Observasjon av et svart hull har bekreftet Einsteins generelle teori relativitets

Resultatet av dataanalyse av 26 års astronomiske observasjoner var den offisielle bekreftelse av generell relativitet forutsagt bevegelse trekk ved stjerner i den sterke gravitasjonsfelt av et super svart hullet i sentrum av Melkeveien. Dette ble rapportert i en artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Observasjon av et svart hull har bekreftet Einsteins generelle teori relativitets

Målet med forskning for forskere i alle disse årene var stjernen i S2, som ligger nær det supermassive sorte hullet Sagittarius A * ligger i galaksens sentrum av Melkeveien. Det sorte hullet har en masse fire millioner ganger massen til sola, og ligger i en avstand på 26.000 lysår fra Jorden. Stjernen selv S2, knyttet til den spektrale type B, er en av de mest studerte stjernene som tilhører S-akkumulering - en gruppe av rask bevegelse stjerner, som åpnet i 2002.

"Dette er bare den andre konvergens av S2 stjerne og en svart hull, utover som vi har vært i stand til å spore. På den annen side har nøyaktigheten av instrumenter vokst betydelig de siste ti årene, noe som har lov til å følge dette møtet med ultrahøy oppløsning. Vi er nøye forbereder for denne hendelsen i flere år, fordi det tillater deg å øve kontrollfunksjonen av relativistiske effekter "- sa Reinhard Genzel av Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching (Tyskland).

Den svarte hull er omgitt av flere titalls stjerner og flere store gass-skyer at det med jevne mellomrom nærmer seg hverandre ved en farlig avstand. Ifølge Einsteins generelle relativitets vil konvergens og tilhørende relativistiske effekter spesielt påvirke banen til stjernene, skiftende sin periapsis. Og forskerne var i stand til å bevise det i praksis.

Observasjon av et svart hull har bekreftet Einsteins generelle teori relativitets

I 2003 stjernen flyttet nærmere den sorte hullet ved en farlig avstand for den første gang har tillatt astrophysicists å se til, om den har endret seg at banen under påvirkning av tyngdekraften fra det sorte hullet. Neste konvergens av stjernene fra Sagittarius A * var først i mai i år, som forskere er svært lang og nøye forberedt. For hendelsen fulgte flere ledende teleskoper i verden.

"Hubble", VLT og andre store Earth Observatory begynte å nesten konstant overvåking av S2 siden april i år, ved hjelp av SINFONI instrumenter, gravitasjon og NACO, som arbeider i det infrarøde og nær-infrarøde spekteret.

Observasjon av et svart hull har bekreftet Einsteins generelle teori relativitets

Av stor betydning var de innsamlede dataene var i mai 2018, da stjernen nærmere det svarte hullet i en avstand på mindre enn 20 milliarder kilometer. Effekten av samspillet mellom et sort hull og en stjerne var så sterk at det sorte hullet brøt opp den siste hastighet på opp til 25 millioner kilometer i timen (ca 3 prosent av lysets hastighet).

Observasjon av et svart hull har bekreftet Einsteins generelle teori relativitets

Forskere oppmerksom på at samhandling, særlig manifestert i en kraftig endring i farge under handlingen av stjernen såkalt rød-forskyvning av gravitasjons - "strekk" av elektromagnetiske bølger som de kommer inn i regionen med sterke gravitasjonsfelt. I tilfelle av S2, en stjerne mye "rødmet" når du nærmer deg en Sagittarius A *, og så, etter en tid kjøpt opp sin vanlige farge. Styrken i denne effekten har blitt observert VLT, er helt i tråd med det spådd av relativitetsteorien og de relaterte fenomenet gravitasjons Tidsdilatasjon.

"Vår første observasjoner av S2 via VEKT instrument begynte for to år siden. Selv da, har vi identifisert en klar rød skift i forbindelse med det svarte hullet, som igjen bekreftet den generelle relativitetsteorien, Einstein", - sier Frank astrofysikk Eisenhower, som arbeider med spektrografer VEKT og SINFONI.

"På tidspunktet for nærmeste tilnærming på de fleste bilder vi selv bemerket en svak glød rundt det svarte hullet, som tillot en svært nøyaktig spore banene til stjerner og til slutt vitne S2 gravitasjons rød skift."

Likeledes bekrefter forskere at bevegelsen S2 avveket fra sin vanlige newtonsk bane til den verdien som ble beregnet ved hjelp av de beregninger Einstein. Og det, og en annen, ifølge Genzel og hans team igjen sier at Einstein er riktig å beskrive oppførselen til rom-tid stoff av hele universet som helhet.

Forskerne sier at nå har en naturlig "laboratorium" for studiet av supermassive sorte hull og relativistiske effekter.