Нові вимірювання сонячного спектру підтверджують загальну теорію відносності Ейнштейна

Міжнародна група дослідників з безпрецедентною точністю виміряла гравітаційне червоне зміщення Сонця -- зміну частоти ліній у сонячному спектрі, що утворюється при виході світла з гравітаційного поля Сонця на шляху до Землі.

Ця робота, яка підтверджує одне з передбачень загальної теорії відносності Ейнштейна, має бути опублікована в журналі "Astronomy & Astrophysics", розповідають в Канарскому институті астрофизики (IAC).

Загальна теорія відносності, опублікована Альбертом Ейнштейном між 1911 і 1916 роками, представила нову концепцію простору і часу, показавши, що масивні предмети викликають спотворення в просторі-часі, що відчувається як гравітація. Таким чином, теорія Ейнштейна передбачає, наприклад, що світло рухається по вигнутих шляхах поблизу масивних об′єктів, і одним із наслідків є спостереження за Хрестом Ейнштейна -- чотирма різними зображеннями далекої галактики, яка лежить за ближчим до нас масивним об′єктом, який спотворює світло галактики.

Іншим добре відомим ефектом загальної теорії відносності є спостережувана поступова зміна орбіти Меркурія внаслідок кривизни простору-часу навколо "масивного" Сонця, або гравітаційне червоне зміщення -- переміщення ліній до червоного кольору в спектрі Сонця через його гравітаційне поле.

Гравітаційне червоне зміщення є важливим ефектом для супутникових навігаційних систем, таких як GPS, які не працювали б, якби загальна теорія відносності не була включена в рівняння. Цей ефект залежить від маси та радіуса астрономічного об′єкта, так що, якщо він навіть більший для Сонця, ніж для Землі, все одно його важко виміряти в сонячному спектрі.

У 1920 році Ейнштейн писав: "Для Сонця теоретичне прогнозування червоного зміщення становить приблизно дві мільйонні частки довжини хвилі. Чи справді існує цей ефект, - це відкрите питання, і астрономи зараз працюють над його вирішенням. Для Сонця, про його існування важко судити, оскільки ефект настільки малий".

Для його вимірювання вчені використали спостереження за сонячним спектром, відбитим від Місяця, отримані за допомогою приладу HARPS (Високоточний радіально-швидкісний пошук планет) із використанням нової технології лазерної частотної гребінки.

"Поєднуючи точність приладу HARPS з лазерною частотною гребінкою, ми змогли з високою точністю виміряти положення залізних ліній у сонячному спектрі", - пояснює Джонай Гонсалес Ернандес, дослідник з IAC і перший автор статті. "Це дозволило нам перевірити одне з передбачень теорії загальної відносності Ейнштейна, гравітаційне червоне зміщення, з точністю всього лиш кілька метрів на секунду".

"Нові вимірювання за допомогою лазерної частотної гребінки, прикріпленої до спектрографа ESPRESSO, на 8,2-метрових телескопах VLT, дозволили б нам вдосконалити ці вимірювання", - додав Рафаель Реболо, дослідник, директор IAC і співавтор статті.

Читайте ще цікаві новини про космос.