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En una nueva prueba de la teoría de la relatividad general de Einstein, un grupo internacional de astrónomos ha demostrado que la teoría se mantiene, incluso para un sistema masivo de tres estrellas.

La teoría de Einstein afirma que todos los objetos caen de la misma manera a pesar de su masa o composición, como una bala de cañón y una manzana que caen de la Torre Inclinada de Pisa y golpean el suelo al mismo tiempo. Si bien esta teoría funciona en muchas situaciones, otros plantean la hipótesis de que hay circunstancias en las que las teorías alternativas de la gravedad estarían en juego, como en casos de extrema gravedad. Una nueva investigación publicada en Nature confirma que, incluso en un sistema de gravedad extrema, la teoría de la relatividad aún se aplica.

«Esta investigación muestra cómo la observación rutinaria y cuidadosa de estrellas distantes puede darnos una prueba de alta precisión de una de las teorías fundamentales de la física», dijo Ingrid Stairs, profesora del departamento de física y astronomía de la UBC y coautora de el estudio.

El sistema de tres estrellas que los investigadores observaron, conocido como PSR J0337 + 1715, se encuentra a 4.200 años luz de distancia y está formado por dos enanas blancas y una estrella de neutrones. Las enanas blancas son estrellas muy densas; mientras que su tamaño es comparable a la Tierra, su masa es similar a la de nuestro sol. Las estrellas de neutrones son aún más pequeñas y más densas que las enanas blancas. Están hechos de núcleos de estrellas colapsadas que han sufrido explosiones de supernovas y son las estrellas más densas del universo. Muchas estrellas de neutrones giratorias son púlsares, enviando señales electromagnéticas similares a faros regulares a través del espacio que pueden ser capturadas por radiotelescopios aquí en la Tierra.

Después de descubrir el sistema de tres estrellas, los investigadores publicaron un estudio en Nature en 2014, que señaló que el sistema podría usarse para probar la teoría de Einstein. El equipo de astrónomos siguió a la estrella de neutrones durante seis años utilizando el Telescopio de Radio Westerbork Synthesis en los Países Bajos, el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental y el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico.

 

«Podemos dar cuenta de cada pulso de la estrella de neutrones desde que comenzamos nuestras observaciones. Y podemos decir su ubicación dentro de unos pocos cientos de metros «, dijo Anne Archibald, autora principal del artículo e investigadora postdoctoral de la Universidad de Ámsterdam y ASTRON, el Instituto Holandés de Radio Astronomía. «Esa es una pista muy precisa de dónde ha estado la estrella de neutrones y hacia dónde va».

En el sistema de tres estrellas, la estrella de neutrones está en una órbita de 1.6 días con una enana blanca, y la segunda enana blanca orbita alrededor de este par con un período de 327 días. Al rastrear el par de estrellas internas a través del curso de varias órbitas de la enana blanca externa, los científicos podrían medir si el pulsar y la enana blanca interna se vieron afectados de manera diferente por la gravedad de la enana blanca externa. Con el tiempo, los investigadores encontraron casi ninguna diferencia detectable, lo que indica que hay poco espacio para las teorías alternativas de la gravedad en este modelo.

«Si hay una diferencia, no es más que tres partes en un millón», dice Nina Gusinskaia, estudiante de doctorado en la Universidad de Amsterdam y coautora del estudio. «Ahora, cualquier persona con una teoría alternativa de la gravedad tiene un rango aún más estrecho de posibilidades en el que su teoría tiene que encajar, para que coincida con lo que hemos visto».

«Cada vez que hemos probado la teoría de la relatividad de Einstein hasta el momento, los resultados han sido consistentes», dijo Stairs. «Pero seguimos buscando desviaciones de la relatividad porque eso podría ayudarnos a entender cómo describir la gravedad y la mecánica cuántica con el mismo lenguaje matemático».

Texto original : UBC News