Kasdieniame gyvenime tokio tempimo užfiksuoti neįmanoma, ir tai nėra reikšminga, nes šis poveikis yra beprotiškai mažytis. O visos Žemės sukimosi sukeltam tempimui fiksuoti reikia palydovų, tokių kaip 750 mln. JAV dolerių kainuojantis „Gravity Probe B“, o taip pat kampinių giroskopų pokyčių, prilygstančių vos vienam laipsniui kas 100 tūkst. metų ar panašiai.
Mums labai pasisekė, kad Visata turi daugybę natūraliai atsirandančių gravitacinių laboratorijų, kuomet fizikai gali labai detaliai stebėti, kaip veikia A. Einšteino prognozės.
Viena mokslininkų komanda leidinyje „Science“ neseniai paskelbė inercinės atskaitos sistemos tempimo įrodymų gerokai labiau matomu mastu, panaudodami radioteleskopą ir unikalią nedidelių aplink viena kitą dideliu greičiu besisukančių žvaigždžių porą.
Šių žvaigždžių judėjimas stebintų I. Niutono laikų astronomus, nes jos akivaizdžiai juda iškreiptu erdvėlaikiu, ir tokioms trajektorijoms paaiškinti reikia A. Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos.
Bendrasis reliatyvumas yra šiuolaikinės gravitacijos teorijos pagrindas. Jis paaiškina tikslų žvaigždžių, planetų ir palydovų judėjimą ir net laiko tėkmę. Viena iš mažiau žinomų jos prognozių yra ta, kad, sukdamiesi kūnai, traukia aplink save esantį erdvėlaikį. Kuo greičiau sukasi kūnas ir kuo didesnis jis yra, tuo smarkesnis tempimas.
Vienas kūnų, kuriems tai yra labai svarbu, yra baltoji nykštukė. Tai yra likutiniai branduoliai mirusių žvaigždžių, kurios kažkada savo mase buvo kelis kartus didesnės už mūsų Saulę, tačiau vėliau išnaudojo savo vandenilinį kurą.
Tai kas lieka, yra panašaus dydžio kaip Žemė, tačiau šimtus tūkstančių kartų didesnio savo mase. Baltosios nykštukės taip pat gali labai greitai suktis, apsisukdamos kas minutę ar dvi, o ne kas 24 valandas, kaip kad daro Žemė.
Inercinės atskaitos sistemos tempimas, kurį sukelia baltoji nykštukė, gali būti maždaug 100 mln. kartų stipresnis už Žemės.
Visa tai skamba labai gražiai, tačiau mes negalime nuskristi prie baltosios nykštukės ir paleisti skrieti aplink ją palydovų. Laimei, gamta astronomams yra maloninga ir turi savų būdų, kaip mums leisti jas stebėti per besisukančias žvaigždes, vadinamas pulsarais.
Prieš dvidešimt metų už mokslinius tyrimus atsakingos Australijos federalinės agentūros –Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijos – radioteleskopas „Parkes“ aptiko unikalią žvaigždžių porą, kurią sudaro baltoji nykštukė (esanti maždaug Žemės dydžio, tačiau apie 300 tūkst. kartų sunkesnė) ir pulsaras (esantis miesto dydžio, tačiau 400 tūkst. kartų sunkesnis).
Lyginant su baltosiomis nykštukėmis, pulsarai yra visai kitoje lygoje. Juos sudaro ne įprastiniai atomai, bet glaudžiai suspausti neutronai, todėl jų tankis yra neįtikėtinas. Minėtoje žvaigždžių poroje esantis pulsaras per minutę sukosi 150 kartų.
Tai reiškia, kad 150 kartų kiekvieną minutę šio pulsaro paskleistų radijo bangų „švyturio spindulys“ praskrenda pro Žemę. Mokslininkai gali tuo pasinaudoti ir nustatyti pulsaro judėjimo kelią jam besisukant aplink baltąją nykštukę, atsižvelgdami į tai, kada pulsaro impulsas atskrieja iki teleskopo, bei žinodami šviesos greitį. Šis metodas parodė, kad abi žvaigždės viena kitą apskrieja per mažiau nei penkias valandas.
Ši pora oficialiai yra pavadinta PSR J1141-6545 ir yra ideali gravitacinė laboratorija. Mokslininkai nuo 2001 metų kelis kartus per metus pasinaudodami „Parkes“ išmatuoja šios sistemos, kuri pademonstruoja daugybę A. Einšteino gravitacinių efektų, orbitą.
Orbitų evoliucijos fiksavimas tikrai nėra darbas nekantriems, tačiau mokslininkams pavyko atlikti be galo tikslių skaičiavimų. Nors PSR J1141-6545 yra už kelių šimtų kvadrilijonų (kvadrilijonas – milijonas milijardų) kilometrų nuo Žemės, mokslininkams pavyko nustatyti, kad pulsaras per sekundę pasisuka 2,5387230404 karto ir kad jo orbita sukasi erdvėje. Tai reiškia, kad šios orbitos plokštuma nėra fiksuota, bet lėtai sukasi.
Kaip susiformavo ši sistema?
Kai susiformuoja žvaigždžių poros, didesnioji miršta pirmoji ir dažnai susidaro baltoji nykštukė. Prieš mirdama, antroji perduoda savo materiją savo kompanionei baltajai nykštukei. Tai materijai krentant link baltosios nykštukes, susiformuoja diskas. Bėgant dešimtims tūkstančių metų, tas diskas vis aktyviau sukasi aplink baltąją nykštukę, kol nepradeda suktis kas kelias minutes.
Tokiais retais atvejais kaip šis, antroji žvaigždė gali detonuotis į supernovą, iš kurios susiformuoja pulsaras. Greitai besisukanti baltoji nykštukė tempia aplink save esantį erdvėlaikį ir verčia pulsaro orbitos plokštumą pakrypti, nes ji traukiama kartu. Ir būtent tokį pakrypimą mokslininkai užfiksavo skrupulingai fiksuodami pulsaro orbitos pokyčius.
Pats A. Einšteinas manė, kad daugumos jo prognozių apie erdvę laiką niekada nebus įmanoma stebėti. Tačiau per pastaruosius kelerius metus įvyko tikra ekstremaliosios astrofizikos revoliucija, kuomet buvo atrastos gravitacinės bangos ir juodosios skylės šešėlis. Ir tokius atradimus padėjo padaryti milijardus dolerių kainavusi infrastruktūra.
