Međunarodni tim znanstvenika proučavao je sistem dvaju pulsara koji kruže jedan oko drugog (pulsari su neutronske zvijezde sastavljene od jezgri gigantskih zvijezda koje su kolapsirale, imaju promjer od samo desetak kilometara, no nevjerojatne su gustoće i mase koju je Carl Sagan slikovito ilustrirao tako što je svojevremeno napisao da bi kavena žličica njezine materije težila kao planina, op. a.).
Pulsari se okreću oko svoje osi nezamislivim brzinama od milijun ili više kilometara na sat, emitirajući pritom elektromagnetsko zračenje u smjeru vrtnje, koje do nas dolazi obično u obliku radio valova.
Kako rotiraju nepromjenjivom brzinom, pravilni intervali u kojima emitiraju uske zrake radio valova nama izgledaju kao svjetlost sa svjetionika, kao da zvijezda pulsira. Tako se na pulsar može gledati kao na gotovo savršeno precizan svemirski sat.
Znanstvenici su proučavali upravo ponašanje svake od tih emisija zračenja obaju pulsara u uvjetima zakrivljenog prostor-vremena, kako bi došli do empirijske potvrde Einsteinove Opće teorije relativnosti.
A rezultati, pokazalo se, odgovaraju Einsteinovim predviđanjima s odstupanjem od svega 0,05 posto.
- Odabrali smo ovaj dvostruki sistem pulsara kao savršeni laboratorij za istraživanje širokog polja neriješenih problema fizike, rekao je voditelj tima prof. dr. Michael Kramer sa Sveučilišta u Manchesteru.
Einsteinova Opća teorija relativnosti opisuje masu tijela i gravitaciju kao uzroke zakrivljenosti prostora i vremena (što je tijelo masivnije, ima jaču gravitaciju - ako je dovoljno masivno ono će iskriviti putanju svjetlosti koja pravocrtno putuje. Dovoljno masivna tijela isti će utjecaj imati i na sam kontinuum prostor-vremena. Najbolji primjer su crne rupe, koje su toliko masivne da svjetlost uopće ne može proći pored njih, nego je svojom gravitacijom usisavaju u sebe, zbog čega su i nazvane crnim rupama. Osim toga, crne rupe su i najevidentniji dokaz kako dovoljno masivno tijelo zaista remeti i zakrivljuje prostor i vrijeme, koji su, kako je ustanovio Einstein, nerazdvojno povezani u jednu cjelinu pa što remeti ustroj prostora, remeti i ustroj vremena, op. a.).
Tim znanstvenika otkrio je ove pulsare prije tri godine, a udaljeni su oko 2 tisuće svjetlosnih godina od Zemlje. Puni krug jedan oko drugog naprave svaka 2 i pol zemaljska sata, rotirajući oko svoje osi brzinom od oko milijun kilometara na sat!
Svaki od tih pulsara, iako veličine malog grada, teži daleko više nego naše Sunce.
Promatrajući spomenute "pulsove" radio valova, znanstvenici su izmjerili kako je svaka emitirana zraka zračenja jednog od pulsara ometana od strane drugog tako što je putovala po zakrivljenoj putanji prostor-vremena kada bi prolazila pokraj njega.
- Možemo izmjeriti signal sa pulsara toliko precizno da lako uočavamo odstupanje svaki put kad zraka prolazi pored drugog pulsara po izduženoj, zakrivljenoj putanji, što znači da gravitacija pulsara zakrivljuje prostor i vrijeme, rekao je jedan član tima, dr. Duncan Lorimer.
Teoriju su dodatno potvrdila i druga opažanja.
Primjerice, svaki put kad je jedan pulsar dublje u gravitacijskom polju drugog, njegov sat, odnosno emitiranje zračenja, usporava, tj. intervali između pojedinih emisija radio valova su duži.
Ovakve pojave već su zabilježene u eksperimentima s atomskim satovima postavljenim u avione i na tlo, koji su dokazali Einsteinovu pretpostavku da vrijeme teče to sporije za objekte (tj. putnike u njima) što je veća brzina njihova kretanja.
No, dok je efekt u tim eksperimentima bio jedva zamjetan, u slučaju pulsara radi se o daleko spektakularnijim odstupanjima.
Znanstvenici su također ustanovili da se pulsari neprestano približavaju jedan drugome za 7 milimetara dnevno, što također potvrđuje predviđanja Einsteinove teorije prema kojoj bi dvostruki sustav pulsara trebao emitirati tzv. gravitacijske valove u svemir brzinom svjetlosti za vrijeme dok neutronske zvijezde stalno "padaju" jedna u drugu.
- Prirodu ovih valova tek treba utvrditi, no rezultat opažanja je da sustav pulsara gubi energiju u spiralnom približavanju dviju neutronskih zvijezda jedne drugoj u točno očekivanoj količini, što neizravno potvrđuje postojanje gravitacijskih valova, rekao je član tima prof. dr. Dick Manchester.
Einsteinove tvrdnje održale su se kroz posljednjih sto godina, a mnoge od njih su i dokazane. No, rezultati istraživanja na polju kvantne mehanike stalno ukazuju na to da je Opća teorija relativnosti manjkava, da ipak nije sveobuhvatna, tj. ne daje objašnjenje za sve pojave te se njome ne može objasniti jedan od ključnih problema u shvaćanju strukture materije, a to je ambivalentno pa i proturječno ponašanje subatomskih čestica.
- Znamo da Opća teorija relativnosti ne daje konačan odgovor na pitanja u vezi gravitacije, no radi se o izvrsnoj teoriji koja će sigurno pomoći da u daljnjim istraživanjima na kompleksnijim pojavama, kao što su crne rupe, konačno nađemo ključnu točku na kojoj se sastaju teorija relativnosti i kvantna mehanika, što bi nam konačno dalo potpunu, jedinstvenu teoriju koja bi odgovorila na pitanja o postanku, postojanju, funkcioniranju i budućnosti svemira, rekao je dr. Kramer.