Deje caer una canica y una bala de cañón desde la Torre Inclinada de Pisa al mismo tiempo y golpearán el suelo al mismo tiempo. Ese hecho se explica por la teoría de la gravedad de Albert Einstein, la relatividad general, que predice que todos los objetos caen de la misma manera, independientemente de su masa o composición.

Incluso la Tierra y la luna "caen" de la misma manera hacia el sol cuando se orbitan entre sí.

La teoría de Einstein ha pasado todas las pruebas en laboratorios y en otras partes de nuestro sistema solar. Pero los científicos saben que la mecánica cuántica se comporta de manera diferente, de modo que la teoría de Einstein tiene que romperse en alguna parte. ¿Este principio también es válido para objetos con gravedad extrema?

La respuesta es sí, "según un equipo internacional de astrónomos, incluido uno de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee. Han probado la pregunta con la ayuda de tres estrellas orbitando entre sí en un "laboratorio" natural alrededor de 4, 200 años luz de la Tierra.

Hallazgos del equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Amsterdam y el Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON), se publican hoy en Naturaleza .

Sistema de estrella triple

Su sujeto de prueba es un sistema de estrella triple llamado PSR J0337 + 1715, que consiste en una estrella de neutrones en una órbita de 1,6 días con una enana blanca. Este par está en una órbita de 327 días con otra enana blanca más lejos.

Aproximadamente del tamaño de un planeta, una enana blanca es una estrella que ha agotado su combustible nuclear y solo queda el núcleo caliente. Mientras que las enanas blancas son pequeñas y densas, nada supera la densidad de una estrella de neutrones, que es una ceniza que queda después de que una estrella quemada ha explotado. Su gravedad ha aplastado los enormes restos en un remanente del tamaño de una ciudad.

La estrella de neutrones se convierte en púlsar cuando gira rápidamente y tiene un fuerte campo magnético. Los púlsares emiten ondas de radio, Rayos X o incluso luz óptica con cada rotación.

Los investigadores hicieron la medición simplemente rastreando la estrella de neutrones, un púlsar.

"Gira 366 veces por segundo, y rayos de ondas de radio giran a lo largo, "dijo Anne Archibald, primer autor del artículo en ASTRON y la Universidad de Amsterdam. "Barren la Tierra a intervalos regulares, como un faro cósmico. Hemos utilizado estos pulsos de radio para rastrear la posición de la estrella de neutrones ".

Gravedad enana blanca

Cuando el púlsar se mueve, algo lo está causando, dijo David Kaplan, profesor asociado de física en la Universidad de Wisconsin-Milwaukee y coautor del artículo. "Si Einstein tiene razón, tiene que ser la gravedad de la enana blanca que está dando vueltas lo que hace que el púlsar se mueva ".

El equipo de astrónomos siguió la estrella de neutrones durante seis años utilizando el radiotelescopio de síntesis Westerbork en los Países Bajos. el Telescopio Green Bank en West Virginia y el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico.

Si la estrella de neutrones cayera de manera diferente a la enana blanca, los pulsos llegarían en un momento diferente al esperado. Pero hasta donde saben los investigadores, eso no sucedió. Archibald y sus colegas encontraron que cualquier diferencia entre las aceleraciones de la estrella de neutrones y la enana blanca es demasiado pequeña para detectarla.

Este sistema ofrece a los investigadores la oportunidad de probar la naturaleza de la gravedad con mucha más sensibilidad, dijo Kaplan, quien fue uno de los investigadores que publicaron por primera vez sobre el sistema que se descubrió en 2012.

"Lo hemos hecho mejor con este sistema que las pruebas anteriores por un factor de 10, "dijo Kaplan." Pero no es una respuesta férrea. La reconciliación de la gravedad con la mecánica cuántica aún no está resuelta ".

No puedo ignorar la relatividad

Una descripción más precisa de la gravedad también es importante por otras razones, dijo Kaplan.

"Si ignoraste la relatividad general pero luego intentaste usar el GPS en tu teléfono, terminarías lejos de tu destino, ", dijo." Pero también estamos tratando de entender cómo funciona el universo aquí. Todavía no entendemos cómo se mueven las estrellas ".

Los avances en radiotelescopios ofrecen más oportunidades de encontrar el sistema triple perfecto para probar, dijo Jason Hessels, profesor asociado en ASTRON y la Universidad de Amsterdam.

Si el Square Kilometer Array se construye en Australia y Sudáfrica según lo planeado, sería el radiotelescopio más grande del mundo, capaz de encontrar muchos más púlsares de milisegundos como los que ahora se conocen en nuestra galaxia.

"Entre estos sistemas aún no descubiertos pueden acechar herramientas aún más poderosas para comprender el universo, ", Dijo Hessels." Quizás uno de estos puede proporcionar nuestro primer vistazo a una teoría más allá de la de Einstein ".