通過(guò)分析銀河系中心巨型黑洞對(duì)其附近恒星的極強(qiáng)引力，天文學(xué)家已經(jīng)證明，愛(ài)因斯坦關(guān)于時(shí)空的觀點(diǎn)仍然是對(duì)引力影響的最佳描述。
圖解: 藝術(shù)家對(duì)恒星S0-2的描述是來(lái)自于它經(jīng)過(guò)了銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。 當(dāng)恒星靠近超大質(zhì)量黑洞時(shí)，它會(huì)經(jīng)歷由愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的引力紅移。
根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，重力是由質(zhì)量扭曲了空間和時(shí)間引起的。物體質(zhì)量越大，其引力越強(qiáng)。
科學(xué)家們已經(jīng)在相對(duì)較弱的引力場(chǎng)中，像地球和太陽(yáng)系，驗(yàn)證了廣義相對(duì)論的預(yù)示。在存在更強(qiáng)大的引力場(chǎng)的情況下——例如被認(rèn)為幾乎所有大型星系的中心都存在的超大質(zhì)量黑洞——研究人員可能會(huì)發(fā)現(xiàn)違反廣義相對(duì)論的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能形成一種有助于解釋宇宙奧秘的理論，如暗物質(zhì)和暗能量。
加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)教授和該研究的主要作者安德里亞蓋茨在一份聲明中說(shuō)：“愛(ài)因斯坦是對(duì)的，至少現(xiàn)在是這樣。” “我們的觀察結(jié)果與愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論一致。但是，他的理論肯定存在一些缺陷。”
在這項(xiàng)研究中，天文學(xué)家主要研究的是超大質(zhì)量黑洞人馬座A *，通?？s寫(xiě)為Sgr A *。這個(gè)位于銀河系中心的巨人，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，直徑約為1460萬(wàn)英里（2360萬(wàn)公里）。
科學(xué)家在監(jiān)測(cè)S0-2恒星期間，該天體運(yùn)行在16年的軌道上，最接近人馬座A *。這顆恒星距離黑洞很近，有120個(gè)天文單位（AU）—— 一個(gè)AU是地球和太陽(yáng)之間的平均距離，大約9300萬(wàn)英里（1.5億公里）——運(yùn)行速度高達(dá)光速的2.7％。
通過(guò)在夏威夷使用凱克天文臺(tái)，雙子座天文臺(tái)和斯巴魯望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家成功地追蹤了S0-2在3D中的完整軌道。他們將這些數(shù)據(jù)與過(guò)去24年來(lái)的測(cè)量結(jié)果相結(jié)合。
科學(xué)家研究了廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，即“引力紅移”，它認(rèn)為重力可以扭曲光線。就像車(chē)輛駛向人們時(shí)，救護(hù)車(chē)警報(bào)器聲音會(huì)相對(duì)更高，并且隨著車(chē)輛向外移動(dòng)音調(diào)會(huì)變低。同理，隨著引力場(chǎng)下降的光線會(huì)轉(zhuǎn)移到光譜的藍(lán)色端，而從引力場(chǎng)中逃逸出來(lái)的光則會(huì)移向紅色端。
圖解: 質(zhì)量龐大的星球上所發(fā)出的光遠(yuǎn)離星球時(shí)，會(huì)發(fā)生紅位移——從藍(lán)色偏到紅色。
“這些測(cè)量標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的開(kāi)始，在這里我們可以利用星系中心超大質(zhì)量黑洞周?chē)暮阈擒壍纴?lái)研究引力的本質(zhì)。”
“理論中早已存在這種說(shuō)法，但是能夠真正的做到這一點(diǎn)還是足夠令人興奮的，”Do 說(shuō)。“這是通往廣義相對(duì)論和其他引力理論的未來(lái)的一塊里程碑，有著很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)意義。”
圖解: 大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請(qǐng)注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個(gè)放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤(pán)出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個(gè)弧形。
從S0-2中檢測(cè)到的光譜揭示了它在人馬座A *的極端引力所經(jīng)歷的紅移與廣義相對(duì)論一致。能夠看到廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)是令人極其“驚訝的”。“愛(ài)因斯坦在創(chuàng)造他的理論時(shí)都不知道黑洞，更不用說(shuō)超大質(zhì)量的黑洞?！盌o說(shuō)。
圖解: 人馬座A*（中央）與兩個(gè)光回波（圈內(nèi)）
這項(xiàng)關(guān)于S0-2的研究是科學(xué)家計(jì)劃在人馬座A *附近的恒星上進(jìn)行的廣義相對(duì)論的第一次研究。其中一個(gè)目標(biāo)是S0-102，它是在超大質(zhì)量黑洞附近超過(guò)3000顆恒星中軌道最短的，需要11.5年才能環(huán)繞一周。
參考資料
1.WJ百科全書(shū)
2.天文學(xué)名詞
3. Y張- livescience
如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)于三十日以?xún)?nèi)聯(lián)系作者刪除
轉(zhuǎn)載還請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處
聯(lián)系客服
