Teori relativiti umum Einstein telah disahkan sekali lagi, kali ini dalam kegelapan pulsar 25,000 tahun cahaya dari Bumi. Dalam tempoh 14 tahun, para astronom melihat bintang neutron berputar PSR J1906 + 0746.
Matlamat mereka? Untuk mengkaji gulungan, atau precession, dua pulsar kerana mereka mengorbit antara satu sama lain, satu fenomena jarang yang diramalkan oleh relativiti umum.
Para astronom, yang diketuai oleh Gregory Desvignes dari Institut Max Astronomi Radio Planck di Bonn, Jerman, menerbitkan hasilnya dalam edisi Sains 6 September. Penemuan mereka dapat membantu menganggarkan bilangan pulsa binari yang disebut di galaksi ini dan kadar penggabungan bintang neutron, yang mungkin menghasilkan gelombang graviti (juga diramalkan oleh kerelatifan) yang dapat dilihat di Bumi.
Pulsar berputar pesat dengan bintang-bintang neutron yang jet rasuk zarah yang dikenakan dari tiang magnetnya. Medan magnet yang kuat mempercepatkan zarah dengan hampir kelajuan cahaya, menghasilkan gelombang gelombang radio yang bersinar ke angkasa seperti mercusuar kosmik. Dengan ketepatan jam seperti, denyutan berputar hingga ribuan kali sesaat, menghasilkan denyutan nadi apabila rasuk menyapu Bumi. Corak padat bintang mati menjejalkan lebih banyak massa dari matahari kita ke ruang kota dan merupakan objek paling kompak di alam semesta - subjek ujian ideal untuk teori relativiti umum.
"Pulsar boleh memberikan ujian graviti yang tidak dapat dilakukan dengan cara lain," kata penulis bersama Ingrid Stairs, dari University of British Columbia di Vancouver, dalam satu kenyataan. "Ini adalah contoh yang lebih baik dalam ujian itu."
Relativiti umum, yang Albert Einstein pertama kali dirumuskan pada tahun 1915, menggambarkan bagaimana masalah dan tenaga meletakan kain ruang masa untuk mencipta daya graviti. Objek padat yang besar, seperti denyut, boleh secara mendadak membendung ruang masa. Jika dua pulsar mendapati diri mereka saling mengorbit, relativiti umum meramalkan mereka boleh membuat sedikit goyangan ketika mereka berputar, seperti yang berputar lambat. Akibat graviti ini dipanggil presesi berputar relativistik.
Apabila ahli astronomi menemui PSR J1906 + 0746 pada tahun 2004, ia kelihatan seperti hampir setiap pulsar lain, dengan dua rasuk polarisasi yang jelas kelihatan setiap putaran. Tetapi, apabila bintang neutron diperhatikan tahun kedua kali kemudian, hanya satu rasuk yang muncul. Mengelak melalui pemerhatian dari tahun 2004 hingga 2018, pasukan Desevignes menentukan kehilangan rasuk disebabkan oleh pendahuluan pulsar.
Menggunakan 14 tahun data, mereka membangunkan model yang merangkumi 50 tahun dan dengan tepat meramalkan kehilangan dan kemunculan kedua-dua rasuk dari precession. Apabila mereka membandingkan model dengan pemerhatian, kadar precession dipadankan, dengan hanya 5% ketidakpastian. Data itu adalah persetujuan sempurna dengan teori Einstein.
"Percubaan itu membawa kita masa yang lama untuk diselesaikan," kata Michael Kramer, pengarah Fisika Fundamental Institut Max Planck di jabatan penyelidikan Radio Astronomi, dalam satu kenyataan. "Bersabar dan rajin telah berjaya."
