Vedci prvýkrát sledovali hviezdnu rasu okolo superhmotnej čiernej diery v srdci Mliečnej dráhy a overovali, že jej pohyb ukázal účinky všeobecnej relativity, ako predpovedal Albert Einstein.
Hviezdy Mliečnej dráhy obiehajú gargantuanovú čiernu dieru zvanú Strelec A *, ktorá je vo všeobecnosti tichá pri pohľade zo Zeme, s výnimkou roztrhávania občasného predmetu, ktorý sa púšťa príliš blízko. Hmotnosť čiernej diery je 4 miliónkrát vyššia ako hmotnosť Slnka a predstavuje najsilnejšie gravitačné pole našej galaxie, vďaka čomu je - a malá skupina hviezd obiehajúcich vysokou rýchlosťou - perfektným dôkazom pre extrémne účinky predpovedané Einsteinovou teóriou všeobecná relativita.
Vedci pozorujú už 26 rokov centrum Mliečnej dráhy pomocou nástrojov Európskeho južného observatória (ESO). „Galaktické centrum bolo našim laboratóriom na testovanie gravitácie,“ uviedla na tlačovej konferencii ESO 26. júla Odele Straub, astrofyzikka na parížskom observatóriu a spoluautor novej štúdie. [Einsteinova teória relativity vysvetlená (Infographic)]
Astronómovia použili nové infračervené pozorovania z prístrojov GRAVITY, SINFONI a NACO na veľmi veľkom ďalekohľade ESO v Čile, aby sledovali hviezdu známu ako S2, ktorá je súčasťou skupiny rýchlo sa pohybujúcich hviezd obiehajúcich po superhmotnej čiernej diere, ktorá sa nachádza 26 000 svetla. - roky zo Zeme.
V máji 2018 boli títo astronómovia svedkami prejazdu S2 veľmi blízko k tejto čiernej diere. V tom čase sa S2 pohybovala veľmi rýchlo - 25,5 km / h. Porovnaním meraní polohy a rýchlosti, ktoré uskutočnili GRAVITY a SINFONI, a predchádzajúcich meraní vykonaných na S2, tím zistil, že zdeformované svetlo z hviezdy bolo v súlade s predpoveďami založenými na všeobecnom popise relativity, ako sa gravitácia ohýba časopriestorom.
Merania S2 jasne ukazujú účinok známy ako červený posun, uviedli úradníci ESO vo vyhlásení.
„Redshift nám hovorí, ako gravitácia ovplyvňuje fotóny, keď cestujú vesmírom,“ Andrea Mia Ghez, astronómka a profesorka na Katedre fyziky a astronómie na Kalifornskej univerzite v Los Angeles, ktorá sa nezúčastnila na tomto výskume., povedal Space.com.
Gravitačné pole supermasívnej čiernej diery natiahlo svetlo opúšťajúce S2 a zmena vlnovej dĺžky svetla z S2 sa podľa vyhlásenia zhoduje s tým, čo predpovedá Einsteinova teória.
Nové merania a výsledky nesúhlasia s tým, čo by sa dalo predpovedať jednoduchšou newtonovskou teóriou gravitácie, uviedli vedci na tlačovej konferencii. Frank Eisenhauer, vedecký pracovník na Inštitúte pre mimozemskú fyziku Maxa Planka a hlavný výskumný pracovník pre GRAVITY a spektrograf SINFONI, ukázal živý graf zdôrazňujúci túto odchýlku na tlačovej konferencii ESO - čítal „Einstein 1: 0 Newton“ - vyvolával povzbudenie z publikum.
Je to prvýkrát, kedy bola takáto odchýlka od newtonovskej teórie gravitácie pozorovaná u hviezdy okolo supermasívnej čiernej diery, uviedli vedci vo vyhlásení, hoci to bolo druhýkrát, keď pozorovali S2 okolo čiernej diery; sledujú systém už viac ako dve desaťročia. Naposledy, pred 16 rokmi, rozlíšenie meraní nebolo dosť dobré na to, aby zachytilo účinky relativity.
Ako ľudské bytosti na Zemi padáme, padáme veci a nevyplávame z planéty do vesmíru; z každodenného hľadiska chápeme gravitáciu celkom dobre. Avšak z rôznych fyzikálnych zákonov je „gravitácia najmenej otestovaná, aj keď je to tá, ktorú najlepšie chápeme z ľudskej existencie najlepšie,“ uviedol Ghez. Tento nový výskum pomáha upevniť naše chápanie gravitácie vo väčšom rozsahu.
„Napraviť tento zákon je veľmi dôležité,“ uviedol Ghez. Aj keď to nemáte pravdu, alebo ak pracujete s nesprávnym pochopením gravitácie - aj v malom meradle - tieto chyby sa mohli nahromadiť vo väčšom meradle, dodala.
Táto práca ukazuje, ako gravitácia pôsobí v blízkosti supermasívnej čiernej diery, čím zlepšuje vedecké chápanie sily a jej účinkov, uviedli vedci. „Tu v slnečnej sústave môžeme testovať fyzikálne zákony iba teraz a za určitých okolností,“ uviedla vo vyhlásení Françoise Delplancke, vedúca oddelenia technického systému spoločnosti ESO a spoluautor novej štúdie. „Takže v astronómii je veľmi dôležité skontrolovať, či sú tieto zákony stále platné tam, kde sú gravitačné polia oveľa silnejšie.“
Astronómovia budú pokračovať v pozorovaní a štúdiu S2 a dúfajú, že čoskoro ukážu vplyv relatívnej relativity na malú rotáciu obežnej dráhy hviezdy, keď sa odchyľuje od supermasívnej čiernej diery.
Výsledky nového výskumu boli uverejnené online dnes (26. júla) v časopise Astronomy & Astrophysics.
