Новые измерения солнечного спектра подтверждают общую теорию относительности Эйнштейна

Международная группа исследователей с беспрецедентной точностью измерила гравитационное красное смещение Солнца - изменение частоты линий в солнечном спектре, образующееся при выходе света из гравитационного поля Солнца на пути к Земле.

Эта работа, которая подтверждает одно из предсказаний общей теории относительности Эйнштейна, должна быть опубликована в журнале "Astronomy & Astrophysics", lрассказывают в Канарском институте астрофизики (IAC).

Общая теория относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном между 1911 и 1916 годами, представила новую концепцию пространства и времени, показав, что массивные предметы вызывают искажения в пространстве-времени, что ощущается как гравитация. Таким образом, теория Эйнштейна предполагает, например, что свет движется по изогнутым путям вблизи массивных объектов, и одним из последствий является наблюдение за Крестом Эйнштейна - четырьмя различными изображениями далекой галактики, которая лежит за ближе расположенному к нам массивному объекту, который искажает свет галактики.

Другим хорошо известным эффектом общей теории относительности является наблюдаемое постепенное изменение орбиты Меркурия вследствие кривизны пространства-времени вокруг "массивного" Солнца, или гравитационное красное смещение - перемещение линий к красному цвету в спектре Солнца из-за его гравитационного поля.

Гравитационное красное смещение является важным эффектом для спутниковых навигационных систем, таких как GPS, которые не работали бы, если бы общая теория относительности не была включена в уравнение. Этот эффект зависит от массы и радиуса астрономического объекта, так что, если он даже больше для Солнца, чем для Земли, все равно его трудно измерить в солнечном спектре.

В 1920 году Эйнштейн писал: "Для Солнца теоретическое прогнозирование красного смещения составляет примерно две миллионные доли длины волны. Действительно ли существует этот эффект - это открытый вопрос, и астрономы сейчас работают над его решением. Для Солнца, о его существовании трудно судить, поскольку эффект настолько мал".

Для его измерения ученые использовали наблюдения за солнечным спектром, отраженным от Луны, полученные с помощью прибора HARPS (Высокоточный радиально-скоростной поиск планет) с использованием новой технологии лазерной частотной гребенки.

"Сочетая точность прибора HARPS с лазерной частотной гребенкой, мы смогли с высокой точностью измерить положение железных линий в солнечном спектре", - объясняет Джонай Гонсалес Эрнандес, исследователь из IAC и первый автор статьи. "Это позволило нам проверить одно из предсказаний теории общей относительности Эйнштейна, гравитационное красное смещение, с точностью всего лишь несколько метров в секунду".

"Новые измерения с помощью лазерной частотной гребенки, прикрепленной к спектрографу ESPRESSO, на 8,2-метровых телескопах VLT позволили бы нам усовершенствовать эти измерения", - добавил Рафаэль Реболы, исследователь, директор IAC и соавтор статьи.

Читайте еще интересные новости о космосе.