Nye målinger af solspektret bekræfter Einsteins teori om generel relativitet

Et internationalt hold af forskere ledet af Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har målt, med hidtil uset nøjagtighed, solens gravitationelle rødforskydning, en ændring i frekvensen af ​​linjerne i solspektret, som frembringes, når lyset undslipper fra Solens gravitationsfelt på vej til Jorden. Dette arbejde, som bekræfter en af ​​forudsigelserne af Einsteins generelle relativitetsteori, skal offentliggøres i tidsskriftet Astronomi og astrofysik .

Den generelle relativitetsteori, udgivet af Albert Einstein mellem 1911 og 1916, introducerede et nyt begreb om rum og tid, ved at vise, at massive objekter forårsager en forvrængning i rum-tid, som føles som tyngdekraft. På denne måde Einsteins teori forudsiger, for eksempel, at lys bevæger sig i buede baner nær massive genstande, og en konsekvens er observationen af ​​Einstein-korset, fire forskellige billeder af en fjern galakse, som ligger bag et tættere massivt objekt, og hvis lys forvrænges af det.

Andre velkendte effekter af generel relativitet er den observerede gradvise ændring i Merkurs kredsløb på grund af rum-tid krumning omkring den "massive" sol, eller gravitationel rødforskydning, forskydningen til det røde af linjer i Solens spektrum på grund af dens gravitationsfelt.

Den gravitationelle rødforskydning er en vigtig effekt for satellitnavigationssystemer såsom GPS, hvilket ikke ville fungere, hvis ikke generel relativitet blev sat ind i ligningerne. Denne effekt afhænger af massen og radius af et astronomisk objekt, så selvom det er større for Solen end for Jorden, det er stadig svært at måle i solspektret.

I 1920, Einstein skrev, "For solen, den forudsagte teoretiske rødforskydning er cirka to milliontedele af bølgelængden. Om denne effekt virkelig eksisterer er et åbent spørgsmål, og astronomer arbejder i øjeblikket hårdt på at løse det. For solen, dens eksistens er svær at bedømme, fordi effekten er så lille."

For at måle det, forskerne har brugt observationer af solspektret reflekteret fra Månen, opnået med HARPS-instrumentet (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher) ved hjælp af laserfrekvenskammens nye teknologi.

"Ved at kombinere præcisionen af ​​HARPS-instrumentet med laserfrekvenskammen, vi har været i stand til med høj nøjagtighed at måle positionen af ​​jernlinjerne i solspektret, " forklarer Jonay González Hernández, en Ramón y Cajal-forsker ved IAC og første forfatter til artiklen. "Dette har gjort os i stand til at verificere en af ​​forudsigelserne i Einsteins teori om generel relativitet, gravitationel rødforskydning, med en præcision på blot et par meter i sekundet."

"Nye målinger med laserfrekvenskammen fastgjort til ESPRESSO-spektrografen, på 8,2 m VLT teleskoper, ville give os mulighed for at forbedre disse målinger, " tilføjer Rafael Rebolo, en forsker og direktøren for IAC og en medforfatter til artiklen.