Ett internationellt team av forskare under ledning av Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har mätt, med oöverträffad noggrannhet, solens gravitationsrödförskjutning, en förändring i frekvensen av linjerna i solspektrumet som uppstår när ljuset flyr från solens gravitationsfält på väg till jorden. Detta jobb, som verifierar en av förutsägelserna av Einsteins allmänna relativitetsteori, ska publiceras i tidskriften Astronomi &Astrofysik .

Den allmänna relativitetsteorin, publicerad av Albert Einstein mellan 1911 och 1916, introducerade ett nytt koncept av rum och tid, genom att visa att massiva föremål orsakar en förvrängning i rum-tid som upplevs som gravitation. På det här sättet, Einsteins teori förutspår, till exempel, att ljus färdas i krökta banor nära massiva föremål, och en konsekvens är observationen av Einsteinkorset, fyra olika bilder av en avlägsen galax som ligger bakom ett närmare massivt föremål, och vars ljus förvrängs av det.

Andra välkända effekter av allmän relativitet är den observerade gradvisa förändringen i Merkurius omloppsbana på grund av rum-tidskrökning runt den "massiva" solen, eller gravitationsrödförskjutningen, förskjutningen till rött av linjer i solens spektrum på grund av dess gravitationsfält.

Gravitationsrödförskjutningen är en viktig effekt för satellitnavigeringssystem som GPS, vilket inte skulle fungera om inte Allmän relativitet lades in i ekvationerna. Denna effekt beror på massan och radien för ett astronomiskt objekt, så att även om den är större för solen än för jorden, det är fortfarande svårt att mäta i solspektrumet.

1920, Einstein skrev, "För solen, den teoretiska rödförskjutningen som förutspås är ungefär två miljondelar av våglängden. Huruvida denna effekt verkligen existerar är en öppen fråga, och astronomer arbetar för närvarande hårt för att lösa det. För solen, dess existens är svår att bedöma eftersom effekten är så liten."

För att mäta det, forskarna har använt observationer av solspektrumet reflekterat från månen, erhålls med HARPS-instrumentet (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher) med hjälp av laserfrekvenskammens nya teknologi.

"Kombinera precisionen hos HARPS-instrumentet med laserfrekvenskammen, vi har kunnat mäta med hög noggrannhet positionen för järnlinjerna i solspektrumet, " förklarar Jonay González Hernández, en Ramón y Cajal-forskare vid IAC och första författare till artikeln. "Detta har gjort det möjligt för oss att verifiera en av förutsägelserna i Einsteins allmänna relativitetsteori, gravitationsrödförskjutningen, med en precision på bara några meter per sekund."

"Nya mätningar med laserfrekvenskammen fäst vid ESPRESSO-spektrografen, på 8,2 m VLT-teleskop, skulle tillåta oss att förbättra dessa mätningar, " tillägger Rafael Rebolo, en forskare och chefen för IAC och en medförfattare till artikeln.