iPon Cikkek

Einstein esete a pulzárral és a fehér törpékkel

Dátum | 2014. 01. 19.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az úgynevezett ezredmásodperces pulzárok a természet legpontosabb órái közé tartoznak. Olyan neutroncsillagok ezek, amelyek másodpercenként több száz fordulatot tesznek meg. A pulzárok különlegessége, hogy mágneses tengelyük nem esik egybe a forgási tengellyel, így a környezetükből begyűjtött anyag következtében a mágneses pólusok mentén felszabaduló, röntgentartományba eső energianyalábok a távoli megfigyelő számára úgy tűnnek, mintha az égitest periodikusan villogna. A kozmosz ezen „világítótornyai” rendkívüli pontossággal működnek, amíg van körülöttük bekebelezhető anyag, ha ez elfogy, akkor azonban lelassulnak. Ezt megelőzően periódusuk viszont olyannyira pontos, hogy az első ilyen égitestről egy ideig azt hitték felfedezői, hogy egy idegen civilizáció jeladását látják. A Mullard Rádiócsillagászati Obszervatórium munkatársai 1967-ben egy újfajta szcintillációs műszerrel vizsgálták az égitestek fényességingadozásait. A rendszer naponta több száz méternyi papírszalagot termelt, ezeken rögzítve a mért adatokat. A szalagok átvizsgálásával megbízott Jocelyn Bell rövidesen egy furcsa, szokatlanul sűrű jelsort vett észre az adatok közt, amelyről utólag kiderült, hogy az égbolt egy bizonyos régiójából érkezik. Bell és kollégái módszeres figyelni kezdték a területet, és megállapították, hogy a rövid impulzusokból álló jelek pontosan 1,3 másodpercenként követik egymást. Mivel a szakértők ekkoriban még nem ismertek olyan égitestet, amely hasonlóan rövid periódusú jelkibocsátásra lett volna képes, az első gondolatuk az volt, hogy a jelek földi eredetűek. Lassacskán azonban minden olyan opciót sikerült kizárni, ami a jelek emberi eredetét igazolta volna. Kiderült, hogy azok nem a Holdról visszavert radarjelek, és nem is egy műholdról származnak, hanem a Naprendszeren kívül van a forrásuk.
A következő lehetséges magyarázat ennek fényében tálcán kínálta magát: ha nem a mi civilizációnk felelős a jelekért, akkor minden bizonnyal egy másik intelligens faj bocsátotta útjukra ezeket. Ezt az eshetőséget végül a szalagok további vizsgálatával sikerült kizárni, kiderült ugyanis, hogy az égbolt más részeiről is érkeznek hasonló jelek. A második Bell által felfedezett furcsa jelsor impulzusai 1,2 másodpercenként követték egymást. A szakértők arra jutottak, hogy mivel teljesen valószínűtlen, hogy két idegen civilizáció ugyanabban az időpontban, gyakorlatilag ugyanazon a frekvencián sugározzon a Föld felé, a jeleknek természetes eredetűeknek kell lenniük. 1968 januárjáig összesen négy pulzáló forrást talált a kutatócsoport, amelyeket pulzároknak kereszteltek el. Azóta sikerült kideríteni, hogy valóban természetes képződményekről, életük végére ért csillagok maradványairól van szó, amelyek roppant gyors forgása, és intenzív röntgensugárzása eredményezi a különleges, periodikus jelsorozatot. A pulzárok tehát önmagukban sem érdektelen objektumok, egy nemrégiben felfedezett képviselőjük azonban minden korábbinál izgalmasabb lehetőségeket rejt magában. A virginiai Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium