愛因斯坦的理論，真的正確嗎？

通過分析銀河系中心巨型黑洞對其附近恒星的極強引力，天文學家已經證明，愛因斯坦關于時空的觀點仍然是對引力影響的最佳描述。

圖解: 藝術家對恒星S0-2的描述是來自于它經過了銀河系中心的超大質量黑洞。 當恒星靠近超大質量黑洞時，它會經歷由愛因斯坦廣義相對論所預測的引力紅移。

根據愛因斯坦的廣義相對論，重力是由質量扭曲了空間和時間引起的。物體質量越大，其引力越強。

科學家們已經在相對較弱的引力場中，像地球和太陽系，驗證了廣義相對論的預示。在存在更強大的引力場的情況下——例如被認為幾乎所有大型星系的中心都存在的超大質量黑洞——研究人員可能會發現違反廣義相對論的現象，這種現象可能形成一種有助于解釋宇宙奧秘的理論，如暗物質和暗能量。

加州大學洛杉磯分校的天文學教授和該研究的主要作者安德里亞蓋茨在一份聲明中說：“愛因斯坦是對的，至少現在是這樣。” “我們的觀察結果與愛因斯坦的廣義相對論一致。但是，他的理論肯定存在一些缺陷。”

在這項研究中，天文學家主要研究的是超大質量黑洞人馬座A *，通常縮寫為Sgr A *。這個位于銀河系中心的巨人，質量大約是太陽的400萬倍，直徑約為1460萬英里（2360萬公里）。

科學家在監測S0-2恒星期間，該天體運行在16年的軌道上，最接近人馬座A *。這顆恒星距離黑洞很近，有120個天文單位（AU）—— 一個AU是地球和太陽之間的平均距離，大約9300萬英里（1.5億公里）——運行速度高達光速的2.7％。

通過在夏威夷使用凱克天文臺，雙子座天文臺和斯巴魯望遠鏡，天文學家成功地追蹤了S0-2在3D中的完整軌道。他們將這些數據與過去24年來的測量結果相結合。

科學家研究了廣義相對論的預測，即“引力紅移”，它認為重力可以扭曲光線。就像車輛駛向人們時，救護車警報器聲音會相對更高，并且隨著車輛向外移動音調會變低。同理，隨著引力場下降的光線會轉移到光譜的藍色端，而從引力場中逃逸出來的光則會移向紅色端。

圖解: 質量龐大的星球上所發出的光遠離星球時，會發生紅位移——從藍色偏到紅色。

“這些測量標志著一個時代的開始，在這里我們可以利用星系中心超大質量黑洞周圍的恒星軌道來研究引力的本質。”

“理論中早已存在這種說法，但是能夠真正的做到這一點還是足夠令人興奮的，”Do 說。“這是通往廣義相對論和其他引力理論的未來的一塊里程碑，有著很強的實驗意義。”

圖解: 大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請注意引力透鏡效應，從而產生兩個放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現在頂部，扭曲成一個弧形。

從S0-2中檢測到的光譜揭示了它在人馬座A *的極端引力所經歷的紅移與廣義相對論一致。能夠看到廣義相對論的預測是令人極其“驚訝的”。“愛因斯坦在創造他的理論時都不知道黑洞，更不用說超大質量的黑洞。”Do說。

圖解: 人馬座A*（中央）與兩個光回波（圈內）

這項關于S0-2的研究是科學家計劃在人馬座A *附近的恒星上進行的廣義相對論的第一次研究。其中一個目標是S0-102，它是在超大質量黑洞附近超過3000顆恒星中軌道最短的，需要11.5年才能環繞一周。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Y張- livescience

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