Le osservazioni di un'insolita famiglia di stelle, che ospitano una pulsar e due nane bianche, hanno aiutato gli scienziati a dimostrare che la gravità rallenta il flusso del tempo e piega lo spazio esattamente come previsto dalla teoria della relatività di Einstein.
“Ci siamo posti la domanda 'Come cade la fonte di gravità?' Questo può sembrare strano al pubblico non informato, ma dal punto di vista di Einstein, sia la massa che l'energia sono la stessa cosa. Se il principio di equivalenza viene violato, gli accumuli di energia circondati da un potente campo gravitazionale accelereranno durante la caduta in un modo completamente diverso rispetto a un gruppo di energia simile al di fuori di esso , afferma Anne Archibald dell'Università di Amsterdam (Paesi Bassi).
Archibald e i suoi colleghi hanno parlato alla conferenza annuale dell'American Astronomical Society a Washington la scorsa settimana. Hanno parlato di come sono riusciti a utilizzare le osservazioni dell'unico sistema stellare J0337 + 1715 nella costellazione del Toro per il test più duro e accurato del cosiddetto principio di equivalenza, uno dei fondamenti della teoria della relatività generale di Einstein.
Questo principio, nella sua forma più generale e semplificata, afferma che particelle di luce di diverse lunghezze d'onda emesse da un oggetto distante nello spazio devono arrivare alla Terra nello stesso momento, anche se hanno attraversato potenti campi gravitazionali. Altri oggetti del mondo visibile dovrebbero comportarsi in modo simile, iniziando con palline e lanugine negli esperimenti di Galileo e terminando con grumi di energia.
Il principio di equivalenza è già stato più volte testato sia sulla Terra che in orbita utilizzando la sonda americana Gravity Probe A, il Radioastron russo e una coppia di satelliti europei Galileo. D'altra parte, gli scienziati non sono ancora del tutto sicuri se sia osservato negli angoli più estremi dello spazio - nelle "famiglie" di stelle di neutroni o in prossimità di buchi neri.
Archibald e i suoi colleghi hanno effettuato il primo test di questo tipo osservando una sorta di "matrioska" gravitazionale, un sistema di tre "stelle morte": una pulsar e due nane bianche.
Una delle nane bianche e la pulsar ruotano l'una intorno all'altra a una distanza così piccola da generare onde gravitazionali invisibili ma abbastanza potenti. La situazione è ulteriormente complicata dal fatto che la seconda nana bianca si muove intorno alle prime due stelle oscurando periodicamente la loro luce.
Questa disposizione di questo sistema stellare ha permesso agli scienziati di verificare se Einstein aveva ragione. Il fatto è che se il principio di equivalenza non fosse osservato e gli oggetti con un campo gravitazionale più potente "cadessero" più velocemente dei loro vicini, allora l'orbita della pulsar sarebbe curva in un certo modo, allungandosi verso una nana bianca più distante e muovendosi in cerchio con essa …
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Queste curvature, a loro volta, potrebbero essere notate dalla forza con cui i segnali della pulsar vengono ritardati in momenti diversi, quando si suppone che si trovi in punti diversi della sua orbita allungata. Guidati da questa idea, gli scienziati hanno osservato J0337 + 1715 utilizzando il radiotelescopio americano GBT e il telescopio ottico Gemini alle Hawaii.
Come hanno mostrato queste osservazioni, i segnali della pulsar hanno raggiunto la Terra a intervalli di tempo approssimativamente uguali, il che ha confermato la teoria di Einstein con un'accuratezza di misurazione ancora record, superando i record precedenti di 50-100 volte.
Un risultato simile, come notano gli astronomi, ancora una volta non consente ai fisici di capire come sia possibile eliminare le contraddizioni tra la teoria della relatività e la fisica quantistica, necessaria per spiegare cosa sta accadendo all'interno dei buchi neri e capire come si svilupperà l'universo in futuro.
