Astronomowie przetestowali teorię Einsteina poza Drogą Mleczną

Naukowcy sprawdzili Ogólną Teorię Względności sformułowaną przez Alberta Einsteina poza Drogą Mleczną. Użyli do tego teleskopu VLT w Obserwatorium Paranal w Chile oraz Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Po raz kolejny okazało się, że Einstein miał rację.

Wyniki badań ukażą się w prestiżowym czasopiśmie "Science", informują o nich także Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) oraz NASA.

Zespół naukowy złożony z astronomów z Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych i Niemiec zbadał galaktykę ESO 325-G004 znajdującą się we względnie bliskim sąsiedztwie Drogi Mlecznej. Galaktyka ta jest odległa od Ziemi o 450 milionów lat świetlnych. Dzięki pomiarom ruchów gwiazd udało się wyznaczyć jej masę.

"Użyliśmy danych z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile do zmierzenia jak szybko poruszają się gwiazdy w ESO 325-G004 — a to pozwoliło nam wywnioskować jak dużo masy musi być w tej galaktyce, aby utrzymać gwiazdy na orbitach" - tłumaczy Thomas Collett z University of Portsmouth w Wielkiej Brytanii, który kierował grupą badawczą.

Drugą częścią badań była analiza soczewkowania grawitacyjnego, które jest jednym z przewidywań teorii Einsteina. Terminem tym naukowcy określają sytuację, gdy na drodze światła od odległego obiektu do nas znajduje się jakaś duża masa, która zakrzywia bieg promieni świetlnych. W efekcie widzimy zniekształcone, a czasem zwielokrotnione obrazy odleglejszego obiektu, rozmieszczone wokół obiektu bliższego.

Tak właśnie jest w przypadku galaktyki ESO 325-G004, która jest jedną z najbliższych silnych soczewek grawitacyjnych. Takich soczewek grawitacyjnych znanych jest kilkaset, ale zwykle są zbyt odległe, aby móc dokładnie wyznaczyć ich masę.

Przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a naukowcy zbadali efekt soczewkowania grawitacyjnego, czyli pierścień Einsteina wokół galaktyki ESO 325-G004. Następnie porównali to, w jakim stopniu powinno w tym przypadku zachodzić soczewkowanie grawitacyjne dla wyznaczonej wcześniej masy galaktyki. Wynik okazał się taki, jak przewiduje Ogólna Teoria Względności, z dokładnością do 9 proc.

"Jak dotąd jest to najprecyzyjniejszy test Ogólnej Teorii Względności poza Drogą Mleczną" - podkreśla Collett.

Opublikowane wyniki mają istotne znaczenie dla różnych modeli grawitacji rozważanych przez naukowców. W przypadku Ogólnej Teorii Względności, została ona dokładnie sprawdzona w skalach Układu Słonecznego oraz prowadzone są dokładne badania ruchów gwiazd wokół czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Brakuje jednak testów w większych astronomicznych skalach, a to istotne dla współczesnych modeli kosmologicznych opisujących Wszechświat. Naukowcy chcą jednak uzyskać pewność, że teoria Einsteina jest poprawną teorią grawitacji nie tylko lokalnie na Ziemi, w Układzie Słonecznym, czy Drodze Mlecznej, ale też w skalach kosmologicznych.

Istnieją alternatywne teorie grawitacji, które przewidują, że to, w jaki sposób grawitacja wpływa na krzywiznę czasoprzestrzeni jest zależnie od skali. Na różnych dystansach grawitacja mogłaby zachowywać się inaczej niż w przypadku małych odległości w Układzie Słonecznym. Wyniki, które uzyskali naukowcy z grupy Thomasa Colletta wskazują jednak, że takie zróżnicowanie grawitacji w zależności od skali odległości jest mało prawdopodobne, a ewentualne różnice musiałyby zachodzić w skalach większych niż 6000 lat świetlnych. (PAP)

cza/ ekr/