P�lsares Binarios como Prueba de la Relatividad General

Un p�lsar es una estrella de neutrones en rotaci�n, que produce se�ales peri�dicas en los detectores de la Tierra, como si fuera un haz de radiaci�n que barre sobre la Tierra una vez por cada rotaci�n del haz. Un p�lsar binario puede tener la caracter�stica adicional de una disminuci�n medible del periodo orbital cuando las espirales de los dos p�lsares se enfrentan interiormente entre s�. Este cambio en el per�odo orbital puede atribuirse a la p�rdida de energ�a debido a la emisi�n de ondas de gravedad, y la tasa de p�rdida de energ�a se puede calcular a partir de la relatividad general de Einstein. Por lo tanto la medici�n de la velocidad de cambio del per�odo orbital proporciona una prueba de la relatividad general.

La ilustraci�n de arriba sigue el modelo presentado por el comit� Nobel, al anunciar el premio Nobel de 1993 otorgado a Hulse y Taylor por el descubrimiento del primer pulsar binario. Su descubrimiento se bas� en la medici�n del desplazamiento Doppler de la frecuencia de radio cuando el pulsar emisor orbitaba un compa�ero invisible. El periodo medio de este p�lsar (PSR 1913 + 16) era 0,05903 segundos, lo que implica que esta estrella de neutrones con un radio del orden de 10 kil�metros, pero con una masa comparable a la del Sol, est� girando sobre su eje �casi 17 veces por segundo!. Pero ese per�odo variaba varias decenas de microsegundos con un per�odo orbital de menos de ocho horas, lo que corresponde a una distancia orbital de s�lo varias veces la distancia Tierra-Luna. Por estas caracter�sticas orbitales, la correcci�n de la relatividad general para el movimiento del perihelio ser�a de 4 grados por a�o en comparaci�n con los 43 segundos de arco por siglo, del perihelio de Mercurio, el mejor ejemplo en nuestro sistema solar.

Despu�s de cuatro a�os de observaci�n de este p�lsar, se determin� que el per�odo orbital estaba disminuyendo en alrededor de 75 microsegundos por a�o, coincidiendo en alrededor de 0,5%, con la tasa prevista por la relatividad general.

Referencia: El Premio Nobel de F�sica de 1993.