ניצחון נוסף לאיינשטיין: צמד כוכבים במצב קיצוני מעמיד את היחסות במבחן הקשה מעולם

צמד משונה של כוכבים הממוקם כ-7,000 שנות אור מכדור הארץ מספק עבור המדענים מעבדה קוסמית יחודית לבדיקת טיבה של הכבידה. הגרביטציה הגבוהה במיוחד של כוכבי ניטרונים מאסיביים המסתובבים ביחד עם ננסים לבנים סביב מרכז משותף, מעמידות תיאוריות שונות המנסות לתאר את הכבידה תחת מבחן.

ופעם נוספת, תיאורית היחסות הכללית של איינשטיין שפורסמה ב-1915 מספקת את המענה הטוב ביותר. המדענים מצפים כי בשלב מסויים תיאוריית היחסות לא תעמוד בציפיות במצבים קיצוניים. היחסות הכללית למשל אינה עומדת בקנה אחד ביחד עם תורת הקוונטים. הפיזיקאים מקווים למצא תיאור אלטרנטיבי טוב יותר של גרביטציה אשר כן "תסתדר" עם יתר התיאוריות.

כעת פולסאר חדש שהתגלה – כוכב ניטרונים מסתובב שהמסה שלו כפולה מזו של השמש שלנו – וננס לבן שמתלווה אליו המסתובבים אחד סביב השני במחזוריות של שעתיים וחצי עוזרים למדענים להעמיד את התיאוריות במבחן בתנאים הקיצוניים ביותר שנמדדו מעולם. ואולם מצפי כוכבים שצפו על צמד הכוכבים גילו תוצאות כפי שחוזה תיאורית היחסות הכללית ולא כאלו שניבאו תיאוריות מתחרות.

מאז שנתגלה צמד הכוכבים על ידי טלסקופ GBT, מצפי כוכבים שונים ברחבי העולם הפנו אליו את מבטם. התצפיות הראו כי ישנם שינויים עדינים במסלולי הכוכבים.

במערכת מסוג זה של פולסאר וננס לבן, נפלטים גלי גרביטציה האוגרים בתוכם אנרגיה מתוך המערכת. על ידי מדידות מדויקות ביותר, על פני טווחי זמן ארוכים, באמצעות מדידת הזמן שלוקח לפולסים של רדיו המגיעים מתוך הפולסאר להגיע, המדענים יכוים לקבוע את כמות הקרינה הנפלטת מתוך גלי הכבידה.

בתנאים קיצוניים אלו, היו מדענים שהאמינו כי תורת היחסות של אינשטיין תקרוס ולא תנבא במדויק את כמות הקרינה הגרביטציונית הנפלטת ואת הדעיכה הבאה לידי ביטוי במסלולם של הכוכבים. "חשבנו שהמערכת הזו תהיה מספיק קיצונית על מנת להציג מעידה בתורת היחסות הכללית, אולם במקום זאת, תחזיותיו של איינשטיין עמדו במבחנים באופן מצויין", אומר פאול פרייר, ממכון מאקס פלאנק בגרמניה.

כוכבים בחלל העמוק. קרדיט: NRAO/AUI/NSF.