Здесь рождаются новости.

Физики подтвердили общую теорию относительности, наблюдая за звездой рядом со сверхмассивной черной дырой

По словам Андреа Гез, профессора физики и астрономии из Калифорнийского университета, спустя более чем 100 лет после того, как Альберт Эйнштейн опубли

По словам Андреа Гез, профессора физики и астрономии из Калифорнийского университета, спустя более чем 100 лет после того, как Альберт Эйнштейн опубликовал свою культовую общую теорию относительности, она начинает постепенно разрушаться. Однако после самой всеобъемлющей проверки данной теории, проведенной с помощью анализа чудовищной черной дыры в центре нашей галактики, Гез и ее исследовательская группа отметили в журнале Science, что она все еще справляется со своей основной задачей.

«Эйнштейн прав, по крайней мере, на данный момент времени», – отметила Гез, одна из ведущих авторов исследования. «Мы можем полностью исключить закон тяготения Ньютона. Однако наши наблюдения согласуются с общей теорией относительности. Но она определенно начала подвергаться сомнениям. Дело в том, что с помощью нее нельзя полностью объяснить гравитацию внутри черной дыры, и в какой-то момент нам нужно будет двигаться дальше к более всеобъемлющей теории гравитации, которая смогла бы объяснить, что такое черная дыра».

По словам Гез, законы физики, включая гравитацию, должны действовать повсюду во Вселенной, добавив, что ее исследовательская группа – одна из двух команд в мире, которая наблюдает, как звезда, известная как S0-2, совершает полный оборот в трех измерениях вокруг сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути. Полный оборот занимает около 16 лет, а масса черной дыры примерно в четыре миллиона раз больше массы Солнца.

Ученые отмечают, что их работа – самое детальное исследование сверхмассивной черной дыры и общей теории относительности Эйнштейна.

Ключевыми данными в исследовании были спектры, которые команда Гез проанализировала в апреле, мае и сентябре, когда ее «любимая звезда» максимально приблизилась к огромной черной дыре. Спектры, описанные Гез как звездные «световые радуги», показывают интенсивность света и предоставляют важную информацию о звезде, от которой он распространяется. Спектры также демонстрируют состав звезды. Эти данные были объединены с измерениями, которые Гез и ее команда провели за последние 24 года.

«Особенность S0-2 заключается в том, что у нас есть полная информация об ее орбите в трех измерениях», – отметила Гез. «Это то, что дает нам возможность проверить достоверность общей теории относительности. Мы решили узнать, как гравитация ведет себя рядом со сверхмассивной черной дырой, и может ли теория Эйнштейна рассказать нам всю историю. Наблюдение за звездами через их полную орбиту позволяет проверить фундаментальную физику, используя движения этих космических объектов».

Исследовательская группа Гез смогла увидеть смешение пространства и времени вблизи сверхмассивной черной дыры. «В ньютоновской версии гравитации пространство и время разделены и не смешиваются, а в Эйнштейновской – они полностью смешиваются рядом с черной дырой», – отметила физик.

Исследователи изучали фотоны – частицы света – когда они путешествовали от S0-2 до Земли. S0-2 движется вокруг черной дыры со стремительной скоростью – более 16 миллионов миль в час. Эйнштейн отмечал, что в этой области, близкой к черной дыре, фотоны выполняют дополнительную работу. Их длина волны во время ухода от звезды зависит не только от того, насколько быстро движется объект, но также и от того, сколько энергии фотоны расходуют, чтобы избежать мощного гравитационного поля черной дыры, ведь вблизи нее гравитация намного сильнее, чем на Земле.

Фотонам SO-2 требуется 26 000 лет, чтобы достигнуть Земли. «Мы очень взволнованы и годами готовились к проведению этих измерений», – отметила Гез, которая руководит Группой Галактического Центра UCLA. «Для нас это происходит прямо сейчас, но на самом деле это случилось 26 000 лет назад!».

Это первый из многих тестов общей теории относительности, которые исследовательская группа Гез намерена провести в будущем. Все они будут связаны с анализом звезд возле сверхмассивной черной дыры. Среди этих объектов больше всего ее интересует S0-102, которая имеет самую короткую орбиту, поэтому для совершения полного оборота вокруг черной дыры ей требуется 11,5 лет. У большинства звезд, изучаемых Гез, орбиты превышают продолжительность человеческой жизни.

Черные дыры имеют такую высокую плотность, что ничто не может избежать их гравитационного притяжения, даже свет. Как только что-то пересекает «горизонт событий» черной дыры, оно уже не сможет вырваться из него. Однако звезда S0-2 по-прежнему находится довольно далеко от горизонта событий, даже при максимальном приближении к черной дыре, поэтому ее фотоны не втягиваются в нее.

Новости партнёров:

Новости по теме:

  1. Специалисты назвали несколько причин почему женщины живут дольше мужчин
  2. Пользователи сети встали на сторону отца, напавшего на воспитательницу
  3. Дроны: светлое будущее или опасность?
  4. Доктора предупредили об опасности пуховых одеял