Když dal Albert Einstein před více než 100 lety dohromady svou obecnou relativitu, tak z ní vyplynulo, že obrovská tělesa ve vesmíru svojí gravitací deformují okolní časoprostor do takové míry, že bychom to mohli pozorovat. Říká se tomu strhávání časoprostoru (frame-dragging effect) nebo též Lensův-Thirringův jev. Jde o jednu z předpovědí obecné relativity, na které dnes mohou cílit Einsteinovi vyzyvatelé. Bývá to nesmírně obtížné, ale nakonec mohou vyhrát oba dva – Einstein i moderní astrofyzika. A přesně to se stalo i tentokrát.

Matthew Bailes z australské Swinburne University of Technology a jeho tým výzkumného centra ARC Centre of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav) již před téměř 20 lety zahájili pozorování zcela unikátního hvězdného systému. S pomocí známého australského radioteleskopu Parkes se zaměřili na přímo relativisticky zázračný systém PSR J1141-6545. Ten tvoří bílý trpaslík o velikosti Země, jehož hustota je ale asi 300 tisíckrát vyšší, nežli v případě naší planety, a který se navzájem obíhá s ještě extrémnější mrtvou hvězdou. Jde o neutronovou hvězdu, vlastně pulzar, jehož velikost je 20 kilometrů a hustota přímo neuvěřitelná, asi tak 100 miliardkrát vyšší než je hustota Země.

 

Když se větší hvězda systému PSR J1141-6545 chystala vybuchnout a shořet na neutronovou hvězdu, asi tak před milionem let, tak vyvrhovala spoustu své hmoty, která padala na bílého trpaslíka. Dopadající hmota umírající hvězdy postupně zrychlovala rotaci trpaslíka, až do extrémních hodnot. Dnes se otočí za pár minut.

 

Z Einsteinovy obecné relativity vyplývá, že rotující tělesa mohou zkroutit okolní časoprostor. Před časem vyšlo najevo, že tenhle jev funguje na gyroskopech umístěných na oběžné dráze kolem Země. Dramaticky rotující bílý trpaslík systému PSR J1141-6545 by přitom měl kroutit okolní časoprostor asi tak 100 milionkrát silněji. Díky tomu, že se takový extrémní trpaslík navzájem obíhá s pulzarem, tak systém dvou mrtvých hvězd představuje luxusní vesmírnou laboratoř v ultrarelativistickém režimu.

 

Pulzary jsou přitom jako fantastické superpřesné hodinky, které tikají přímo ve vesmírné laboratoři. Detailní studium rádiových pulzů pulzaru zviditelní působení gravitace ve vesmírné laboratoři a s tím spojené relativistické efekty. Výsledkem snažení Bailesova týmu nakonec bylo, že v systému mrtvých hvězd detekovali Lensův-Thirringův jev, jak ho předpovídá obecná relativita. Je to vůbec poprvé, kdy to někdo dokázal ve hvězdném systému. Starý dobrý Albert ustál další test, bez problémů.

 

Video: Dragging the Space-time Continuum

 

Literatura

OzGrav News 31. 1. 2020, Science 367: 577–580.