PSR J0337 + 1715 es un púlsar a 4.2 mil años luz de distancia, acompañado por 2 estrellas enanas blancas. Este sistema de estrellas triples resultó ser el laboratorio de pruebas perfecto para la teoría de la relatividad general de Einstein, especialmente para la llamada universalidad de la caída libre (según él, la gravedad atrae a todos los objetos con la misma aceleración). Una vez más, Einstein tenía razón.
Descubierta en 2007 en la constelación de Tauro, la estrella de neutrones tiene 1,44 veces la masa del Sol y solo tiene 25 kilómetros de diámetro, girando 366 veces por segundo. Una de las enanas blancas la rodea cada 1,6 días, y otra estrella enana orbita ese par cada 327 días.
La prueba de la universalidad de la caída libre sería medir si la atracción gravitacional de la enana blanca exterior afecta al púlsar (cuya gravedad es inmensa) tanto como a la diminuta enana blanca de la órbita interior.
El esfuerzo internacional conjunto de radioastrónomos y astrofísicos del Centro de Astrofísica Jodrell Bank (GB), el Instituto Max Planck de Radioastronomía (Alemania) y los observatorios franceses en París, Meuden y el observatorio de radio en Nançay logró determinar, con extrema precisión precisión, que los tres cuerpos están sujetos a la misma aceleración debido a la gravedad, incluso con masas tan dispares.
El púlsar y sus compañeros: la malla verde ilustra la curvatura del espacio-tiempo provocada por diferentes masas.La fuente: Instituto Max Planck de Radioastronomía / Michael Kramer
Restricciones a las teorías alternativas
“La precisión con la que pudimos demostrar la universalidad de la caída libre fue una de las pruebas más rigurosas jamás realizadas para la teoría de Einstein, y pasó con honores. Los resultados imponen restricciones muy estrictas a las teorías alternativas de la gravedad, que rivalizan con la relatividad general de Einstein para explicar la gravedad y la existencia de energía oscura en el Universo ”, dijo el director del estudio, el astrofísico de la Universidad de Manchester Guillaume Voisin.
El trabajo completó 8 años de mediciones, a través del Radio Observatorio de Nançay, de los tiempos de llegada de los pulsos de radio a la Tierra. «El púlsar emite un haz de ondas de radio, que crea un destello de luz capturado con precisión de nanosegundos por el radiotelescopio Nançay. Este registro, observaciones similares hechas en 2018 y modelado matemático nos permitieron inferir el movimiento de la estrella», explicó Voisin. .
La universalidad de la caída libre, la característica única de la gravedad de atraer a todos los cuerpos con la misma aceleración, independientemente de la masa, la densidad o incluso el campo gravitacional, fue imaginada por primera vez en el siglo XVI por Galileo Galilei, quien trató de demostrarlo lanzando balas. de diferentes pesos desde lo alto de la Torre Inclinada de Pisa.
Laboratorios de superficie
Un experimento en curso durante los últimos 50 años es la Prueba de variación del láser lunar (LLR). En él, los retrorreflectores colocados en la Luna reflejan los rayos láser disparados desde la superficie de la Tierra. La medición de los intervalos en los que retornan los rayos ha demostrado que la Tierra y la Luna “caen” hacia el Sol a la misma velocidad.
Esto fue confirmado por el microsatélite de arrastre compensado para la observación del principio de equivalencia (acrónimo Microspore) en 2016, al medir la aceleración de pequeños objetos dentro de él.
En 2018, un equipo internacional completó un estudio similar al que se publica ahora (uno de sus autores es el astrofísico Duncan Lorimer, la misma persona involucrada en la búsqueda de la misteriosa señal FRB 121102). La gran pregunta era si el principio de Einstein se aplicaba a cuerpos extremadamente masivos, y el púlsar PSR J0337 + 1715 siempre da la misma respuesta: sí.
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