La teoria della relatività generale di Einstein è in circolazione da 93 anni e continua a rimanere lì. Recentemente, sfruttando una singolare coincidenza cosmica, nonché un telescopio piuttosto dannatamente buono, gli astronomi hanno osservato la forte gravità da una coppia di stelle di neutroni superdense e hanno misurato un effetto previsto dalla relatività generale. La teoria è arrivata a pieni voti.
La teoria di Einstein del 1915 prevedeva che in un sistema stretto di due oggetti molto massicci, come le stelle di neutroni, il tiro gravitazionale di un oggetto, insieme ad un effetto della sua rotazione attorno al suo asse, avrebbe dovuto far oscillare l'asse di rotazione dell'altro, o precessione. Studi su altre pulsar nei sistemi binari avevano indicato che si verificava tale oscillazione, ma non era in grado di produrre misurazioni precise della quantità di oscillazione.
"Misurare la quantità di oscillazione è ciò che mette alla prova i dettagli della teoria di Einstein e fornisce un punto di riferimento che tutte le teorie gravitazionali alternative devono rispettare", ha affermato Scott Ransom del National Radio Astronomy Observatory.
Gli astronomi hanno usato il Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) della National Science Foundation per fare uno studio di quattro anni su un sistema a doppia stella diverso da qualsiasi altro conosciuto nell'Universo. Il sistema è una coppia di stelle di neutroni, entrambe viste come pulsar che emettono raggi di onde radio simili a un faro.
"Di circa 1700 pulsar conosciuti, questo è l'unico caso in cui due pulsar sono in orbita l'una attorno all'altra", ha affermato Rene Breton, uno studente laureato presso la McGill University di Montreal, in Canada. Inoltre, il piano orbitale delle stelle è allineato quasi perfettamente con la loro linea di vista verso la Terra, in modo che uno passi dietro una regione a forma di ciambella di gas ionizzato che circonda l'altro, eclissando il segnale dalla pulsar sul retro.
Animazione del sistema pulsar doppio
Le eclissi hanno permesso agli astronomi di fissare la geometria del sistema a doppia pulsar e tenere traccia dei cambiamenti nell'orientamento dell'asse di rotazione di uno di essi. Mentre l'asse di rotazione di una pulsar si muoveva lentamente, anche il modello dei blocchi del segnale mentre l'altro passava dietro di esso cambiava. Il segnale dalla pulsar nella parte posteriore è assorbito dal gas ionizzato nella magnetosfera dell'altro.
La coppia di pulsar studiata con il GBT dista circa 1700 anni luce dalla Terra. La distanza media tra i due è solo circa il doppio della distanza dalla Terra alla Luna. I due orbitano a vicenda in poco meno di due ore e mezza.
"Un sistema come questo, con due oggetti molto grandi molto vicini tra loro, è esattamente il tipo di" laboratorio cosmico "estremo necessario per testare la previsione di Einstein", ha affermato Victoria Kaspi, leader del gruppo Pulsar della McGill University.
Le teorie della gravità non differiscono in modo significativo nelle regioni "ordinarie" dello spazio come il nostro sistema solare. Nelle regioni con campi di gravità estremamente forti, come vicino a una coppia di oggetti vicini e massicci, tuttavia, si prevedono differenze. Nello studio binario-pulsar, la relatività generale "ha superato il test" fornito da un ambiente così estremo, hanno detto gli scienziati.
"Non è del tutto corretto affermare che ora abbiamo una" comprovata "relatività generale", ha detto Breton. "Tuttavia, finora, la teoria di Einstein ha superato tutti i test che sono stati condotti, incluso il nostro."
Fonte di notizie originale: Osservatorio di Jodrell Bank
