Teoria relativității generale a lui Einstein referitoare la ideea că gravitația este o forță care distorsionează spațiul și timpul – a rezistat peste 100 de ani de examinare și testare, inclusiv cel mai nou test din colaborarea Event Horizon Telescope, publicat astăzi în ultimul număr al Physical Review Letters.

Conform descoperirilor, teoria lui Einstein tocmai a devenit de 500 de ori mai greu de învins. În ciuda succeselor sale, teoria lui Einstein rămâne necompatibilă matematic cu mecanica cuantică – înțelegerea științifică a lumii subatomice. Testarea relativității generale este importantă, deoarece teoria ultimă a universului trebuie să cuprindă atât gravitația, cât și mecanica cuantică.

„Ne așteptăm ca o teorie completă a gravitației să fie diferită de relativitatea generală, dar există multe moduri în care o putem modifica. Am constatat că oricare ar fi teoria corectă, nu poate fi semnificativ diferită de relativitatea generală atunci când vine vorba de găurile negre.”, a declarat profesorul de astrofizică al UArizona, Dimitrios Psaltis, care până de curând a fost omul de știință la proiectul Event Horizon Telescope. Psaltis este autorul principal al unei noi lucrări care detaliază descoperirile cercetătorilor.

Simulare a găurii negre M87 care arată mișcarea plasmei pe măsură ce se învârte în jurul găurii negre. Inelul strălucitor și subțire care poate fi văzut în albastru este marginea a ceea ce numim umbra găurii negre.
(Imagine: L. Medeiros; C. Chan; D. Psaltis; F. Özel; UArizona; IAS.)

„Acesta este un mod nou-nouț de a testa relativitatea generală folosind găuri negre supermasive”, a spus Keiichi Asada, membru al Consiliului științific al EHT și expert în observații radio ale găurilor negre pentru Institutul de Astronomie și Astrofizică la Academia Sinica.

Pentru a efectua testul, echipa a folosit prima imagine realizată vreodată cu gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei M87 din apropiere, obținută cu EHT anul trecut. Primele rezultate au arătat că dimensiunea umbrei găurilor negre era în concordanță cu dimensiunea prezisă de relativitatea generală.

CITEȘTE:  ESA aprobă nava spațială de cercetare a undelor gravitaționale

„În acel moment, nu am fost capabili să punem întrebarea opusă: cât de diferită poate fi o teorie a gravitației de relativitatea generală și să fie în continuare consecventă cu dimensiunea umbrelor?” a spus Pierre Christian din cadrul UArizona. “Ne-am întrebat dacă am putea face ceva cu aceste observații pentru a elimina unele dintre alternative.”

Echipa a făcut o analiză foarte largă a multor modificări aduse teoriei relativității generale pentru a identifica caracteristica unică a unei teorii a gravitației care determină mărimea unei umbre a găurii negre. “În acest fel, putem identifica acum dacă o alternativă la relativitatea generală este în acord cu observațiile Event Horizon Telescope, fără a ne îngrijora de alte detalii”, a declarat Lia Medeiros, colegă postdoctorală la Institutul de Studii Avansate care a făcut parte din EHT. Echipa s-a concentrat asupra gamei de alternative care au trecut toate testele anterioare din sistemul solar.

“Folosind gabaritul pe care l-am dezvoltat, am arătat că dimensiunea măsurată a umbrei găurii negre din M87 strânge spațiul de mișcare pentru modificări ale teoriei relativității generale a lui Einstein cu aproape un factor de 500, comparativ cu testele anterioare din sistemul solar”, a spus Profesorul de astrofizică UArizona Feryal Özel, membru senior al colaborării EHT. “Multe moduri de a modifica relativitatea generală eșuează la acest nou și mai strâns test de umbră a găurii negre.”

„Imaginile găurilor negre oferă un unghi complet nou pentru testarea teoriei relativității generale a lui Einstein”, a spus Michael Kramer, director al Institutului Max Planck pentru radioastronomie și membru al colaborării EHT. „Împreună cu observațiile undelor gravitaționale, aceasta marchează începutul unei noi ere în astrofizica găurilor negre”, a spus Psaltis. Testarea teoriei gravitației este o căutare continuă: sunt predicțiile relativității generale pentru diferite obiecte astrofizice suficient de bune pentru ca astrofizicienii să nu se îngrijoreze de diferențele potențiale sau modificările relativității generale?

CITEȘTE:  [ALERTĂ] Cutremur înregistrat în zona seismică Făgăraș - Câmpulung

„Spunem întotdeauna că relativitatea generală a trecut toate testele cu brio – dacă aș avea un ban pentru fiecare dată când am auzit asta”, a spus Özel. „Dar este adevărat, când faci anumite teste, nu vezi că rezultatele deviază de la ceea ce prezice relativitatea generală. Ceea ce spunem este că, deși toate acestea sunt corecte, pentru prima dată avem un ecartament diferit prin care putem face un test care este de 500 de ori mai bun, iar ecartamentul are dimensiunea umbrelor unei găuri negre.”

În continuare, echipa EHT se așteaptă la imagini de fidelitate mai mare, care vor fi capturate de gama extinsă de telescoape, care include Telescopul Groenlandei, Telescopul de 12 metri de pe vârful Kitt lângă Tucson și Northern Extended Millimeter Array Observatory din Franța. „Când obținem o imagine a găurii negre din centrul propriei noastre galaxii, atunci putem constrânge abaterile de la relativitatea generală și mai mult”, a spus Özel. Va mai avea dreptate și atunci Einstein?

astrofeed patreon

via: [Phys.org]