Νέα στοιχεία για το πως τα άστρα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο

Διεθνής ομάδα αστροφυσικών, υπό τον Αυστραλό καθηγητή Μάθιου Μπέιλς, από το ARCH Centre of Excellence of Gravitational Wave Discovery (OzGrav), παρουσίασε νέα στοιχεία σχετικά με το αποκαλούμενο «frame dragging» - το πώς η περιστροφή ενός ουρανίου σώματος παραμορφώνει τον χωροχρόνο- μετά την παρακολούθηση του «χορού» ενός «εξωτικού» ζεύγους άστρων για περίπου δύο δεκαετίες.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του Phys Org, τα δεδομένα αυτά, που ενισχύουν ακόμα περισσότερο τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, δημοσιεύτηκαν στο Science.

Πάνω από έναν αιώνα πριν, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσιοποίησε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας- πως η βαρύτητα προκύπτει από την καμπυλότητα του χωροχρόνου και ότι ουράνια αντικείμενα, όπως ο Ήλιος ή η Γη, προκαλούν μεταβολές σε αυτή τη γεωμετρία. Έκτοτε έχει «κυλήσει πολύ νερό στο αυλάκι», και νέες ανακαλύψεις έχουν γίνει στο ίδιο πλαίσιο χάρη σε νέα όργανα.

Πριν από περίπου 20 χρόνια μια ομάδα υπό τον καθηγητή Μπέιλς, του Πολυτεχνείου του Σουΐνμπερν, άρχισε να παρατηρεί δύο άστρα που περιστρέφονταν το ένα γύρω από το άλλο σε εντυπωσιακά υψηλές ταχύτητες. Το ένα είναι ένας λευκός νάνος, μεγέθους σαν τη Γη μα με πυκνότητα 300.000 φορές μεγαλύτερη, και το άλλο ένας αστέρας νετρονίων, που μπορεί να έχει διάμετρο μόλις 20 χιλιομέτρων, μα έχει πυκνότητα 100 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν της Γης. Το σύστημα αυτό, υπό την ονομασία PS

Πριν το άστρο εκραγεί και γίνει αστέρας νετρονίων, πριν από ένα εκατομμύριο περίπου χρόνια, άρχισε να διογκώνεται, αποβάλλοντας τον εξώτερο πυρήνα του, που έπεσε στον κοντινό λευκό νάνο κοντά. Αυτό το υλικό έκανε τον λευκό νάνο να περιστρέφεται όλο και ταχύτερα, μέχρι που η ημέρα του έφτασε να μετράται σε λεπτά.

Το 1918 οι Αυστριακοί μαθηματικοί Γιόζεφ Λένσε και Χανς Τίρινγκ συνειδητοποίησαν πως, αν ο Αϊνστάιν είχε δίκιο, όλα τα περιστρεφόμενα αντικείμενα θα έπρεπε να «παρασέρνουν» τον ίδιο τον χωροχρόνο γύρω μαζί τους. Σε επίπεδο καθημερινότητας, αυτό το φαινόμενο είναι ελάχιστο και δεν εντοπίζεται. Νωρίτερα μέσα στον αιώνα τα πρώτα πειραματικά δεδομένα από αυτό το φαινόμενο προέκυψαν χάρη σε γυροσκόπια σε τροχιά γύρω από τη Γη. Ένας ταχύτατα περιστρεφόμενος λευκός νάνος, όπως αυτός στο συγκεκριμένο σύστημα, παρασύρει τον χωροχρόνο ασύλληπτα ισχυρότερα.

Ο Βίβεκ Βενκατραμάν Κρισνάν (MPIfR), lead author της συγκεκριμένης έρευνας, ανέλαβε να «αποκρυπτογραφήσει» τα πολύπλοκα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στο σύστημα, στο πλαίσιο του διδακτορικού του στο Πολυτεχνείο του Σουΐνμπερν. Όπως διαπίστωσε, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας δεν έβγαζε νόημα αν δεν έβαζε στην «εξίσωση» μια σταδιακή μεταβολή στον προσανατολισμό του «δίσκου» της τροχιάς. Από πλευράς του, ο Πάουλο Φριέρε του MPIfR αντιλήφθηκε πως το «frame dragging» όλης της τροχιάς θα εξηγούσε τη μεταβολή της τροχιάς- και οι ερευνητές παρουσιάζουν τα σχετικά στοιχεία σε επιστημονικό άρθρο που αποδεικνύει πως η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας «αντέχει» ακόμα, καθώς επιβεβαιώνεται άλλη μια από τις προβλέψεις της.