kutatói ráakadtak ugyanis egy olyan rendszerre, amelyben egy pulzár és két fehér törpe lejti táncát. A PSR J0337+1715 katalógusjelű rendszer ennek köszönhetően minden idők legérdekesebb gravitációs laboratóriumává léphet elő. Az ezredmásodperces pulzár periódusidejében mért pontatlanságok ugyanis elviekben két okból léphetnek fel. Egyrészt az égitest a rendszer tömegközéppontja körül kering, és így az általa kibocsátott sugárzásnak eltérő hosszúságú utakat kell megtennie, amíg elér a Földre. A másik ok Einstein általános relativitáselméletének esetleges „hibájából” adódhat. Az elsőként Galileo Galilei által megfogalmazott ekvivalenciaelv szerint a gravitáció egyformán hat minden testre függetlenül attól, hogy az milyen méretű, formájú vagy összetételű. Ezt az elvet a leglátványosabban talán Dave Scott, az Apollo−15 küldetés asztronautája demonstrálta 1971-ben a Holdon, amikor egyszerre ejtett el egy kalapácsot és egy madártollat, amelyek aztán a szinte tökéletes vákuumnak tekinthető légkörben valóban együtt érték el a felszínt. Az einsteini erős ekvivalenciaelv ennél egy lépéssel tovább megy: azt állítja, hogy a gravitációs törvények akkor is egyformán hatnak mindenre, ha a vizsgált objektumok maguk is tetemes gravitációs erővel rendelkeznek, sőt, ez tartja össze őket. Más szavakkal, a csillagokat és a bolygókat egyben tartó gravitációs erőhatás nem befolyásolja a külső gravitációs hatások eredményét.
Az erős ekvivalenciaelv helytállóságának tesztelésére a legjobb lehetőséget eddig a Föld és a Hold mozgásának vizsgálata adta. A Nap körül keringve ezen égitestek ugyanis folyamatosan központi csillagunk gravitációs terén esnek keresztül. Einstein szerint a Földnek és a Holdnak gravitációs szempontból ugyanúgy kellene viselkednie, még akkor is, ha bolygónk saját gravitációs tere jóval erősebb, mint kísérőnkké. Az eddigi lézeres vizsgálatok egyelőre nem szolgáltattak olyan adatokat, amelyek ellentmondanának Einstein elképzelésének. Ez persze nem jelent semmit, hiszen ahogy Scott Ransom, a már említett pulzárral foglalkozó kutatócsoport vezetője elmondta, az erős ekvivalenciaelv Naprendszeren belüli tesztelésével az a legnagyobb probléma, hogy nincsenek a környékünkön igazán erős gravitációval rendelkező égitestek. A pulzárok ezzel szemben ideális terepet jelentenek a vizsgálódáshoz, hiszen viszonylag kis méretük mellé óriási tömeg társul. Az átlagos pulzár nagyjából 20 kilométer átmérőjű, tömege pedig másfélszerese a Napénak. A PSR J0337+1715 katalógusjelű rendszer mintegy 4200 fényévnyire, a Bika csillagképben található. Az 1,4 naptömegű pulzár másodpercenként 365,95-ször fordul meg tengelye körül, ami pedig két kísérőjét illeti, hozzá közelebb eső, 0,2 naptömegű fehér törpe 1,6 földi nap alatt kerüli meg a közös tömegközéppontot, a másik hasonló égitest (0,4 naptömegű) pedig 327 nap alatt ér körbe pályáján. A hasonló rendszereket, amikor a két égitest szoros közelségben kering egymás körül, egy harmadik pedig távolabbról, lassabban követi őket, hierarchikus hármas rendszernek nevezik. (Ebbe a kategóriába esik a Föld, a Hold és a Nap hármasa is.)
