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    最新!引力证实了广义相对论在银河系中心巨大黑洞附近的预测

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      普朗克

      再一次证明爱因斯坦的伟大!昨天7月25日科学家宣布在火星发现液态水湖,引起广大网友们纷纷热议,可谓各种美好的想象都有浮现,今天“博科园”要跟大家分享的最新证明是百年前爱因斯坦的相对论理论,你有耳闻吧?欧洲南方天文台(ESO)的超大型望远镜(VLT)首次观测到爱因斯坦所预言的广义相对论效应,即当一颗恒星经过人马座a *(银河系中心一个巨大黑洞)的强引力场时的运动。这些结果是由德国马克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)领导联盟获得,还包括CNRS、巴黎天文台(PSL)、格勒诺布尔-阿尔卑斯大学和几所法国大学。

      最新!引力证实了广义相对论在银河系中心巨大黑洞附近的预测

      人马座A*和星团。图片:Paris Observatory / LESIA

      博科园-科学科普:这些发现是在智利ESO望远镜的26年观察的顶峰,由协会于2018年7月27日在天文学和天体物理学上发表。人马座A* (Sgr A*)位于银河系的中心,距离地球26000光年。这个黑洞的质量是太阳的400万倍,它的周围环绕着一个星团(S恒星)当它们接近黑洞时,其速度达到令人难以置信的速度。广义相对论描述了物质对恒星运动的影响,更具体地说,在这种情况下,黑洞对周围恒星的影响。Sgr A*的恒星位于银河系最强大的引力场中,是测试爱因斯坦广义相对论的完美实验室。

      天文学家使用了三颗VLTs——NACO, SINFONI,以及最近的引力(跟踪一颗Sgr A*系统中的一颗恒星)S2——在2018年5月19日经过黑洞附近前后。引力达到了50微弧秒的分辨率:从地球上可以看到一个网球落在月球上的角度。这种精确度使我们能够尽可能地探测到靠近黑洞的S2的逐小时运动。当S2以仅为地球与太阳距离120倍的距离经过Sgr A*时,它的轨道速度达到了8000千米/秒:光速的2.7%。这些极端条件足以使S2星受到广义相对论的影响。

      通过结合先前使用NACO和SINFONI进行的测量,加上重力对S2位置的精确,天文学家能够探测到爱因斯坦预测的重力红移。红移影响引力场中的光源,这里是黑洞。这种现象产生了波长向光谱中红色部分的偏移,这是由测量仪器检测到的。这是第一次在黑洞的引力场中测量这种效应。这些结果与广义相对论的理论是完全一致的(并没有解释牛顿的理论,排除了这种变化)。它们是更好地理解强引力场影响的重大突破。几个月后将会检测到由于重力引起的S2轨道的变化,并可能得出黑洞周围质量分布的信息。

      博科园-科学科普|参考期刊文献 :《 Astronomy & Astrophysics》|研究/来自:CNRS,Astronomy & Astrophysics (2018). DOI: 10.1051/0004-6361/201833718

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