Pengamatan keluarga bintang yang tidak biasa, yang merupakan rumah bagi satu pulsar dan dua katai putih, membantu para ilmuwan untuk membuktikan bahwa gravitasi memperlambat aliran waktu dan membelokkan ruang persis seperti yang diprediksi oleh teori relativitas Einstein.
“Kami mengajukan pertanyaan 'Bagaimana sumber gravitasi jatuh?' Ini mungkin terdengar aneh bagi publik yang tidak tahu apa-apa, tetapi dari sudut pandang Einstein, massa dan energi adalah satu hal yang sama. Jika prinsip kesetaraan dilanggar, maka akumulasi energi yang dikelilingi oleh medan gravitasi yang kuat akan berakselerasi selama jatuh dengan cara yang sama sekali berbeda dari kumpulan energi serupa di luarnya,”kata Anne Archibald dari Universitas Amsterdam (Belanda).
Archibald dan rekan-rekannya berbicara pada konferensi tahunan American Astronomical Society di Washington minggu lalu. Mereka berbicara tentang bagaimana mereka berhasil menggunakan pengamatan sistem bintang unik J0337 + 1715 di konstelasi Taurus untuk pengujian terberat dan paling akurat dari apa yang disebut prinsip kesetaraan - salah satu dasar teori relativitas umum Einstein.
Prinsip ini, dalam bentuknya yang paling umum dan sederhana, menyatakan bahwa partikel cahaya dengan panjang gelombang berbeda yang dipancarkan oleh benda jauh di ruang angkasa harus tiba di Bumi pada saat yang bersamaan, bahkan jika mereka telah melewati medan gravitasi yang kuat. Objek lain dari dunia kasat mata harus berperilaku serupa, dimulai dengan bola dan bulu halus dalam eksperimen Galileo dan diakhiri dengan gumpalan energi.
Prinsip kesetaraan telah berulang kali diuji baik di Bumi maupun di orbit menggunakan probe American Gravity Probe A, Radioastron Rusia, dan sepasang satelit Galileo Eropa. Di sisi lain, para ilmuwan belum sepenuhnya yakin apakah itu diamati di sudut paling ekstrem ruang angkasa - di "keluarga" bintang neutron atau di sekitar lubang hitam.
Archibald dan rekan-rekannya melakukan tes pertama dengan mengamati semacam gravitasi "matryoshka", sistem tiga "bintang mati" - satu pulsar dan dua katai putih.
Salah satu katai putih dan pulsar berputar mengelilingi satu sama lain pada jarak yang sangat kecil sehingga mereka menghasilkan gelombang gravitasi yang tidak terlihat oleh kita, tetapi cukup kuat. Situasinya semakin rumit dengan katai putih kedua yang bergerak mengelilingi dua bintang pertama dan secara berkala mengaburkan cahayanya.
Susunan sistem bintang ini memungkinkan para ilmuwan untuk memeriksa apakah Einstein benar. Faktanya adalah jika prinsip kesetaraan tidak diamati dan objek dengan medan gravitasi yang lebih kuat "jatuh" lebih cepat dari tetangganya, maka orbit pulsar akan melengkung dengan cara tertentu, membentang ke arah katai putih yang lebih jauh dan bergerak dalam lingkaran bersamanya. …
Video promosi:
Lengkungan ini, pada gilirannya, dapat dilihat dari seberapa kuat sinyal pulsar tertunda pada waktu yang berbeda, ketika seharusnya terletak pada titik berbeda dari orbitnya yang memanjang. Dipandu oleh ide ini, para ilmuwan mengamati J0337 + 1715 menggunakan teleskop radio GBT Amerika dan teleskop optik Gemini di Hawaii.
Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan ini, sinyal dari pulsar mencapai Bumi pada interval waktu yang kira-kira sama, yang mengkonfirmasi teori Einstein dengan akurasi pengukuran yang masih tinggi, melebihi catatan sebelumnya sebanyak 50-100 kali.
Hasil serupa, seperti yang dicatat oleh para astronom, sekali lagi tidak memungkinkan fisikawan memahami bagaimana mungkin menghilangkan kontradiksi antara teori relativitas dan fisika kuantum, yang diperlukan untuk menjelaskan apa yang terjadi di dalam lubang hitam dan memahami bagaimana alam semesta akan berkembang di masa depan.
