突破：爱因斯坦的相对论再次经历了疯狂的考验

angizao

爱因斯坦的广义相对论第一次在一个新的背景下被证实：在银河系中最极端的引力场中，这是由人马座A*创造的，位于我们星系中心的超大质量黑洞。

将26年的观测带到一个令人惊异的高潮，一颗名为S2的恒星在环绕黑洞的轨道上刚刚通过了最近的一段距离，它的表现和相对论预测的完全一样。

马克斯·普朗克外星物理研究所(MPE)的天体物理学家赖因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)说：“这是我们第二次在银河系中心观察到S2在黑洞周围的近距离移动。但这一次，由于仪器的改进，我们能够以前所未有的分辨率观测到这颗恒星。几年来，我们一直在为这一事件进行紧张的准备，因为我们想充分利用这一独特的机会，观察一般相对论效应。”

其中有三颗S-恒星(不要与S型恒星混淆)在靠近人马座A*的轨道上，人马座A*黑洞质量大致相当于400万个太阳。S2(或S0-2)，在它的椭圆轨道上，是两颗离环心黑洞最近的恒星之一。

它距离星系中心只有17光时的距离，大约是太阳和海王星之间距离的四倍。

对我们来说，这似乎是一条很长的路，但当你处理的东西有一个超大质量黑洞的引力时，它是非常危险的。

人马座A*的作用非常强烈，使恒星的速度达到每小时2500万公里，几乎是光速的3%。

根据相对论，当S2如此接近时，黑洞的引力效应应该会将恒星的光线拉伸成更长的波长，朝向电磁光谱的红色端。这是一个众所周知的现象，称为引力红移。

然而，在人马座A*周围观察它并不是一件简单的事情。首先，它离我们26000光年远。此外，该地区笼罩在厚厚的星际尘埃云中，这使得可见光无法观测。

研究小组在欧洲南方天文台的甚大望远镜上使用了一些仪器来观察这颗恒星的中心线。SINFONI，GRAVITY和NACO都有红外和近红外传感器，它们可以穿透灰尘来拾取红外光源。

利用这些仪器，研究小组测量了S2围绕人马座A*旋转时的速度，并绘制了它的轨道图。

他们得到了他们所期望的结果。新的测量非常清楚地揭示了红移，这是第一次在超大质量黑洞附近直接探测到红移，这再次证明了爱因斯坦的广义相对论。

马克斯·普朗克外星物理研究所(MPE)的天体物理学家弗兰克·艾森豪尔(Frank Eisenhauer)说：“大约两年前，我们对S2与引力的首次观测已经表明，我们将拥有理想的黑洞实验室。”

在近距离飞行过程中，我们甚至可以探测到大多数图像上黑洞周围的微弱光，这使我们能够精确地跟踪恒星的轨道，最终导致在S2光谱中探测到引力红移。

最近，一个三体恒星系统，整个星系弯曲空间，以及引力波的发现，都证明了物理学与爱因斯坦有百年历史的理论是一致的。

那么为什么科学家们一直在测试它呢？因为如果在某些情况下它会不成立，这将标志着我们理解宇宙的方式发生了深刻的变化，从而需要一种新的物理形式。

如果相对论要被破坏，它很可能只有在绝对极端的条件下才会破坏。

欧洲南方天文台的天体物理学家表示：“在太阳系中，我们只能在某些情况下测试物理定律。因此，在天文学中，检验这些定律在引力场更强的地方仍然有效是非常重要的。”

相对论仍在继续。