เป็นครั้งแรกทฤษฎีของ Einsteinสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการยืนยันในบริบทใหม่: ในด้านแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดในทางช้างเผือกที่สร้างโดย Sagittarius A*, supermassiveหลุมดำตรงกลางกาแลคซีของเรา
นำการสังเกต 26 ปีไปสู่จุดสุดยอดที่น่าตื่นตาตื่นใจดาวชื่อ S2 ในวงโคจรรอบวัตถุได้ผ่านการผ่านที่ใกล้เคียงที่สุด - และมันก็ประพฤติตามที่คาดการณ์ไว้
มันเป็นผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งที่ได้รับจากเทคโนโลยีที่น่าทึ่งคณิตศาสตร์อย่างระมัดระวังและการสังเกตอย่างขยันขันแข็ง
"นี่เป็นครั้งที่สองที่เราได้สังเกตเส้นทางที่ใกล้ชิดของ S2 รอบหลุมดำในศูนย์กาแล็คซี่ของเรา แต่คราวนี้เนื่องจากเครื่องมือที่ดีขึ้นมากเราจึงสามารถสังเกตดาวด้วยความละเอียดที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน"นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Reinhard Genzel กล่าวของ Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์นอกโลก (MPE)
"เราได้เตรียมการอย่างเข้มข้นสำหรับเหตุการณ์นี้มาหลายปีเนื่องจากเราต้องการใช้โอกาสพิเศษให้มากที่สุดในการสังเกตผลกระทบทั่วไป"
มีสามสิ่งเหล่านี้S-Stars(ไม่ต้องสับสนกับS-typeดาว) ในวงโคจรใกล้รอบ sgr a*ซึ่งมีมวลเทียบเท่ากับมวลดวงอาทิตย์ 4 ล้านดวง- S2 (หรือ S0-2) ในวงโคจรรูปไข่เป็นหนึ่งในสองดาวที่ใกล้เคียงกับหลุมดำที่มากที่สุดPericentra-
มันมาภายในเพียง 17 ชั่วโมงแสงจากศูนย์กลางของกาแลคซีระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับเนปจูนประมาณสี่เท่า
ฟังดูเป็นทางยาวสำหรับเรา แต่เมื่อคุณจัดการกับบางสิ่งที่มีแรงโน้มถ่วงดึงหลุมดำมวลมหาศาลมันก็ใกล้เคียงกันเลย
เอฟเฟกต์ของ SGR A* นั้นแข็งแกร่งมากมันจะเพิ่มความเร็วดาวได้สูงถึงประมาณ 25 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง (15.5 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง) - เกือบ 3 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง
เมื่อ S2 อยู่ใกล้กันตามสัมพัทธภาพผลแรงโน้มถ่วงของหลุมดำควรยืดแสงของดาวไปสู่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า นี่เป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีการเปลี่ยนสีแรงโน้มถ่วง-
อย่างไรก็ตามการสังเกตรอบ sgr a* นั้นไม่ได้หมายความว่าจะเกิดขึ้น สำหรับการเริ่มต้นมันอยู่ห่างออกไป 26,000 ปีแสง นอกจากนี้ภูมิภาคยังถูกปกคลุมไปด้วยเมฆฝุ่นหนาซึ่งทำให้การสังเกตแสงที่มองเห็นได้เป็นไปไม่ได้
ทีมวิจัยใช้เครื่องมือจำนวนมากในหอสังเกตการณ์ทางใต้ของยุโรปกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากเพื่อดู pericentre ของดาวSinphone-แรงโน้มถ่วงและนาโก้ทั้งหมดมีเซ็นเซอร์อินฟราเรดและอินฟราเรดใกล้ซึ่งสามารถเจาะฝุ่นเพื่อรับแหล่งอินฟราเรด
ด้วยการใช้เครื่องมือเหล่านี้ทีมวิจัยวัดความเร็วและแมปวงโคจรของ S2 ขณะที่มันหมุนไปรอบ ๆ Sgr A*
และพวกเขาได้ผลลัพธ์ที่พวกเขาคาดหวัง การวัดใหม่เปิดเผยอย่างชัดเจนredshiftการตรวจจับโดยตรงครั้งแรกที่เคยทำใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลพิสูจน์อีกครั้งทฤษฎีทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
“ การสังเกตครั้งแรกของเราเกี่ยวกับ S2 ที่มีแรงโน้มถ่วงประมาณสองปีที่แล้วแสดงให้เห็นแล้วว่าเราจะมีห้องปฏิบัติการหลุมดำในอุดมคติ” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Frank Eisenhauer จาก MPE และนักวิจัยหลักของ Gravity และ Sinfoni Spectrograph กล่าว
"ในช่วงเวลาที่ใกล้ชิดเรายังสามารถตรวจจับแสงจาง ๆ รอบ ๆ หลุมดำในภาพส่วนใหญ่ซึ่งทำให้เราสามารถติดตามดาวบนวงโคจรได้อย่างแม่นยำในที่สุดนำไปสู่การตรวจจับการเปลี่ยนสีแดงแรงโน้มถ่วงในสเปกตรัมของ S2"
มันเป็นครั้งล่าสุดในการทดสอบที่ยาวนานและน่าประทับใจซึ่งได้พิสูจน์แล้วสัมพัทธภาพครั้งแล้วครั้งเล่า
ล่าสุด,ระบบดาวสามตัว, หนึ่งพื้นที่การดัดกาแล็กซี่ทั้งหมดและการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงแสดงให้เห็นว่าฟิสิกส์ทั้งหมดสอดคล้องกับทฤษฎีอายุ 100 ปีของ Einstein
เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงทำการทดสอบต่อไป? เพราะหากมีสถานการณ์ที่เกิดขึ้นนั่นจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งในวิธีที่เราเข้าใจจักรวาลทำให้เกิดความต้องการฟิสิกส์รูปแบบใหม่
และถ้าสัมพัทธภาพกำลังจะแตกหักก็น่าจะทำเช่นนั้นภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงอย่างแน่นอน
“ ที่นี่ในระบบสุริยะเราสามารถทดสอบกฎหมายของฟิสิกส์ได้ในขณะนี้และภายใต้สถานการณ์บางอย่าง” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์Françoise Delplancke จาก ESO กล่าว
"ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากในด้านดาราศาสตร์ที่จะตรวจสอบว่ากฎหมายเหล่านั้นยังคงมีผลบังคับใช้ในที่ที่ทุ่งนาแรงโน้มถ่วงแข็งแกร่งกว่ามาก"
และสัมพัทธภาพยังคงเตะตูดอย่างต่อเนื่อง
การวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์และดาราศาสตร์-
