Para saintis menemui bukti teori relativiti umum Einstein pada teras bintang-bintang mati

Para saintis menemui bukti teori relativiti umum Einstein pada teras bintang-bintang mati
Para saintis menemui bukti teori relativiti umum Einstein pada teras bintang-bintang mati
Anonim

Para saintis telah menyokong teori relativiti umum Albert Einstein dengan meneroka misteri kerdil putih kerdil.

Ahli astronomi telah lama berspekulasi tentang hubungan antara jisim dan jejari bintang kerdil putih, tetapi sampai sekarang tidak dapat melihat hubungan antara massa dan jejari bintang, sebuah kajian baru menunjukkan. Ketika kerdil putih bertambah besar, ukurannya berkurang, tidak seperti kebanyakan benda langit yang diketahui.

Dalam karya baru ini, para penyelidik menggunakan kaedah baru yang merangkumi data dari ribuan kerdil putih untuk memerhatikan fenomena aneh dan memberikan bukti tambahan untuk relativiti umum.

Apabila bintang seperti Matahari kita kehabisan bahan bakar, mereka melepaskan lapisan luarnya dan terkena inti seukuran Bumi. Inti ini dikenali sebagai kerdil putih dan dipercayai sebagai keadaan evolusi utama objek bintang.

Tetapi sisa-sisa bintang ini penuh dengan misteri, kerana ketika kerdil putih bertambah besar, ukurannya berkurang. Oleh itu, kerdil putih akhirnya akan mempunyai jisim yang serupa dengan Matahari, tetapi dimasukkan ke dalam tubuh seukuran Bumi.

Kerdil putih menjadi sangat kecil dan padat sehingga akhirnya hancur menjadi bintang neutron, badan bintang yang sangat padat dengan radius yang biasanya tidak melebihi 30 kilometer.

Hubungan aneh antara jisim dan jejari di dalam kerdil putih berteori pada tahun 1930-an. Sebab kerdil putih meningkatkan jisim sementara kontraksi dianggap disebabkan oleh keadaan elektronnya - apabila kerdil putih berkontrak, elektronnya bertambah.

Mekanisme ini adalah gabungan mekanik kuantum - teori asas dalam fizik mengenai pergerakan dan interaksi zarah subatom dan teori relativiti umum Albert Einstein, yang berkaitan dengan kesan graviti.

"Nisbah jisim-ke-jari-jari adalah gabungan mekanik kuantum dan graviti yang mengagumkan, tetapi bagi kita ini menentang akal sehat," kata Nadya Zakamskaya, profesor bersekutu di Jabatan Fizik dan Astronomi di Universiti Johns Hopkins, yang mengetuai kajian baru itu. "Kami berpendapat bahawa sebagai objek bertambah besar, benda itu akan menjadi lebih besar."

Dalam kajian baru ini, sebuah pasukan di Universiti Johns Hopkins mengembangkan kaedah untuk memerhatikan nisbah jisim-ke-radius pada kerdil putih. Dengan menggunakan data yang dikumpulkan oleh Sloan Digital Sky Survey dan Gaia Space Observatory, para penyelidik mengkaji 3,000 kerdil putih.

Pasukan penyelidik mengukur kesan pergeseran merah graviti, yang merupakan kesan graviti pada cahaya, pada bintang. Ketika cahaya bergerak dari objek, panjang gelombang cahaya yang memancar dari objek memanjang, membuatnya tampak lebih merah. Dengan mengkaji kesan graviti pergeseran merah, mereka dapat menentukan halaju radial kerdil putih yang memiliki jejari yang sama.

Halaju jejari adalah jarak dari Matahari ke bintang tertentu, yang menentukan sama ada bintang bergerak menuju atau jauh dari Matahari. Dengan menentukan halaju radial bintang, mereka juga dapat menentukan perubahan jisim bintang.

"Teorinya sudah ada sejak lama, tetapi yang luar biasa adalah bahawa set data yang kami gunakan adalah ukuran yang belum pernah terjadi sebelumnya dan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya," tambah Zakamska. "Kaedah pengukuran ini, yang dalam beberapa kes dikembangkan bertahun-tahun yang lalu, tiba-tiba berfungsi lebih baik, dan teori lama ini akhirnya dapat digali."

Kaedah yang digunakan dalam kajian pada dasarnya mengubah teori menjadi fenomena pemerhatian. Selain itu, ia dapat digunakan untuk mengkaji lebih banyak bintang di masa depan dan dapat membantu para astronom menganalisis komposisi kimia kerdil putih.

"Apabila bintang semakin kecil apabila semakin besar, pergeseran graviti juga bertambah dengan jisim," kata Zakamska.

Disyorkan: