科技日報北京7月28日電 (記者劉霞)愛因斯坦又對了!廣義據(jù)美國太空網(wǎng)近日報道,相對通過分析銀河系中央超大質(zhì)量黑洞人馬座A*(Sgr A*)對其附近恒星的論黑立極強引力,美國天文學家證明,洞附愛因斯坦的近仍廣義相對論在黑洞附近仍然站得住腳,仍是然成迄今有關引力工作原理的最佳描述。
廣義相對論指出,廣義引力是相對由質(zhì)量扭曲空間和時間引起的,物體的論黑立質(zhì)量越大,引力越強。洞附科學家們目前已在相對較弱的近仍引力場,如地球和太陽系內(nèi)的然成引力場中測試了廣義相對論的正確性。但在更強大的廣義引力場,例如據(jù)信潛伏于幾乎所有大星系中央的相對超大質(zhì)量黑洞的引力場內(nèi),廣義相對論是論黑立否仍然正確?
研究人員稱,如果在此尺度上發(fā)現(xiàn)違背廣義相對論的情況,可能催生新理論,有助解釋暗物質(zhì)和暗能量等宇宙奧秘。
天文學家們研究了位于人馬座A*附近的恒星S0-2。人馬座A*的質(zhì)量約是太陽質(zhì)量的400萬倍,直徑約為2360萬公里。2018年,S0-2距離人馬座A*最近時,科學家對其進行了監(jiān)測。這顆恒星的軌道周期為16年,距黑洞120個天文單位(約1.5億公里),行進速度為光速的2.7%。
使用凱克天文臺、雙子座天文臺和斯巴魯望遠鏡,天文學家成功追蹤了S0-2的完整軌道,并將相關數(shù)據(jù)與過去24年來的測量結(jié)果結(jié)合。
S0-2發(fā)出的光產(chǎn)生的光譜揭示,由于人馬座A*的極強引力,光經(jīng)歷了廣義相對論所預測的引力紅移。引力紅移指光在引力場中傳播時,從引力場強的地方傳遞到引力場弱的地方會出現(xiàn)紅移,即頻率變低的現(xiàn)象。
研究主要作者、加州大學天體物理學家杜團(音譯)表示:“這標志著一個時代的開始,我們可以利用銀河系中央超大質(zhì)量黑洞周圍的恒星軌道來測試引力的本質(zhì),這是通向未來更強的廣義相對論和其他引力理論測試的里程碑。”
針對S0-2的這項研究,是科學家計劃在人馬座A*附近恒星上進行的第一次調(diào)查廣義相對論的研究。另外的研究目標包括S0-102,它是這一超大質(zhì)量黑洞附近3000多顆恒星中軌道最短的,軌道周期約為11.5年。
研究聯(lián)合主要作者、加州大學洛杉磯分校天文學教授安德里亞⋅蓋茨說:“我們的觀察與愛因斯坦的廣義相對論一致。愛因斯坦是對的,至少現(xiàn)在是這樣。但這一理論也有弱點,它無法完全解釋黑洞內(nèi)的引力,有些時候,我們需要超越愛因斯坦的理論,用更全面的引力理論來解釋黑洞。”