Új fontos felfedezések! Világos bizonyítékok, amelyek megerősítik Einstein általános relativitáselméletét
Szerző: Claudiu Popa/Megjelenés dátuma: 2020-08-21 19:08
Fontos közlemény azoknak a kutatóknak, akik számos fontos bizonyítékot találtak, amelyek alátámasztják Albert Einstein általános relativitáselméletét. Mi van a holt csillagok magjában.
A tudósok megerősítették Albert Einstein általános relativitáselméletét, feltárva a fehér törpe csillagok rejtelmeit, és a Johns Hopkins Egyetem új tanulmányában elemezték az ebbe a kategóriába tartozó csillagok sugara és tömege közötti kapcsolatot - jelentette a Space.com pénteken.
Az új tanulmány szerint minél nagyobb egy fehér törpe tömege, annál kisebb a sugara, ezt a jelenséget soha nem látták más égi tárgyakon.
A kutatás során egy új vizsgálati módszert alkalmaztak, amely a fehér törpék ezreiből gyűjtött adatokat tartalmazta ennek a furcsa jelenségnek a megfigyelésére, és ugyanakkor megerősítette az általános relativitáselmélet elméletét.
Amikor a Nap típusú csillagok elfogynak a magfúziós üzemanyagból, elveszítik külső rétegeiket, és csak azok a magok maradnak, amelyek méretei közel állnak a Földéhez. Ez a csillagmag, amelyben a magfúziós reakció leállt és lassan lehűl évmilliárdok alatt, fehér törpe - egy csillag életciklusának utolsó szakasza.
Ezek a csillaghullák azonban ellentétesen viselkednek: amint a fehér törpe tömegesebbé válik, méretének csökkenése is megtörténik. Így a fehér törpék a Naphoz hasonló tömegűek lehetnek, amelyek a Föld méretű kozmikus testbe tömörülnek. Elméletileg az idő múlásával a fehér törpék egyre kisebbek és nehezebbek lehetnek, amíg össze nem omlanak, és egy másik típusú csillaghullást alkotnak: egy neutroncsillagot (kozmikus tárgyakat, amelyek nem atomokból állnak, hanem neutronok, rendkívül kompakt és sűrű, sugara általában nem haladja meg a 30 kilométert).
A fehér törpék tömege és nagysága között ez az ellentmondó összefüggés az 1930-as évek óta elméletileg megfogalmazódott. Annak oka, hogy a fehér törpék egyszerre nőnek-e tömegben és csökkennek, az elektronok állapota lehet - mivel a fehér törpe összenyomódik, az elektronok száma növekszik.
Ez a mechanizmus a kvantummechanika - a szubatomi részecskék mozgásának és kölcsönhatásának alapvető elmélete a fizikában -, valamint a gravitáció hatásait leíró Einstein általános relativitáselméletének kombinációjának eredménye.
"Ez a tömeg-sugár viszony a kvantummechanika és a gravitáció látványos kombinációja, de számunkra teljesen ellentmondásos" - mondta Nadia Zakamska, a Johns Hopkins Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének professzora, az új tanulmány koordinátora. "Szoktuk hinni, hogy ha egy tárgy tömegben növekszik, akkor annak mérete is nőni fog" - tette hozzá.
Az új tanulmányban a Johns Hopkins Egyetem csapata kifejlesztett egy módszert a fehér törpék tömegének és sugarának kapcsolatának megfigyelésére. A Sloan Digital Sky Survey és a Gaia obszervatóriumok által gyűjtött adatok felhasználásával a kutatók nem kevesebb, mint 3000 fehér törpét tudtak elemezni.
A kutatócsoport megmérte a vöröseltolódás gravitációs hatását, amely a gravitáció hatása a fényre. Ha a fény eltávolodik egy kozmikus objektumtól, az objektumtól a megfigyelőig érkező fény hullámhossza megnő, ami a fény vörösesnek tűnik. Megfigyelve a vörösre költözés gravitációs hatását, meg tudták határozni a hasonló sugarú fehér törpék sugársebességét.
A sugársebesség a Naptól egy másik csillagig mért távolság, és meghatározza, hogy az a csillag közeledik-e vagy távolodik-e a Naptól. A csillag sugársebességének kiszámításával a kutatók képesek voltak meghatározni a csillag tömegváltozásait.
"Az elmélet régóta létezik, de a mi esetünkben az volt a fontos, hogy példátlan adatbázist tudtunk használni mind a benne lévő információk méretében, mind pontosságában" - tette hozzá Zakamska.
A Johns Hopkins Egyetem kutatói által alkalmazott módszer gyakorlatilag sikerült egy elméletet empirikus jelenséggé alakítani. Ezenkívül ez a módszer felhasználható más csillagok tanulmányozására, és segíthet az asztrofizikusoknak a fehér törpék kémiai összetételének elemzésében.
"Mivel a csillag súlyának növekedésével zsugorodik, a vörösre való elmozdulás gravitációs hatása a tömeggel fokozatosan növekszik. És ez a jelenség már nem ellentmondó - mert a fény szempontjából könnyebb eltávolodni egy kevésbé sűrű és nagyobb tárgyaktól, mint egy masszívabb és tömörebbtől. És ez a kapcsolat tökéletesen átlátható az általunk elemzett adatokból "- állította Zakamska is.