l pรบlsar binario PSR J0737 como banco de pruebas de la relatividad general
Por Francisco R. Villatoro, el 16 diciembre, 2021. Categorรญa(s): Astronomรญa โข Ciencia โข Fรญsica โข Noticias โข Physics โข Relatividad โข Science โ 3
Hulse y Taylor recibieron el Premio Nobel de Fรญsica en 1993 por su estudio del pรบlsar binario PSR B1913+16 (el primero que se descubriรณ en 1974), que observรณ de forma indirecta la emisiรณn de ondas gravitacionales. Se publica en Physical Review X un anรกlisis similar del pรบlsar binario PSR J0737โ3039A/B, descubierto en 2003. El pรบlsar binario PSR J0737 es un banco de pruebas รบnico para el estudio de la relatividad general ya que estรก situado a solo dos mil aรฑos luz de la Tierra, ambas estrellas de neutrones se observan como pรบlsares y su inclinaciรณn orbital es muy prรณxima a 90 ยฐ, luego se puede observar cรณmo el espaciotiempo curvo del plano orbital modifica los pulsos emitidos. Las observaciones durante 16 aรฑos de la precesiรณn del periastro siguen la fรณrmula de la emisiรณn gravitacional cuadripolar de Einstein con un error menor del 0.013 % (el resultado obtenido tras 2.5 aรฑos de observaciones tenรญa un error del 0.05 % y se publicรณ en 2006 en Science). Sin lugar a dudas un pรบlsar binario que habrรก que seguir durante las prรณximas dรฉcadas para mejorar estas estimaciones.
Ademรกs de probar la fรณrmula cuadripolar de Einstein, se ha probado el retraso debido al efecto de Shapiro (en un espaciotiempo curvo las seรฑales de radio viajan durante mรกs tiempo y las observamos retrasadas). Tambiรฉn se han realizado otras pruebas de la relatividad que hasta ahora no se habรญan podido realizar con otros pรบlsares binarios. Por ejemplo, se ha medido la deformaciรณn relativista de la รณrbita (debido al acoplamiento relativista entre el espรญn (rotaciรณn de las estrellas de neutrones) y el momento angular de su รณrbita). En estas pruebas los resultados tienen mucha mayor incertidumbre, pero en todos los casos son compatibles con las predicciones de la relatividad general de Einstein. Esta teorรญa, a la que muchos fรญsicos quieren matar cuanto antes, ademรกs de muy bella es muy robusta y promete reinar en la fรญsica durante muchas dรฉcadas.
El artรญculo es M. Kramer, I. H. Stairs, โฆ, G. Theureau, ยซStrong-field Gravity Tests with the Double Pulsar,ยป Physical Review X 11: 04150 (13 Dec 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.041050, arXiv:2112.06795[astro-ph.HE] (13 Dec 2021); mรกs informaciรณn divulgativa en Lijing Shao, ยซGeneral Relativity Withstands Double Pulsarโs Scrutiny,ยป Physics 14: 173 (13 Dec 2021) [web].
Una manera de destacar la excepcionalidad del pรบlsar binario PSR J0737 es compararlo con el famoso PSR B1913, que ha sido estudiado durante 35 aรฑos. Esta figura muestra la precesiรณn del periastro de la รณrbita; la diferencia en la densidad de puntos entre 0 y โ20 es notable. Asรญ se explica que el nuevo resultado para PSR J0737 tras 16 aรฑos tenga un error menor del 0.013 %, cuando para PSR B1913 solo se alcanzรณ el 0.2 %; por cierto, para las fusiones de agujeros negros observadas por LIGO-Virgo el error tรญpico ronda el 20 %. No le he dicho, pero supongo que sabrรกs que el periastro de una รณrbita elรญptica es el punto donde la distancia entre ambos cuerpos es mรญnima; se llama perihelio cuando uno de los cuerpos es el Sol y perigeo cuando es la Tierra. El fenรณmeno que mide esta figura es anรกlogo a la precesiรณn del perihelio de la รณrbita de Mercurio, que Einstein usรณ como guรญa hacia la formulaciรณn correcta de su teorรญa de la gravitaciรณn.
ASTROFรSICACIENCIAEXPERIMENTOFรSICANOTICIASPรLSARTEORรA DE LA RELATIVIDAD GENERAL
3 Comentarios
Mario dice:
17 diciembre, 2021 a las 5:10 pm
Francis
Hay una frase que no entiendo, favor revisar:
ยซโฆ,luego sus seรฑales se observa cรณmo el espaciotiempo curvo del plano orbital modificada la seรฑal que observamosยป.
Atte
Mario
RESPONDER
Francisco R. Villatoro dice:
17 diciembre, 2021 a las 9:15 pm
Gracias, Mario.
RESPONDER
Mario dice:
19 diciembre, 2021 a las 10:07 pm
Francis, entiendo que por el efecto shapiro las seรฑales de radio se ven retrasadas; pero para notar tal retraso tiene que haber una referencia. Cuรกl es esa referencia?
RESPONDER
Deja un comentario