В центре многих галактик прячутся чёрные дыры — области с такой сильной гравитацией, что даже свет не может их покинуть. Вокруг них часто кружатся звёзды, и иногда одна из них — пульсар, космический маяк, посылающий строго периодичные радиоимпульсы. Когда такой пульсар в своём движении заходит за чёрную дыру, его сигналы добираются до нас с задержкой. Это не просто опоздание из-за крюка в пространстве — сама вращающаяся чёрная дыра закручивает пространство-время вокруг себя, словно ложка в густом мёде, и увлекает за собой сигнал.
Авторы работы взяли теорию STVG (скаляр-тензор-векторная гравитация) — один из вариантов модифицированной гравитации, который пытается объяснить вращение галактик без привлечения тёмной материи. В этой теории у чёрной дыры появляется дополнительный параметр α, управляющий силой гравитационных векторных сил. Учёные рассчитали, как задержка сигнала зависит от α и от вращения чёрной дыры (спина a). Они расширили известную формулу Лагуны–Вольщана, добавив в неё более тонкие эффекты.
Оказалось, что разные значения α могут заметно изменить время прибытия импульсов — от нескольких микросекунд до долей секунды. Это крохотные сдвиги, но современные радиотелескопы способны их уловить. Осталось найти подходящую пару: пульсар и чёрную дыру, где пульсар регулярно проходит за чёрной дырой. Тогда задержка станет естественной лабораторией для проверки законов гравитации.
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.25611
Modified gravity (MOG) theories are alternatives to general relativity (GR) that arose primarily from the need to explain the observed galactic flat rotation curves without invoking the elusive dark matter hypothesized by GR. A well known MOG is the Scalar-Tensor-Vector-Gravity (STVG) developed by Moffat, who has also found a spinning solution called the Kerr-MOG black hole (BH) characterized by the spin $$a$$ and MOG parameter $$\alpha$$, the latter determining the strength of the gravitational vector forces. We consider the static-MOG metric ($$a=0$$) to first understand how the nature of geometry drastically changes depending on different sectors of $$\alpha $$. Then we study the influence of $$\alpha $$ in each sector on a new astrophysical diagnostic caused by \textit{frame dragging}, viz., the difference $$\Delta t$$ in the times of arrival (TOA) at the observer of signals emanating from a variable pulsar (PSR) passing behind a Kerr-MOG lens in a PSR-BH binary system. The study generalizes the zeroth order Laguna-Wolszczan formula up to third PPN order in $$\left(1/r\right)$$ using thin-lens approximation, which reveals how $$\Delta t$$ is influenced both by $$a$$ and $$\alpha$$. The magnitude and sign of $$\alpha $$ indicate deviations from GR ($$\alpha =0$$) and future measurements may constrain $$\alpha$$ provided a suitable binary is identified.
Пульсары — это сверхплотные остатки взорвавшихся звёзд, которые вращаются сотни раз в секунду. Их импульсы настолько стабильны, что могут соперничать с атомными часами.
В романе «Контакт» Карла Сагана сигнал от внеземной цивилизации приходит через систему чёрных дыр, искажая время и пространство.