Прерывистый свет, излучаемый пульсарами, позволяет ученым проверять теорию относительности Эйнштейна. Однако эту теорию можно было бы проверить более эффективно, если бы удалось найти пульсар с черной дырой. Теперь ученые заявили, что в двух конкретных случаях это невозможно.
Пульсары — это очень плотные нейтронные звезды размером с город. Они испускают гамма-лучи или рентгеновское излучение, вращаясь со скоростью до сотен оборотов в секунду, что делает их идеальными объектами для проверки общей теории относительности. В частности, они служат точными хронометрами, и можно обнаружить любое отклонение в их импульсах. Именно эти отклонения и позволяют проводить испытания.
Отклонения могут возникать, если рядом с пульсаром находится массивный объект, например другая нейтронная звезда или белый карлик. Такие двойные системы можно использовать для проверки теории гравитации.
Однако в прошлом году в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры был обнаружен очень редкий пульсар. Считалось, что такое сочетание — настоящий «Святой Грааль» для изучения гравитации. Теперь ученые выяснили, что есть как минимум два случая, когда это не так.
Первый случай, как выяснили исследователи, возникает при нарушении так называемого принципа строгой эквивалентности. Этот принцип теории относительности гласит, что гравитационное движение исследуемого тела зависит только от его положения в пространстве-времени, а не от того, из чего оно состоит. Второй случай — потенциальное изменение гравитационной постоянной, которая определяет силу гравитационного притяжения между телами. Несмотря на то, что это константа, она известна с наименьшей точностью — всего с погрешностью в 1/10 000.
В этих двух конкретных случаях комбинация пульсара и черной дыры не является идеальным «Святым Граалем». Это, в свою очередь, говорит о том, что исследователям предстоит еще много работы в области изучения физики пульсаров.
Результаты исследования опубликованы в Журнале космологии и физики астрочастиц.