Στο επόμενο πάλσαρ, η ώρα θα είναι...

Τα πάλσαρς ανήκουν σε μια συγκεκριμένη κατηγορία άστρων νετρονίων, σβησμένων άστρων δηλαδή που αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από νετρόνια, και τα οποία περιστρέφονται με τρομακτική ταχύτητα.

Μια νέα μέθοδος για τη μέτρηση του χρόνου ύψιστη ακρίβεια, προέκυψε έμμεσα από την έρευνα μια διεθνούς ομάδας αστρονόμων. Η ομάδα, που αποτελείται από Αυστραλούς, Γερμανούς, Αμερικανούς και Κινέζους επιστήμονες, χρησιμοποιεί δεδομένα από το διαμέτρου 64 μέτρων ραδιοτηλεσκόπιο Parkes στην Αυστραλία, για να παρακολουθήσει περίπου 20 πάλσαρ, με τον απώτερο στόχο να παρατηρήσει - για πρώτη φορά- βαρυτικά κύματα που διανύουν το Γαλαξία.


Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων είναι ένα από τα ιερά δισκοπότηρα στο χώρο της αστρονομίας, καθώς πρόκειται για ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Καθώς πρόκειται για κύματα με εξαιρετικά χαμηλή ενέργεια, ο εντοπισμός τους απαιτεί μετρήσεις εξαιρετικής ακρίβειας, και δεν έχει καταστεί δυνατός μέχρι σήμερα, πέρα από ορισμένες έμμεσες ενδείξεις. Παράλληλα με την προσπάθειά αυτή όμως, οι αστρονόμοι δημιούργησαν ένα σύστημα για τη μέτρηση του χρόνου, το οποίο παρέχει ακρίβεια μεγαλύτερη και από αυτή των ατομικών ρολογιών, που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη μέτρηση του χρόνου.

Τα πάλσαρς ανήκουν σε μια συγκεκριμένη κατηγορία άστρων νετρονίων, σβησμένων άστρων δηλαδή που αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από νετρόνια, και τα οποία περιστρέφονται με τρομακτική ταχύτητα. Σε μερικά πάλσαρ μάλιστα, μια πλήρης περιστροφή μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Καθώς περιστρέφονται, τα πάλσαρ εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε δέσμες, τις οποίες και συλλαμβάνουν τα ραδιοτηλεσκόπια στη Γη. Καθώς περιστρέφεται το άστρο, περιστρέφεται και η δέσμη της ακτινοβολίας τους, και συνεπώς η ακτινοβολία που φτάνει στη Γη, θυμίζει λίγο την ακτινοβολία ενός φάρου, που ακτινοβολεί σε τακτά χρονικά διαστήματα προς κάποια κατεύθυνση. Η αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν αυτά τα διαστήματα, με ένα σφάλμα 100 νανοδευτερολέπτων κάθε μία ώρα μέτρησης, καθιστώντας δυνατή τη μέτρηση του χρόνου χρησιμοποιώντας ως «ρολόγια» τα μακρινά αυτά αντικείμενα. Το σφάλμα των 100 δισεκατομμυριοστών του δευτερολέπτου ανά ώρα, αν και μπορεί να συμβάλει στην ακριβή μέτρηση του χρόνου για αρκετά χρόνια, είναι πολύ μεγαλύτερο από το αντίστοιχο των ατομικών ρολογιών που χρησιμοποιούνται σήμερα ως όργανο μέτρησης της διεθνούς ατομικής ώρας (TAI).

Οι αστρονόμοι όμως προχώρησαν ένα βήμα παραπέρα. Συνδύασαν δεδομένα από 19 διαφορετικά πάλσαρ, και διόρθωσαν σφάλματα στις μετρήσεις που οφείλονταν σε εξωγενείς παράγοντες, όπως σφάλματα από τα όργανα μέτρησης, από τη διαστρική ακτινοβολία ή από την κίνηση της Γης στο ηλιακό σύστημα. Δημιούργησαν έτσι ένα πρότυπο μέτρησης χρόνου, το PPTA11, το οποίο παρέχει ακρίβεια στη μέτρηση χρόνου η οποία μπορεί να συγκριθεί μόνο με το συνδυασμό εκατοντάδων ατομικών ρολογιών.

Αν η μέθοδός τους αποδειχτεί σωστή, θα πρόκειται για την πιο ακριβή μέθοδο μέτρησης χρόνου που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, και θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για τη χρονομέτρηση φαινομένων, στα οποία το σφάλμα των σημερινών ατομικών ρολογιών είναι σχετικά μεγάλο.

Keeping time: using an array of pulsars to look for gravitational waves

Πηγή: Ναυτεμπορική  Physicsworld
http://arxiv.org/abs/1208.3560
 http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/24/pulsar-timekeepers-measure-up-to-atomic-clocks
 http://physicswhynot.blogspot.gr/2012/08/pulsar-timekeepers-measure-up-to-atomic.html