถ่และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถติดตามการเคลื่อนไหวของทั้งสามดาวในระบบได้อย่างแม่นยำ

ทีมหวังว่าจะได้เห็นว่าดวงดาวถูกดึงเข้าหากันเป็นสัมพัทธภาพทั่วไปทฤษฎีชั้นนำของแรงโน้มถ่วงหรือไม่ เมื่อวัตถุ hyperdense เช่นรูปแบบพัลซาร์ส่วนหนึ่งของมวลของมันจะเปลี่ยนเป็นพลังงานที่ผูกวัตถุเข้าด้วยกัน หลักการความเท่าเทียมกันที่แข็งแกร่งของสัมพัทธภาพทั่วไประบุว่าแรงโน้มถ่วงควรมีผลเช่นเดียวกันกับพลังงานที่มีผลผูกพันนี้เช่นเดียวกับปริมาณมวลที่เทียบเท่า นั่นหมายความว่าพัลซาร์และดาวแคระสีขาวภายในใน PSR J0337+1715 จะตกไปที่ดาวแคระขาวด้านนอกในอัตราเดียวกัน ในเกือบทุกทฤษฎีการแข่งขันของแรงโน้มถ่วงพลังงานที่มีผลผูกพันมีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงแตกต่างจากมวลซึ่งจะทำให้พัลซาร์และคนแคระสีขาวด้านในลดลงในอัตราที่แตกต่างกันเล็กน้อย

นักฟิสิกส์เชื่อว่าสัมพัทธภาพทั่วไปในที่สุดจะต้องยอมจำนนต่อทฤษฎีที่เข้ากันได้กับกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งอธิบายธรรมชาติในระดับที่เล็กที่สุด ทฤษฎีทั้งหมดที่ได้รับการเสนอจะไม่มีหลักการเทียบเท่าที่แข็งแกร่ง Ransom กล่าว แม้ว่าทีมของเขาควรจะสามารถวัดแรงโน้มถ่วงได้อย่างแม่นยำมากกว่าที่เคยเป็นมาก่อน แต่ค่าไถ่ลังเลที่จะเดิมพันการวัดของเขาจะเป็นหนึ่งในการโค่นล้มสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งได้ครองราชย์หลังจากอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ตีพิมพ์เมื่อศตวรรษที่แล้ว “ ทุกสิ่งที่เราเคยดูแสดงให้เห็นว่ามันทำงานได้อย่างสวยงาม” เขากล่าว

กลุ่มของ Ransom มีโอกาสที่จะทำการทดสอบที่สวยงามเกี่ยวกับสัมพัทธภาพทั่วไปนักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยฟลอริดา Clifford Will กล่าว “ ถ้าพวกเขาสามารถดึงมันออกมาในปีหน้าหรือสองปีมันจะเป็นของขวัญวันเกิดครบรอบ 100 ปีสำหรับทฤษฎีของ Einstein”