Einsteinin suhteellisuusteoria sai lisävahvistusta

Professori Mauri Valtosen johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt lisävahvistusta Einsteinin yleiselle suhteellisuusteorialle. Viime tammikuussa Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran AAS:in kokouksessa alustavasti esitellyt tulokset ovat nyt ilmestyneet arvovaltaisessa Nature-lehdessä.

Tutkimuksessa seurattiin kvasaarin OJ287 valonvaihtelua. Kyseisessä kvasaarissa kaksi mustaa aukkoa kiertää toisiaan radalla, joka prekessoi eli kiertyy. Radan kiertyminen on herkkä mitta suhteellisuusteorialle, sillä Einsteinin mukaan painovoima johtuu nimenomaan aika-avaruuden kaareutumisesta taivaankappaleen ympärillä.

Kaikki ilmiön aiemmat testaukset on tehty suhteellisen heikoissa painovoimakentissä, kuten maapallon tai Auringon vetovoimakentässä. Vaikka koetulokset ovat olleet sopusoinnussa Einsteinin teorian kanssa, niitä on voitu tulkita toisinkin. OJ287:ssä havaittu 39 asteen kiertyminen yhtä ratakierrosta kohti ei kuitenkaan jätä tilaa tulkinnoille. Tutkimuksessa mitattu aika-avaruuden kaareutuminen tapahtuu täsmälleen Einsteinin ennustamalla tavalla.

Mittausten mukaan myös aukkoparin kiertoaika lyhenee. Tämä johtuu parin säteilemistä gravitaatio- eli painovoima-aalloista. Vuoden 2016 tienoilla avaruuteen sijoitettavan LISA-laitteiston odotetaan näkevän myös OJ287:stä tuleva gravitaatioaaltosäteily.

Myös mustien aukkojen olemassaolon voi viimeistään nyt tulkita tulleen varmistetuksi. Musta aukko on Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta johdettu käsite, jossa aika-avaruuden kaareutuminen saa äärimmäisen muotonsa. Avaruudesta on löydetty lukuisia kohteita, joissa esiintyy suuri painovoima pienessä tilassa, ja nämä on tulkittu mustiksi aukoiksi. Aiemmin ei ole kuitenkaan tarkkaan ottaen voitu osoittaa, että löydetyt vahvojen painovoimien kohteet ovat juuri avaruuden kaareutumisen seurausta. Suomalaisjohtoisessa tutkimuksessa ensimmäistä kertaa mitattiin painovoimakenttään liittyvä aika-avaruuden kaarevuus, ja siten osoitettiin, että musta aukko on todella olemassa kvasaarissa OJ287.