一個世紀前,英國天文學家亞瑟·斯坦利·埃丁頓(Arthur Stanley Eddington)和他的同事拍攝了日食,並改變了人類對天堂的思考方式。
這些照片於1919年5月29日從索布拉爾,巴西和普里尼普島遠離非洲西海岸的照片拍攝,首次確認了阿爾伯特·愛因斯坦相對論一般理論的關鍵預測:大規模彎腰時空。探險隊標誌著物理革命,使愛因斯坦成為名人。
如今,物理學家又在更大的範圍內。 4月,活動Horizon望遠鏡(EHT)合作發布了黑洞邊緣的第一張照片((SN:4/27/19,p。 6)。該圖像再次表明,正如愛因斯坦預期的那樣,巨大的物體(例如黑洞或太陽)可以改變光線的方式。
“ EHT做了完全相同的事情,但在最極端的例子中,可以想像。” “這兩個實驗幾乎相隔幾乎是100年,這幾乎是詩意的。”

到目前為止,新的黑洞數據已經證實了總體相對論。但是,未來的EHT引力野獸(尤其是我們銀河系中心的野獸)的圖像可能會在愛因斯坦著名的理論中戳出來。
“只要我們有一個如此出色的理論,您只想將其推向極端,”哈佛大學天體物理學中心的天體物理學家兼EHT團隊成員邁克爾·約翰遜(Michael Johnson)說。他說,黑洞是“極端的實驗室 - 這是我們可以指向新物理學的地方,並指出現有理論的破解。”

一百年前,科學家沒有一個黑洞可以測試一般相對論中的裂縫 - 黑洞只是想像力的東西那時 - 但是他們確實有1919年的日食((SN在線:4/12/19)。當時,重力理論是牛頓,這說重力是一種力量。力量可以加速具有質量的物體,但是由於光沒有質量,重力不應該影響它,所以思想就消失了。但是幾年前的1915年,愛因斯坦提出了他的相對論一般理論,該理論說重力來自物質和能量翹曲的時空,產生了改變對象運動甚至光本身的曲線。
在愛丁頓和他的同事的日食照片中,星星出現在日食期間在天空中的不同位置,當他們的光線不得不透過太陽到達地球觀察者時,SN在線:8/15/17)。太陽的重力改變了星光走的道路。愛因斯坦是對的。

如今,重力可以曲線曲線的想法是充分理解的,以至於物理學家使用它來探測時空本身的特性。例如,在EHT從2017年開始獲取數據之前,科學家使用愛因斯坦的方程式來確切地了解黑洞應該是什麼樣子,如果該理論在極端環境中沒有崩潰。
黑孔曲線時空的曲線極為極為,以至於光被困在其中。因此,物理學家看不到黑洞直接發出的光。但是他們可以在周圍明亮的材料上看到黑洞的陰影。在一般相對論下,陰影應具有特定的大小和形狀:寬度與其質量直接相關的圓。約翰遜說:“這一切都脫離了愛因斯坦的方程式。” “如果您的重力理論不同,可以預測天空上的另一個戒指。”
EHT的第一張照片捕獲了Galaxy M87中的黑洞,距離地球約5500萬光年,看起來像研究人員認為會。約翰遜說:“據我們目前,GR帶來了鮮豔的色彩。”
全球望遠鏡
為了拍攝M87的黑洞的形象,天文學家將世界各地的觀測站聯繫起來,使事件地平線望遠鏡有效地與整個地球的大小相連。
當EHT團隊拍攝銀河系中心的黑洞(稱為射手座A*)時,該理論的下一個真實測試將進行。約翰遜說:“ SGR A*在許多方面是對相對性的更強有力的測試是,如果[一般相對論]真正堅持,我們完全知道該戒指的外觀。”
SGR A*離地球約26,000光年,天文學家可以看到單個星星在黑洞周圍鞭打。這使研究人員對其質量進行了極為準確的估計,因此在發光環內的陰影大小。
M87太遠了,物理學家在拍攝照片之前已經精確地測量了其黑洞的質量。以前的質量估計值有兩個因素,只有EHT測量告訴科學家哪個質量是正確的((SN在線:4/22/19)。但是,這種質量不確定性意味著對環的大小的預測要弱得多。
約翰遜說,“那裡有很多擺動的房間”。 “對於Sgr A*,幾乎沒有擺動的房間。” Sgr a*的陰影是一定的寬度,或者一般相對論被打破。
不幸的是,SGR A*比M87更難拍照。大約是M87的千分之一。從角度來看,這是太陽質量的400萬倍,而M87的65億次。這意味著材料在sgr a*上旋轉得更快,使黑洞似乎閃爍並在一個觀察到一個夜晚的過程中變化。
但是Medeiros和EHT團隊中的其他人正在研究計算機算法,以解決這種可變性。要找出SGR A*對總體相對論的評價要比另一個世紀要少得多。