A most felfedezett rendszer azért roppant érdekes, mert ez az első alkalom, hogy egy olyan pulzár viselkedését figyelhetik meg a szakértők, amelynek két kísérője van. Számos ezredmásodperces pulzár rendelkezik egy közeli szomszéddal, amelytől anyagutánpótlását beszerzi, hármas rendszerre azonban ebben a leosztásban még sosem akadtak rá a kutatók. Mivel a kísérők fehér törpék, meglehetősen nagy tömegűek a Földhöz képest, a pulzár tömege és gravitációja mellett azonban a szó szoros értelmében eltörpülnek. Ami a rendszer kialakulását illeti, a szakértők szerint a következő történhetett: Egy több csillagból álló rendszer legnehezebb tagja jóval gyorsabban fejlődve társainál szupernóvává, majd neutroncsillaggá vált. A robbanást csak két társa élte túl, amelyek közül a távolabbi nagyjából egymilliárd évvel később vörös óriássá vált. Külső rétegeit ledobva aztán fehér törpévé alakult, a távozó anyag túlnyomó része pedig a belső kettősnél kötött ki, felgyorsítva a neutroncsillag forgását. Újabb egymilliárd évvel később aztán a belső csillag is elérte a vörös óriás fázist, elég anyagot juttatva a neutroncsillagnak ahhoz, hogy az pulzárrá váljon. Idővel a gravitációs huzavona hatására a három égitest helyzete cirkuláris, közel egy síkba eső pályákon stabilizálódott, ezt láthatjuk napjainkban.
Ami az erős ekvivalenciaelv tesztelését illeti, a rendszerben a belső fehér törpe és a pulzár Scott kalapácsának és madártollának feleltethető meg. Mindkettő a külső fehér törpe gravitációs terén zuhan keresztül, és bár a pulzár saját gravitációja sokkal nagyobb, mint társáé, ez elviekben nem okozhat eltéréseket két test viselkedésében. A pulzár frekvenciájának apró varianciáit vizsgálva Ransom és társai jelenleg a három test pontos pozícióját igyekeznek nyomon követni, és azt vizsgálják, hogy esetükben sérül-e az ekvivalenciaelv. „A következő egy évben jóval erősebb tesztnek vethetjük alá az erős ekvivalenciaelvet, mint bárki is előttünk” – mondja a kutató. „Igazándiból abban reménykedem, hogy a rendszer segítségével sikerül cáfolnunk Einstein elvét. Ez jelentősen előrelendítené a tudományt.” Az általános relativitáselmélete eddig minden tesztet kiállt ugyan, Ransom azonban úgy véli, hogy ami a gravitációt illeti, nem Einsteiné lesz az utolsó szó. Előbb-utóbb ráakadunk a világegyetem azon eldugott, sötét sarkára, ahol nem működik az erős ekvivalenciaelv, mondja a kutató. Könnyen meglehet, hogy ez lesz az a bizonyos sarok, hiszen súlyosabb próba előtt még sosem állt a teória, mint a pulzár és a két fehér törpe rendszerével. Cserébe viszont, ha ebben a szélsőséges leosztásban is működőképesnek bizonyul az elképzelés, az jelentős megerősítést jelent. „Remélem, hogy Einstein elmélete átvészeli a tesztet” – mondja Clifford Will, a Floridai Egyetem fizikusa. „Az általános relativitáselmélet olyan hihetetlenül egyszerűnek tűnik az alternatív teóriákkal való összevetésben, hogy valami azt súgja, egészen a kvantumszintig igaznak bizonyul majd.” Einstein 1915-ben ismertette elméletét, ha sikerülne 2015-ig egy ilyen erős teszttel megerősíteni ennek helytállóságát, az kiváló ajándék lenne a századik évfordulóra, teszi hozzá a szakértő.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

