La teoria generale della relatività di Einstein descrive la gravità in termini di geometria dello spazio e del tempo. Ma misurare questa curvatura dello spazio è difficile. Tuttavia, gli scienziati hanno ora utilizzato una vasta gamma di radiotelescopi su tutto il continente per effettuare una misurazione estremamente precisa della curvatura dello spazio causata dalla gravità del Sole. Questa nuova tecnica promette di contribuire notevolmente allo studio della fisica quantistica.
"Misurare la curvatura dello spazio causata dalla gravità è uno dei modi più sensibili per imparare come la teoria della relatività generale di Einstein si collega alla fisica quantistica. Unire la teoria della gravità con la teoria quantistica è uno degli obiettivi principali della fisica del 21 ° secolo e queste misurazioni astronomiche sono la chiave per comprendere la relazione tra i due ", ha affermato Sergei Kopeikin dell'Università del Missouri.
Kopeikin e i suoi colleghi hanno utilizzato il sistema di radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation per misurare la flessione della luce causata dalla gravità del Sole all'interno di una parte in 30,000 3.333 (corretto da NRAO e aggiornato qui il 9/03/09 - consultare questo link fornito da Ned Wright dell'UCLA per ulteriori informazioni sulla deflessione e sul ritardo della luce). Con ulteriori osservazioni, gli scienziati affermano che la loro tecnica di precisione può fare la misura più accurata di sempre di questo fenomeno.
Albert Einstein predisse la flessione della luce stellare per gravità quando pubblicò la sua teoria della relatività generale nel 1916. Secondo la teoria della relatività, la forte gravità di un oggetto massiccio come il Sole produce curvatura nello spazio vicino, che altera il percorso della luce o onde radio che passano vicino all'oggetto. Il fenomeno fu osservato per la prima volta durante un'eclissi solare nel 1919.
Sebbene negli ultimi 90 anni siano state effettuate numerose misurazioni dell'effetto, il problema di fondere la relatività generale e la teoria quantistica ha richiesto osservazioni sempre più accurate. I fisici descrivono la curvatura dello spazio e la flessione della luce gravitazionale come un parametro chiamato "gamma". La teoria di Einstein sostiene che la gamma dovrebbe essere esattamente pari a 1,0.
"Anche un valore che differisce di una parte su un milione da 1,0 avrebbe grandi implicazioni per l'obiettivo di unire la teoria della gravità e la teoria quantistica, e quindi nel prevedere i fenomeni nelle regioni ad alta gravità vicino ai buchi neri", ha detto Kopeikin.
Per effettuare misurazioni estremamente precise, gli scienziati si sono rivolti al VLBA, un sistema di radiotelescopi su tutto il continente che va dalle Hawaii alle Isole Vergini. Il VLBA offre la potenza per effettuare le misurazioni di posizione più accurate nel cielo e le immagini più dettagliate di qualsiasi strumento astronomico disponibile.
I ricercatori hanno fatto le loro osservazioni mentre il Sole passava quasi di fronte a quattro quasar distanti - galassie lontane con buchi neri supermassicci sui loro nuclei - nell'ottobre del 2005. La gravità del Sole causò lievi cambiamenti nelle posizioni apparenti dei quasar perché deviava la radio onde provenienti da oggetti più distanti.
Il risultato fu un valore misurato di gamma di 0.9998 +/- 0.0003, in eccellente accordo con la previsione di Einstein di 1.0.
"Con più osservazioni come la nostra, oltre a misurazioni complementari come quelle effettuate con il veicolo spaziale Cassini della NASA, possiamo migliorare l'accuratezza di questa misurazione di almeno un fattore quattro, per fornire la migliore misurazione di sempre della gamma", ha affermato Edward Fomalont del National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Poiché la gamma è un parametro fondamentale delle teorie gravitazionali, la sua misurazione utilizzando diversi metodi osservativi è fondamentale per ottenere un valore supportato dalla comunità fisica", ha aggiunto Fomalont.
Kopeikin e Fomalont hanno lavorato con John Benson del NRAO e Gabor Lanyi del Jet Propulsion Laboratory della NASA. Hanno riferito le loro scoperte nel numero del 10 luglio del Astrophysical Journal.
Fonte: NRAO
