我們星系中心附近的一顆巨星再次暗示,阿爾伯特·愛因斯坦關於引力的論斷是正確的。
德國和捷克共和國的一組天文學家觀測了位於超大質量黑洞附近的一個星團中的三顆恆星,該黑洞位於銀河系中心。研究人員利用來自智利甚大望遠鏡和其他望遠鏡的資料,追蹤了這些恆星在環繞巨型黑洞時的運動軌跡。
科學家說,其中一顆名為S2的恆星,其軌道顯示出輕微的偏差,這可能表明了相對論效應。如果觀測得到證實,那麼它表明愛因斯坦的廣義相對論即使在極端條件下也成立——在星系中心黑洞等天體產生的引力場中,該黑洞的質量是太陽的400萬倍。廣義相對論認為,大質量物體會彎曲它們周圍的空間,導致其他物體偏離它們在沒有任何外力作用下會遵循的直線。[宇宙中最奇怪的黑洞]
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科隆大學實驗物理學教授、研究團隊負責人安德烈亞斯·埃克特告訴Space.com:“大多數相對論測試都是用我們的太陽和恆星進行的,所以它們在1個太陽質量或幾個太陽質量的限制範圍內。或者最近用[雷射干涉引力波天文臺],那是幾十個太陽質量。”
埃克特說,觀測中使用的恆星距離黑洞太近了,以至於它們以1%或2%光速移動,並且它們接近黑洞的距離僅為地球-太陽距離的100倍左右,這按照星系標準來說是非常接近的。(冥王星與太陽的平均距離約為地球到太陽距離的39倍,大約為9300萬英里或1.5億公里)。
使用軌道天體來顯示相對論效應並不新鮮;19世紀對水星的觀測表明,它的運動偏離了艾薩克·牛頓的引力理論的預測。起初,天文學家認為他們發現了另一顆行星的證據,他們稱之為火神星。愛因斯坦在1915年證明了相對論可以解釋這種偏差。
水星的運動證明了愛因斯坦的正確性,但與超大質量黑洞相比,太陽的引力較弱。這就是為什麼埃克特和他的團隊開始研究愛因斯坦的理論是否在更極端的環境中成立。雖然引力透鏡效應,即大質量物體對光的彎曲,表明大質量物體會彎曲空間,但最近的研究是首次有人對如此靠近黑洞執行的任何物體進行精確測量。
埃克特說,測量本身並沒有那麼精確。未來的工作將更好地瞭解恆星的位置,並縮小結果範圍。他說,一個計劃是獲得更好的光譜測量結果,這將更精確地揭示S2的運動。
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