Las observaciones de una familia inusual de estrellas, que albergan un púlsar y dos enanas blancas, ayudaron a los científicos a demostrar que la gravedad ralentiza el flujo del tiempo y dobla el espacio exactamente como predice la teoría de la relatividad de Einstein.
“Hicimos la pregunta '¿Cómo cae la fuente de gravedad?' Puede sonar extraño para el público desinformado, pero desde el punto de vista de Einstein, tanto la masa como la energía son la misma cosa. Si se viola el principio de equivalencia, las acumulaciones de energía rodeadas por un poderoso campo gravitacional se acelerarán durante la caída de una manera completamente diferente a un grupo similar de energía fuera de él”, dice Anne Archibald de la Universidad de Amsterdam (Países Bajos).
Archibald y sus colegas hablaron en la conferencia anual de la American Astronomical Society en Washington la semana pasada. Hablaron sobre cómo se las arreglaron para usar las observaciones del sistema estelar único J0337 + 1715 en la constelación de Tauro para la prueba más dura y precisa del llamado principio de equivalencia, uno de los fundamentos de la teoría general de la relatividad de Einstein.
Este principio, en su forma más general y simplificada, establece que las partículas de luz de diferentes longitudes de onda emitidas por un objeto distante en el espacio deben llegar a la Tierra al mismo tiempo, incluso si han pasado por poderosos campos gravitacionales. Otros objetos del mundo visible deberían comportarse de manera similar, comenzando con bolas y pelusas en los experimentos de Galileo y terminando con trozos de energía.
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El principio de equivalencia ya se ha probado repetidamente tanto en la Tierra como en órbita utilizando la sonda American Gravity Probe A, el Radioastron ruso y un par de satélites europeos Galileo. Por otro lado, los científicos aún no están completamente seguros de si se observa en los rincones más extremos del espacio, en las "familias" de estrellas de neutrones o en las proximidades de los agujeros negros.
Archibald y sus colegas llevaron a cabo la primera prueba de este tipo observando una especie de "matryoshka" gravitacional, un sistema de tres "estrellas muertas": un púlsar y dos enanas blancas.
Una de las enanas blancas y el púlsar giran uno alrededor del otro a una distancia tan pequeña que generan ondas gravitacionales aún invisibles para nosotros, pero lo suficientemente poderosas. La situación se complica aún más porque la segunda enana blanca se mueve alrededor de las dos primeras estrellas y oscurece periódicamente su luz.
Esta disposición de este sistema estelar permitió a los científicos comprobar si Einstein tenía razón. El hecho es que si no se observara el principio de equivalencia y los objetos con un campo gravitacional más potente "cayeran" más rápido que sus vecinos, entonces la órbita del púlsar se curvaría de cierta manera, extendiéndose hacia una enana blanca más distante y moviéndose en círculo con ella. …
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Estas curvaturas, a su vez, podrían notarse por la fuerza con que se retrasan las señales del púlsar en diferentes momentos, cuando supuestamente se encuentra en diferentes puntos de su órbita alargada. Guiados por esta idea, los científicos observaron J0337 + 1715 utilizando el radiotelescopio estadounidense GBT y el telescopio óptico Gemini en Hawai.
Como mostraron estas observaciones, las señales del púlsar alcanzaron la Tierra en intervalos de tiempo aproximadamente iguales, lo que confirmó la teoría de Einstein con una precisión de medición aún récord, superando los registros anteriores en 50-100 veces.
Un resultado similar, como señalan los astrónomos, una vez más no permite a los físicos comprender cómo es posible eliminar las contradicciones entre la teoría de la relatividad y la física cuántica, lo cual es necesario para explicar qué está sucediendo dentro de los agujeros negros y comprender cómo se desarrollará el universo en el futuro.
