「蛋蛋说科学」恒星运动轨迹证实爱因斯坦广义相对论的预言


爱因斯坦在科学上的成就在百年来可以说无人可及 。 但是 , 因为超前的理论 , 其相对论自诞生以来一直被质疑 。 然而 , 随着科学技术的发展 , 我们观测宇宙的技术越来越先进 , 不管是尺度还是精度都日渐提高 , 相对论里的理论也随之一点点被所观测现象证实 。

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恒星S2绕人马座A黑洞公转轨迹
一颗名为S2的恒星绕银河系中心超大质量黑洞旋转 。 科学家们数十年来对S2运行轨道进行观察 , 发现其轨道并非一个固定的椭圆 , 而是像一个螺旋图像一样规律变动 , 这一现象被称为Schwarzschild进动 , 从而证明了广义相对论的预测 。
这是首次在超大质量黑洞周围探测到Schwarzschild进动 , 证明即使在最极端的引力环境中来观察天体运行轨迹 , 相对论预测仍是正确的 。
广义相对论方程可以用来精确的预测天体运行轨道的变化 , 而方程计算结果与数十年来科学家对S2的观察结果非常吻合 。

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德国天体物理学家雷因哈德·根泽尔说:“爱因斯坦的广义相对论预言 , 一个物体围绕另一个物体的束缚轨道并不像牛顿引力那样是闭合的 , 而是在运动平面上前进的过程 。 这一理论曾经在水星围绕太阳的轨道上得到证实 , 也是广义相对论的第一个证据 。 一百年后的今天 , 在银河系的中心 , 我们发现了同样的广义相对论效应 。 ”
S2绕银河系中心黑洞(人马座A)的公转周期为16年 。 它是银河系中心最接近黑洞的恒星之一 , 与黑洞的距离只有太阳到海王星距离的四倍多 。 这个距离在我们太阳系中 , 似乎非常遥远 , 但是放到人马座A黑洞这样的巨无霸周围 , 确实近的惊人 。 黑洞的引力作用使得S2公转速度非常快甚至达到光速的3%左右 。
1992年以来 , 科学家对S2持续观察 , 在2018年和2019年 , 就曾根据数据推断广义相对论的正确 , 而这次重力协作组织总结了从1992年至2019年底的330多个观测数据从而得出S2公转轨道Schwarzschild进动与广义相对论预测相符的结论 。 同时也完全掩盖了曾经对此发表的各种结论的光芒 。

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科学家们不仅仅只是发现了S2进动与广义相对论吻合 , 通过观测 , 证据表明人马座A黑洞的质量约为太阳质量的400万倍 , 而通过相对论方程计算 , 人马座A黑洞的质量同样与之吻合 。 由此 , 还可以精准推出人马座A周围微小黑洞存在的可能以及暗物质是否存在等等 , 这对于理解超大质量黑洞的形成和演化具有重大意义 。
这项研究被发表在天文学和天体物理学上 。
【「蛋蛋说科学」恒星运动轨迹证实爱因斯坦广义相对论的预言】广袤的宇宙中存在太多的神秘 , 而我们人类却只有听、视、嗅、味、触这五种方式来对其感知 , 且这些感知范围对宇宙存在来说还都很狭窄 。 对宇宙观察越深 , 越发现人来的渺小 , 期待科学的力量给我们带来更广泛的方式来认识宇宙 , 接触宇宙 , 开发宇宙 。