«Сигналы пришельцев» помогли ученым проверить теорию Эйнштейна

0

Наблюдения за загадочными FRB-радиовсплесками помогли астрономам максимально точно проверить так называемый принцип эквивалентности, одну из ключевых частей теории относительности, а также измерить массу частиц света. Их выводы были представлены в электронной библиотеке arXiv.org

«Нам удалось улучшить точность проверки принципа эквивалентности в тысячу раз по сравнению с прошлыми попытками это сделать, а также наложить более строгие ограничение на максимально возможную массу фотона. Раскрытие природы этих вспышек поможет дать еще более надежные оценки», — пишут Питер Месарош (Peter Meszaros) из университета Пенсильвании в Филадельфии (США) и его коллеги.

Принцип эквивалентности, в самом общем и упрошенном виде, гласит, что частицы света, обладающие разной длиной волны, должны прибыть к Земле в одно и то же время, даже если они прошли через мощные гравитационные поля на пути от далекой звезды или другого объекта. Аналогичным образом должны вести себя и другие вещи, начиная с шаров и пушинок из знаменитых опытов Галилея и заканчивая сгустками энергии.

Принцип эквивалентности уже неоднократно проверялся при помощи зондов Gravity Probe A и пары европейских аппаратов "Галилео", и сегодня мало кто сомневается в том, что он действительно работает в "нормальных" условиях. С другой стороны, ученые пока не до конца уверены в том, соблюдается ли он в самых экстремальных уголках космоса — в "семьях" нейтронных звезд или в окрестностях черных дыр.

По этой причине физики и астрономы продолжают проверять выкладки Эйнштейна, наблюдая или за далекими сверхкомпактными объектами, или организуя новые, более точные и тщательные тесты этой идеи.

Месарош и его коллеги по университету, а также астрофизики из Китая, предложили новый способ для максимально точной проверки принципа эквивалентности, а также измерения массы частиц света, изучая свойства загадочных "сигналов инопланетян", так называемых FRB-всплесков.

Впервые о существовании таинственных космических вспышек радиоизлучения астрономы заговорили в 2007 году, когда они были случайно открыты во время наблюдений за пульсарами при помощи австралийского телескопа Паркс.

В последующие годы ученым удалось найти следы еще трех десятков подобных всплесков, сравнение которых показало, что они могут носить искусственное происхождение и даже потенциально быть сигналами внеземных цивилизаций из-за необъяснимой периодичности в их структуре.

Все их объединяла одна вещь — чрезвычайно большая мощность и необыкновенно большое расстояние до их источников. Это свойство, а также их "искусственная" структура, как заметил Месарош еще четыре года назад, сделали их идеальным инструментом для проверки принципа эквивалентности, наблюдая за поведением фотонов на разных частотах волн.

Для этих наблюдений астрономы избрали один из двух известных повторяющихся "сигналов инопланетян", объект FRB 121102. За последние годы он пробуждался несколько десятков раз, что позволило ученым очень детально изучить структуру этих вспышек и обнаружить, что они состоят из множества небольших "микро-вспышек".

Несмотря на отсутствие понимания природы этого феномена, его, как объясняет Месарош, можно использовать для резкого повышения в точности проверки выкладок Эйнштейна и замеров массы фотона, равной нулю в соответствии с теорией относительности. Для этого нужно просто проследить за тем, как сильно будут запаздывать низкочастотные части этих "микро-вспышек" по сравнению с более короткими пучками "инопланетных радиоволн".

Эти замеры показали, что теория относительности по-прежнему остается непобежденной — ученые не нашли никаких намеков на то, что принцип эквивалентности нарушается, а масса фотона должна быть ниже, чем 10 в минус 48 степени грамма. Иными словами, "новой физики" FRB-вспышки в себе не содержат, и ее придется искать где-то в другом месте, заключают Месарош и его коллеги.