14. rtagore
2014.01.19. 14:19
Meglehetősen nagy önbizalma van Ransomnak, amikor kijelenti, hogy nem Einsteiné lesz az utolsó szó.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. tibaimp
2014.01.19. 15:24
rtagore: úgy van. Az az igazság, hogy sokan szeretnének úgy bekerülni a történelem könyvekbe, mint aki "megdöntötte Einstein relativitás elméletét".
Persze attól még lehet igaza lesz, ki tudja.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. Jools
2014.01.19. 15:31
Meg ebben azért az is benne van szerintem, hogy cáfolni mindig egyszerűbb valamit, mint igazolni, úgyhogy reménykedik a könnyebbik megoldásban.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. petike2004
2014.01.19. 16:52
az az Einstein,aki Bolyaitól lopta a relativitás-elméletet?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. kiskoller petik...
2014.01.19. 17:19
Nálom te sem tudod, miről beszélsz.

A rel. elmélet fizikai elmélet, Bolyai meg a matematikai modellt építette fel, ami lehetővé tette az ált. relativitás-elmélet matematikai leírását.

Pl. Newton azért "találta fel" az integrálást-deriválást, mert kellettek a fizikai elméleteihez. Einstein esetében ő olyan matematikai modellt használt, amit más már leírt. Amivel nincs is semmi baj, elvégre ő elméleti fizikus volt, nem matematikus.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. Szefmester
2014.01.19. 17:59
De hát az akkor is lopás!!!!! A saját erejéből kellett volna feltalálnia még a kereket is, meg a textilipart hogy legyen járműve és ruhája! Ha nem ő találta fel akkor aljas módon ellopta és felhasználta mások munkáját, az ilyen ember pedig minden csak nem egy példaképnek való!
Jól mondom petike? Legalább mi akik magunk bányásztuk ki az alapanyagot és találtunk fel magunknak mindent tartsunk össze az ilyen aljasságok ellen!

 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. freyr
2014.01.19. 18:51
És miért is lendítené előre a tudományt, ha egy már kész, ismert és bejáratott elméletről kiderülne, hogy hibás vagy minimum pontatlan ahelyett, hogy igazolnák a helyességét? Esetleg kész az alternatíva, ami ugyanolyan jó, ugyanazoknak a próbáknak már megfelelt és még ezt is kiállná?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Asagrim freyr
2014.01.19. 19:38
Talán mert nem vennék szentírásnak, és próbálnák továbbra is helytelenül ráhúzni mindenre?

Ha a pontosítás kidolgozása várat is magára, még akkor is hasznos tudni, hogy pontosításra szorul.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. enisherpa
2014.01.19. 22:29
Bizonyítani semmit nem tudunk a fizikában. Csak annyit állíthatunk, hogy az elmélet a rendelkezésre álló kísérleti adatokkal összhangban van, és eddig nem találtunk rájuk egyszerűbb leírást. Továbblépni úgy lehet, ha új kísérletet végzünk, ami esetleg extrém, eddig nem vizsgált körülmények között teszteli a teóriát, ahol van esély az elmélet cáfolatára.

Az általános relativitáselmélet eddig bevált, most kipróbálják pulzárokon. És természetesen hízna a kísérletvezető mája, ha ő cáfolná meg Einsteint. Nobel díj garantált.

Amúgy Gyula már megdöntötte: [LINK]
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. benczeb90
2014.01.20. 08:27
Ez a magtudin ez úgy látom nem csak történelemmel foglalkozó cikkeket tartalmaz. Megdöbbentő Köszi.
+1 enisherpa
+1 Asagrim

http://forum.index.hu/Article/showArticle?na_start=30&na_step=30&t=9174298&na_order=
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. ThomasStev...
2014.01.21. 22:16
Hmm ajánlom mindenki figyelmébe. Mit is számolt ki Einstein?
[LINK]
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Terror Thoma...
2014.01.21. 22:44
Nagyon jók ezek a tutimondó youtube oktatóvideók, csak kár, hogy az írókról általában a google sem tudja megmondani, hogy kicsodák, vagy ha igen, akkor a "szcientológia" kulcsszóval együtt érdemes őket keresni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. ThomasStev... Terro...
2014.01.21. 23:10
Terror akkor nézd végig. A másik miért olyan elképzelhetetlen? Neked 70év egy ember élete. De 3000 az már elképzelhetetlen vagyis arról a korról is már csak találgatunk. 6000 évnél az mondanánk nem is léteztünk. 10000 már akár gyanakodhatunk de az igazságot talán sosem tudjuk meg. Viszont a Föld életében egy másodperc vagyunk. A földön kívül történő változások ránk is hatással vannak és bennünket embereket nem néznek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Avisto
2014.01.23. 19:58
Épp nézegettem a Star Citizen stretch goal-jait és pont egy ugyanilyen rendszer lesz, egy pulzár két fehér törpével. Gondolom ők is olvasgattak erről a hírről
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!