Stern potvrđuje Einsteina

Gravitacijsko crtanje u centru Mliječnog Puta podržava teoriju relativnosti

Prema Einsteinovoj Općoj teoriji relativnosti, svjetlost zvijezde moralo bi se tijekom leta prebaciti u crveno kroz gravitacijski umivaonik crne rupe. © Nicole R. Fuller / Nacionalna zaklada za znanost
čitati naglas

Einsteinov test o crnoj rupi: Opća teorija relativnosti još jednom se pokazala ispravnom - čak i u ekstremnim uvjetima. Ispitni objekt bila je zvijezda, koja je prolazila blizu središnje crne rupe Mliječnog puta. Njeno svjetlo pruža najopsežniju potvrdu do sada za gravitacijsko crveno pomicanje - istezanje svjetlosti gravitacijskim djelovanjem velikih masa, o čemu astronomi izvještavaju u časopisu "Nature".

Prije više od 100 godina, Albert Einstein je u svojoj Općoj teoriji relativnosti predvidio da gravitacijski učinak masivnih objekata ne samo da savija prostor-vrijeme, već i proteže svjetlost. Budući da svjetlost gubi energiju kad napusti ovo gravitacijsko sudoper, njegova se valna duljina premješta u crveni, niži energetski raspon. Astronomi su već izmjerili i potvrdili ovo gravitacijsko pomicanje u objektima Sunčevog sustava i u udaljenim klasterima galaksija.

Orbita zvijezde S2 (žuta) i nekih drugih zvijezda oko središnje crne rupe Mliječnog puta. © Keck / UCLA Galactic Center Group

Zatvori letjelicu u crnu rupu

No ostalo je pitanje hoće li Einsteinova predviđanja ostati valjana i u ekstremnim uvjetima - na primjer, u snažnoj gravitaciji na supermassereichenskoj crnoj rupi. Astronomi su imali savršenu priliku da to testiraju u svibnju 2018. To je zato što je zvijezda S0-2, ukratko S2, prošla kroz središnju crnu rupu Mliječnog puta samo 14 milijardi kilometara - to je tri puta više planeta Neptuna od sunca.

Tu su priliku iskoristile dvije istraživačke skupine. Oni su koristili spektar svjetla S2 da bi utvrdili kako gravitacija crne rupe Strijelca A * utječe na svjetlost zvijezde. Već u srpnju 2018. godine, istraživači suradnje GRAVITY objavljuju svoje rezultate - i potvrđuju Einsteinovu teoriju. Međutim: Njihova je studija obuhvatila samo vremenski relativno kratak odlomak iz ukupno 16 godina opkoljavanja S2 oko crne rupe.

Progoni 24 godine

Sada su dostupni rezultati drugog, sveobuhvatnijeg pregleda. "Praćenje zvijezda preko cijele njihove orbite pruža nam sveobuhvatniji način testiranja temeljne fizike", objašnjava Andrea Ghez sa Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu. Ona i njen tim prate S2-ovu orbitu više od 24 godine, što iznosi oko jednu i pol orbitu oko crne rupe. prikaz

Vaši će podaci zabilježiti i najbliži pristup i orbitalne točke na kojima će zvijezda dostići svoju maksimalnu i minimalnu brzinu duž linije vida. "Daje nam potpunu orbitu u sve tri dimenzije", kaže Ghez. Astronomi su vršili i svoja spektralna mjerenja teleskopovima WM Keck Observatory na Havajima, a time i drugim instrumentima osim suradnje GRAVITY.

Einstein je u pravu

Rezultat: "Naša su zapažanja u skladu s Einsteinovom općom teorijom relativnosti", kaže Ghez. Dakle, gravitacijski utjecaj crne rupe u zvijezdi S2 doveo je do crvenog pomaka od 0, 88. "To je u skladu sa značajem sigme za Opću relativnost, ali Newtonovu teoriju isključuje s više od pet sigma", izvijestili su astronomi. Istodobno, njihove vrijednosti daju neovisnu potvrdu mjerenja GRAVITY suradnje.

"Einstein je dakle u pravu - barem do sada", kaže Ghez. Međutim, ni Opća teorija relativnosti nije savršena. Jer u kozmosu postoje neke pojave koje Einsteinove jednadžbe ne mogu u potpunosti opisati. Oni uključuju uvjete unutar crne rupe kao i mnoge pojave kvantne fizike. Iz tog razloga, među ostalim, fizičari još uvijek ne isključuju da postoji fizika izvan uobičajenog standardnog modela.

Za sada je, međutim, više od 100 godina stara Einsteinova teorija još jednom dokazala svoju valjanost i robusnost. (Znanost, 2019; doi: 10.1126 / science.aav8137)

Izvor: Kalifornijsko sveučilište u Los Angelesu

- Nadja Podbregar