Reizēm pats Visums piedāvā tādu eksperimentu, par kuru fiziķi parasti var tikai sapņot. Ne milzīgs laboratorijas komplekss vai kvantu daļiņa, bet divi reāli debesu ķermeņi aptuveni 4000 gaismas gadu attālumā no Zemes ir kļuvuši par skatuvi zinātniskajiem novērojumiem. Dubultzvaigzne ZTF J2130 – novecojošu zvaigžņu pāris – lēni riņķo viena ap otru, neatgriezeniski tuvojoties saplūšanai. Tas nav tikai iespaidīgs skats kosmiskos mērogos, bet arī iespēja vēlreiz – un, iespējams, ar līdz šim nepieredzētu precizitāti – pārbaudīt Alberta Einšteina gravitācijas teoriju, kuru daudzi uzskata par gandrīz neapgāžamu.
ZTF J2130 atrodas pietiekami tuvu, lai mēs to varētu novērot ar izcilu precizitāti. Šī zvaigžņu sistēma astronomu katalogos zināma jau sen, taču jaunākie dati, kas iegūti ar Oskara Līhinga teleskopu Hamburgas observatorijā Vācijā un CAHA observatorijā Spānijā, ļāva zinātniekiem to pētīt kā dzīvu ilustrāciju fizikas mācību grāmatā. Teleskopi fiksē šo zvaigžņu kustību ar simtdaļsekundes precizitāti – un tieši šeit sākas drāma, kas aizrauj astrofiziķus visā pasaulē.
ZTF J2130 – nāves spirāle, ko varam vērot reāllaikā
Šo pāri veido baltais punduris – Saules tipa zvaigznes kodols pēc tās nāves – un mazāka apakšpundura zvaigzne, kas tuvojas savam mūža noslēgumam. Zvaigznes nevis vienkārši pastāv viena otrai blakus, bet gravitācijas dēļ ir burtiski savijušās kopā. Viens pilns aplis ap kopējo masas centru ilgst mazāk nekā 40 minūtes, un apakšpundura viela plūst uz blakus esošo zvaigzni gluži kā kosmiska paisuma straume. Šī vairs nav stabila dubultzvaigzne, bet gan kosmiska drāma ar iepriekš zināmu finālu: galu galā abas zvaigznes saplūdīs vienā un eksplodēs kā supernova.
Jums varētu patikt šie:
Pirms šī lielā sprādziena zvaigznes ar katru gadu arvien ātrāk tuvojas viena otrai. Iemesls ir gravitācijas viļņi – telplaika struktūras svārstības, kuru esamību pirmo reizi tieši apstiprināja 2015. gadā. ZTF J2130 zvaigznes ir masīvas un kustas ļoti ātri, burtiski raidot triecienviļņus Visuma audumā. Katrs šāds vilnis aiznes enerģiju no sistēmas, un tas nozīmē tikai vienu – zvaigznes neatgriezeniski tuvojas.
Jaunākie mērījumi liecina, ka to orbītas periods kļūst īsāks par aptuveni diviem triljondaļsekundēm katru sekundi. Šis skaitlis šķiet neticami mazs, taču kosmoloģijā tieši šādas mikroskopiskas izmaiņas ir kā metrīša tikšķi, kas iezīmē zvaigžņu tuvojošos nāvi.
Einšteina teorija pagaidām iztur – bet spēle vēl nav galā
Paradoksālā kārtā šī iznīcībai nolemtā dubultzvaigzne nav tikai kosmoloģiska traģēdija, bet arī milzīga iespēja. Astronomi ir precīzi aprēķinājuši, ka novērotā orbītas saīsināšanās lieliski atbilst vispārīgās relativitātes teorijas prognozēm. Citiem vārdiem, ZTF J2130 sistēma uzvedas tieši tā, kā Einšteins savulaik izsecināja savos aprēķinos.
Tomēr šeit slēpjas būtisks jautājums: zinātne jau sen meklē robežu, aiz kuras Einšteina vienādojumi vairs nedarbojas tik perfekti. Ir pamats uzskatīt, ka gravitācija Visumā var uzvesties arī citādi, nekā to apraksta pašreizējā teorija. Nepieciešams eksperiments, kas skaidri parādītu novirzes no šodienas modeļa. Un ZTF J2130 varētu būt ļoti nopietns kandidāts šādam atklājumam.
Eiropas Kosmosa aģentūra šajā desmitgadē plāno palaist orbītā misiju LISA – kosmisko gravitācijas viļņu detektoru, kas spēs tieši reģistrēt arī šīs dubultzvaigžņu sistēmas izstarotos signālus. Tas nav tāls nākotnes sapnis: LISA startu paredz 2030. gados, un ZTF J2130 tad joprojām turpinās savu nāves deju. Ja LISA spēs “noķert” šo zvaigžņu radītos gravitācijas viļņus, tos varēs salīdzināt ar Einšteina teorijas prognozēm ar vēl nebijušu precizitāti.
Jums varētu patikt šie:
Iespējams, mērījumi un teorija sakritīs gandrīz ideāli. Bet iespējams, ka sestajā vai septītajā zīmei aiz komata parādīsies niecīga novirze – tieši tā, kas piespiedīs pārskatīt mūsu līdzšinējo priekšstatu par Visuma uzbūvi.
Sprādziens, ko varēsim redzēt ar neapbruņotu aci
Brīdī, kad abas zvaigznes pilnībā saplūdīs, sekos kosmisks sprādziens ar enerģiju, kas pielīdzināma supernovai. Tā varētu būt parādība, ko cilvēki uz Zemes redzēs nakts debesīs ar neapbruņotu aci, bez teleskopa. Šāds skats cilvēcei pavērās tikai reizi dažos simtos vai pat dažos tūkstošos gadu – kā Visuma salūts, kura gaismai ir jāmēro 4000 gaismas gadu, lai sasniegtu mūs.
Pašlaik dzīvojam gaidīšanas laikmetā. Mums ir mērķis – šī zvaigžņu sistēma, mums ir teorija un drīzumā būs arī jauni tehniskie līdzekļi. Kosmoss it kā klusībā sola: līdz šim neatklātā fizika slēpjas tieši mūsu ikdienas debesīs, un divu izdziestošu zvaigžņu sistēma var kļūt par vārtīm pilnīgi jaunā zinātnes ēras posmā.
Iespējams, pēc desmit gadiem mēs teiksim: Einšteinam bija taisnība līdz pat pēdējam vienādojumam. Bet tikpat iespējams, ka atklāsim nelielu plaisu, kas pavērs ceļu pilnīgi jaunai gravitācijas teorijai. Viena lieta gan ir ļoti ticama: ZTF J2130 sistēmas fināls, visticamāk, būs viens no iespaidīgākajiem zinātniskajiem notikumiem, ko Visums spēj piedāvāt mūsu dzīves laikā.
Fotogrāfijas ir ilustratīvas. © Unsplash un © Canva.
