Бин Чен, который работает в исследовательском вычислительном центре университета, описывает еще не наблюдаемый эффект в статье «Исследование гравитационного вращения Фарадея с помощью рентгеновского микролинзирования квазаров», опубликованной сегодня в журнале Scientific Reports.«Возможность проверить общую теорию относительности имеет решающее значение для физиков и астрономов», — сказал Чен.
По словам Чена, это тестирование особенно актуально в регионах, близких к черной дыре, потому что текущие доказательства общей теории относительности Эйнштейна — например, отклонение света от Солнца — в основном происходит из регионов, где гравитационное поле очень слабое, или регионы вдали от черной дыры.Электромагнетизм показывает, что свет состоит из колеблющихся электрических и магнитных полей. Линейно поляризованный свет — это электромагнитная волна, электрическое и магнитное поля которой колеблются в фиксированных направлениях, когда свет распространяется в пространстве.Гравитационный эффект Фарадея, впервые предсказанный в 1950-х годах, предполагает, что когда линейно поляризованный свет проходит близко к вращающейся черной дыре, ориентация его поляризации изменяется в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна.
В настоящее время нет практического способа обнаружить гравитационное вращение Фарадея.В статье Чен предсказывает новый эффект, который можно использовать для обнаружения гравитационного эффекта Фарадея. Его предполагаемое наблюдение требует мониторинга рентгеновского излучения квазаров с гравитационной линзой.
«Это означает, что свет от космологически удаленного квазара будет отклоняться или подвергаться гравитационному линзированию промежуточной галактикой вдоль луча зрения, прежде чем достигнет наблюдателя на Земле», — сказал Чен о явлении гравитационного линзирования, которое было предсказано Эйнштейном в 1936 году. На данный момент открыто более 100 гравитационных линз.«Астрономы недавно обнаружили убедительные доказательства того, что рентгеновское излучение квазаров происходит из областей, очень близких к сверхмассивным черным дырам, которые, как полагают, находятся в центре многих галактик», — сказал Чен. «Гравитационное вращение Фарадея должно оставлять свои отпечатки на таких компактных областях, близких к черной дыре.
«В частности, наблюдаемая поляризация рентгеновского излучения гравитационно-микролинзированного квазара должна быстро меняться со временем, если гравитационный эффект Фарадея действительно существует», — сказал он. «Следовательно, мониторинг поляризации рентгеновских лучей гравитационно-линзового квазара во времени может подтвердить временную зависимость и существование гравитационного эффекта Фарадея».В случае обнаружения эффект Чена — производная гравитационного эффекта Фарадея — предоставит убедительное свидетельство правильности общей теории относительности Эйнштейна в «режиме сильного поля» или в среде в непосредственной близости от черной дыры.
Чен создал симуляцию для статьи о кластере высокопроизводительных вычислений Исследовательского вычислительного центра бывшего СССР — втором по величине компьютерном кластере во Флориде.