Η Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν περνά το τεστ στο κέντρο του Γαλαξία μας

Οι μετρήσεις ενός αστεριού που περνά κοντά από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας επιβεβαιώνουν τις προβλέψεις της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν σε περιβάλλον υψηλής βαρύτητας.

Μια λεπτομερής μελέτη ενός αστεριού που περιφέρεται γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, αποκαλύπτει ότι η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι ακριβής στην περιγραφή της συμπεριφοράς του φωτός που αγωνίζεται να ξεφύγει από τη βαρύτητα γύρω από αυτό το τεράστιο χωροχρονικό γεγονός. P>

Η ανάλυση — που διεξήχθη από τους Tuan Do, Andrea Ghez και συναδέλφους — περιλάμβανε την ανίχνευση της βαρυτικής ερυθρής μετατόπισης στο φως που εκπέμπεται από ένα αστέρι που περιφέρεται στενά γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα γνωστή ως Τοξότης A* . Η μετατόπιση στο κόκκινο μετρήθηκε καθώς το αστέρι έφτασε στο πλησιέστερο σημείο στην τροχιά του — η οποία έχει διάρκεια 16 ετών —  στη μαύρη τρύπα.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι το αστέρι παρουσίασε βαρυτική ερυθρή μετατόπιση — η οποία συμβαίνει όταν το φως τεντώνεται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος και προς το κόκκινο «άκρο» του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από την επίδραση της βαρύτητας — καθώς πλησιάζει στη μαύρη τρύπα,  σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν η γενική σχετικότητα και οι προβλέψεις της σχετικά με τη βαρύτητα.

Ταυτόχρονα, τα αποτελέσματα αψηφούν τις προβλέψεις που έγιναν από τη Νευτώνεια θεωρία, η οποία δεν έχει καμία εξήγηση για τη βαρυτική ερυθρή μετατόπιση.

Η κύρια διαφορά μεταξύ της γενικής σχετικότητας και του Νευτώνειου υπολογισμού της βαρύτητας είναι ότι, ενώ ο Νεύτωνας οραματίστηκε τη βαρύτητα ως μια δύναμη που ενεργεί μεταξύ φυσικών αντικειμένων, η θεωρία του Αϊνστάιν είδε τη βαρύτητα ως ένα γεωμετρικό φαινόμενο.

Η παρουσία μαζικών «καμπύλων» χώρου που καταλαμβάνει. Τα φυσικά αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένου του φωτός, πρέπει στη συνέχεια να ακολουθήσουν αυτήν την καμπυλότητα. Όπως το έθεσε περιβόητα ο John Wheeler:«η ύλη λέει στο διάστημα πώς να καμπυλωθεί, ο χώρος λέει στην ύλη πώς να κινηθεί».

Δοκιμή της σχετικότητας σε περιοχές υψηλής βαρύτητας

Η νέα έρευνα μοιάζει με ανάλυση που διεξήχθη πέρυσι από τη συνεργασία GRAVITY, εκτός από αυτή τη νέα εκτεταμένη ανάλυση, η ομάδα αναφέρει νέα δεδομένα φασμάτων.

Αν και η γενική σχετικότητα έχει δοκιμαστεί διεξοδικά σε σχετικά ασθενή βαρυτικά πεδία — όπως αυτά στη Γη και στο Ηλιακό Σύστημα—πριν από πέρυσι, δεν είχε δοκιμαστεί γύρω από μια μαύρη τρύπα τόσο μεγάλη όσο αυτή στο κέντρο του Γαλαξία.

Οι παρατηρήσεις των αστεριών που περιστρέφονται γρήγορα γύρω από τον Τοξότη Α *παρέχουν μια μέθοδο για την αξιολόγηση της γενικής σχετικότητας σε ένα ακραίο βαρυτικό περιβάλλον.

Το Do εξηγεί γιατί αυτού του είδους οι δοκιμές είναι σημαντικές:

Για να λάβει τα αποτελέσματά της, η ομάδα ανέλυσε νέες παρατηρήσεις του αστεριού S0–2 καθώς έκανε την πλησιέστερη προσέγγιση στην τεράστια μαύρη τρύπα το 2018. Στη συνέχεια συνδύασαν αυτά τα δεδομένα με μετρήσεις που έκανε η Ghez και η ομάδα της τα τελευταία 24 χρόνια. /P>

Η ομάδα έχει στη διάθεσή της πολλές λεωφόρους ερευνών από εδώ, μου λέει ο Tuan.

Η ομάδα θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να αρχίσει να χρησιμοποιεί περισσότερα αστέρια εκτός από το S0–2 για αυτές τις δοκιμές καθώς αυξάνεται ο χρόνος βάσης των παρατηρήσεων και βελτιώνεται η τεχνολογία

Αυτή η έρευνα εμφανίζεται στο τεύχος 26 Ιουλίου 2019 του Επιστήμη .