Nové dôležité objavy! Jasný dôkaz potvrdzujúci Einsteinovu teóriu všeobecnej relativity
Autor: Claudiu Popa/Dátum uverejnenia: 21-08-2020 19:08
Dôležité oznámenie vedcov, ktorí našli množstvo dôležitých dôkazov podporujúcich teóriu všeobecnej relativity Alberta Einsteina. Čo je v jadrách mŕtvych hviezd.
Vedci opätovne potvrdili teóriu všeobecnej relativity Alberta Einsteina, skúmali záhady bielych trpasličích hviezd a v novej štúdii na Univerzite Johns Hopkins analyzovali vzťah medzi polomerom a hmotnosťou hviezd, ktoré spadajú do tejto kategórie, informoval v piatok web Space.com.
Podľa novej štúdie platí, že čím väčšia je hmotnosť bieleho trpaslíka, tým menší je jeho polomer, čo bol jav, aký u iných nebeských objektov ešte nebol.
Pri tomto výskume bola použitá nová metóda štúdia, ktorá zahŕňala údaje zhromaždené od tisícov bielych trpaslíkov na pozorovanie tohto zvláštneho javu a zároveň na potvrdenie teórie všeobecnej relativity.
Keď hviezdam slnečného typu dôjde palivo z jadrovej fúzie, stratia svoje vonkajšie vrstvy a ponechajú len jadrá, ktoré sú svojou veľkosťou blízke Zemi. Toto hviezdne jadro, v ktorom sa reakcia jadrovej fúzie zastavila a pomaly sa ochladzuje po miliardy rokov, je bielym trpaslíkom - konečnou fázou životného cyklu hviezdy.
Tieto hviezdne mŕtvoly sa však správajú neintuitívne: keď sa biely trpaslík zväčšuje, zmenšuje sa. Bieli trpaslíci teda môžu mať hmotu podobnú Slnku zhutnenú do vesmírneho telesa o veľkosti Zeme. Teoreticky sa môžu bieli trpaslíci v priebehu času zmenšovať a zväčšovať, až sa zrútia do seba a vytvoria ďalší typ hviezdnej mŕtvoly: neutrónovú hviezdu (kozmické objekty, ktoré nie sú tvorené atómami, ale neutrónov, mimoriadne kompaktných a hustých, s polomerom zvyčajne nepresahujúcim 30 kilometrov).
Tento neintuitívny vzťah medzi hmotnosťou a veľkosťou bielych trpaslíkov sa začal formovať od 30. rokov 20. storočia. Dôvodom, prečo bieli trpaslíci zväčšujú svoju hmotnosť a súčasne zmenšujú svoju veľkosť, môže byť stav elektrónov - pri stláčaní bieleho trpaslíka sa zvyšuje počet elektrónov.
Tento mechanizmus je výsledkom kombinácie kvantovej mechaniky - základnej teórie fyziky pohybu a interakcie subatomárnych častíc - ako aj Einsteinovej teórie všeobecnej relativity, ktorá popisuje účinky gravitácie.
„Tento vzťah medzi hmotou a polomerom je pozoruhodnou kombináciou kvantovej mechaniky a gravitácie, ale je pre nás úplne kontraproduktívny,“ uviedla Nadia Zakamska, profesorka na Katedre fyziky a astronómie na Univerzite Johna Hopkinsa, koordinátorka novej štúdie. „Zvykli sme si veriť, že ak predmet narastie do hmotnosti, jeho veľkosť sa zväčší,“ dodala.
V novej štúdii vyvinul tím na Univerzite Johnsa Hopkinsa metódu sledovania vzťahu medzi hmotou a polomerom u bielych trpaslíkov. Pomocou údajov zhromaždených prieskumom Sloan Digital Sky Survey a observatóriami Gaia boli vedci schopní analyzovať nie menej ako 3 000 bielych trpaslíkov.
Vedecký tím meral gravitačný efekt červeného posuvu, čo je vplyv gravitácie na svetlo. Ak sa svetlo vzďaľuje od kozmického objektu, vlnové dĺžky svetla prichádzajúce z tohto objektu k pozorovateľovi sa zväčšujú, čo spôsobuje, že svetlo vyzerá červenkasto. Pri pozorovaní gravitačného účinku prechodu na červenú dokázali s podobnými lúčmi určiť radiálnu rýchlosť bielych trpaslíkov.
Radiálna rýchlosť je vzdialenosť od Slnka k inej hviezde a určuje sa, či sa táto hviezda k Slnku blíži alebo sa vzďaľuje. Výpočtom radiálnej rýchlosti hviezdy mohli vedci určiť hromadné zmeny tejto hviezdy.
„Teória existuje už dlho, ale dôležité v našom prípade bolo, že sme dokázali použiť bezprecedentnú databázu z hľadiska veľkosti aj presnosti informácií, ktoré obsahuje,“ dodala Zakamska.
Metóda, ktorú používajú vedci na Univerzite Johnsa Hopkinsa, sa podarilo zmeniť teóriu na empirický jav. Táto metóda môže byť navyše použitá na štúdium ďalších hviezd a môže pomôcť astrofyzikom pri analýze chemického zloženia bielych trpaslíkov.
„Pretože sa hviezda pri priberaní zmenšuje, gravitačný efekt prechodu na červenú farbu sa postupne zvyšuje s hmotnosťou. A tento jav už nie je neintuitívny - pretože z hľadiska svetla je jednoduchšie vzdialiť sa od menej hustého a väčšieho objektu ako od masívnejšieho a kompaktnejšieho. A tento vzťah je z údajov, ktoré sme analyzovali, úplne transparentný, “tvrdila tiež Zakamska.