Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie gibt es seit 93 Jahren und sie bleibt einfach bestehen. Kürzlich haben Astronomen unter Ausnutzung eines einzigartigen kosmischen Zufalls sowie eines verdammt guten Teleskops die starke Schwerkraft eines Paares superdichter Neutronensterne untersucht und einen von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Effekt gemessen. Die Theorie kam mit Bravour durch.
Einsteins Theorie von 1915 sagte voraus, dass in einem engen System von zwei sehr massiven Objekten wie Neutronensternen der Gravitationsschlepper eines Objekts zusammen mit dem Effekt seiner Drehung um seine Achse dazu führen sollte, dass die Drehachse des anderen wackelt oder sich bewegt. Studien anderer Pulsare in binären Systemen hatten gezeigt, dass ein solches Wackeln auftrat, konnten jedoch keine genauen Messungen des Ausmaßes des Wackelns liefern.
"Das Messen des Ausmaßes des Wackelns testet die Details von Einsteins Theorie und gibt einen Maßstab an, den alternative Gravitationstheorien erfüllen müssen", sagte Scott Ransom vom National Radio Astronomy Observatory.
Die Astronomen verwendeten das Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) der National Science Foundation, um eine vierjährige Untersuchung eines Doppelsternsystems durchzuführen, wie es kein anderes im Universum bekannt ist. Das System besteht aus zwei Neutronensternen, die beide als Pulsare angesehen werden, die leuchtturmartige Strahlen von Radiowellen aussenden.
"Von etwa 1700 bekannten Pulsaren ist dies der einzige Fall, in dem sich zwei Pulsare umeinander befinden", sagte Rene Breton, ein Doktorand an der McGill University in Montreal, Kanada. Darüber hinaus ist die Umlaufbahn der Sterne nahezu perfekt auf ihre Sichtlinie zur Erde ausgerichtet, so dass einer hinter einem Donut-förmigen Bereich ionisierten Gases verläuft, der den anderen umgibt, und das Signal vom Pulsar im Hintergrund verdunkelt.
Animation des Doppelpulsarsystems
Die Finsternisse ermöglichten es den Astronomen, die Geometrie des Doppelpulsarsystems zu bestimmen und Änderungen in der Ausrichtung der Spinachse eines von ihnen zu verfolgen. Während sich die Drehachse eines Pulsars langsam bewegte, änderte sich auch das Muster der Signalblockaden, während der andere dahinter ging. Das Signal vom Pulsar im Hintergrund wird vom ionisierten Gas in der Magnetosphäre des anderen absorbiert.
Das mit dem GBT untersuchte Pulsarpaar ist etwa 1700 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die durchschnittliche Entfernung zwischen den beiden ist nur etwa doppelt so groß wie die Entfernung von der Erde zum Mond. Die beiden umkreisen sich in knapp zweieinhalb Stunden.
"Ein solches System mit zwei sehr massiven Objekten, die sehr nahe beieinander liegen, ist genau die Art von extremem" kosmischem Labor ", das benötigt wird, um Einsteins Vorhersage zu testen", sagte Victoria Kaspi, Leiterin der Pulsar Group der McGill University.
Gravitationstheorien unterscheiden sich in „normalen“ Regionen des Weltraums wie unserem eigenen Sonnensystem nicht wesentlich. In Regionen mit extrem starken Schwerkraftfeldern, z. B. in der Nähe eines Paares enger, massiver Objekte, werden jedoch Unterschiede erwartet. In der Binärpulsar-Studie hat die Allgemeine Relativitätstheorie den Test einer solch extremen Umgebung „bestanden“, sagten die Wissenschaftler.
"Es ist nicht ganz richtig zu sagen, dass wir jetzt die Allgemeine Relativitätstheorie" bewiesen "haben", sagte Breton. "Bisher hat Einsteins Theorie jedoch alle durchgeführten Tests bestanden, einschließlich unserer."
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: Jodrell Bank Observatory
