Нобелевские лауреаты 1993г (физика)

  Нобелевская премия 1993 г. по физике - астрономам

Нобелевский комитет королевской Шведской Академии присудил премию 1993 г. по физике американским астрофизикам Джо Тэйлору и Расселу Халсе за открытие и исследование первого двойного радиопульсара, PSR 1913+16. Открытие было сделано на 300-м радиотелескопе Аресибо летом 1974 г. Р. Халсе, который тогда был студентом у Дж. Тэйлора. Этот радиопульсар оказался настоящей лабораторией по исследованию релятивистских эффектов. Оказалось, что пульсар, который представляет собой быстровращающуюся сверхплотную нейтронную звезду с сильным магнитным полем, входит в состав двойной системы и движется по очень вытянутой орбите (эксцентриситет около 0.6) с периодом всего 6.75 часа. При этом средняя скорость движения пульсара около 200 км/с (сравните с Землей, которая движется вокруг Солнца "всего" со скоростью 30 км/с!). Измерения времени прихода импульсов от пульсара (а его период составляет 0.059 с) делаются с огромнейшей точностью - до 15 знака после запятой. Это позволило Халсе и Тэйлору измерить очень слабые, но важные эффекты в движении пульсара, которые обусловлены общей теорией относительности А.Эйнштейна. Во-первых, в течение уже первых месяцев наблюдений был измерен поворот периастра орбиты пульсара оказавшийся 4.22663 градуса в год, в 36000 раз больше чем скорость известного смещения перигелия орбиты Меркурия в Солнечной системе. Это дало возможность определить суммарную массу компонент двойной системы 2.8275 Mc. Во-вторых, из-за огромной скорости движения пульсара по орбите были измерены другие релятивистские эффекты (т.е. те, величина которых пропорциональна квадрату отношения скорости движения к скорости света) - замедление хода времени на движущемся теле (эффект специальной теории относительности) и гравитационное красное смещение в поле тяготения (следствие общерелятивистского принципа эквивалентности). Это дало возможность вычислить массу самого пульсара, оказавшейся равной 1.4411 Мc - наиболее точное измерение массы нейтронной звезды в настоящее время!

Наконец, 15-летние высокоточные наблюдения пульсара дали возможность проверить одно из наиболее интересных следствий ОТО - существование гравитационных волн, принципиально отличных по своим свойствам от электромагнитной и других известных типов энергии. Как следует из теории, два тела, обращающихся по орбите, должны излучать гравитационные волны, которые уносят энергию и орбитальный угловой момент, из-за чего орбита должна постоянно сжиматься. Для параметров двойного пульсара PSR 1913+16 теория предсказывает уменьшение орбитального периода с скоростью всего 75.8 микросекунд в год. Полученные к 1991 году Тэйлором результаты дали значение 76±0.3 микросекунды в год, что блестяще подтвердило теоретические ожидания!

Эти фундаментальные исследования привели к присуждению второй Нобелевской премии за нейтронные звезды (первая была присуждена Э. Хьюишу и М. Райлу в 1974 г. за открытие пульсаров в 1967 г.). За какие объекты астрономы получат следующую высшую научную награду?