【物理前沿】爱因斯坦的引力理论面临考验！科学家首次检验恒星黑洞相遇中的相对论效应(2)

 

对Genzel的团队来说，这是一场为及时准备好其干涉仪器，即重力的竞赛。“我们总是快到最后期限了。这对整个团队来说是极大的压力。 [本文来自：www.11jj.com]

 

自3月以来，，各小组在5月19日最接近S2的前后定期监测S2。通过图像，他们可以跟踪恒星在天空中的明显路径，通过分光仪，他们可以测量恒星在另一个维度上的速度——它的“径向速度”——通过它的多普勒频移。他们希望看到爱因斯坦预测的两种效应。第一种是引力红移，是光子从黑洞强烈引力场中逃逸时能量的降低。第二种被称为相对论横向多普勒效应——由爱因斯坦早期的特殊相对论理论预言——是一种红移，当一个物体沿着视线的方向移动时发生。

 

在今天发表在《天文学与天体物理学》上的一篇论文中，Genzel的团队报告了相对论效应的联合作用，黑洞的重力红移S2的径向速度每秒200公里，这只是它整体速度的一小部分。结果与相对论的预测吻合，与牛顿引力理论不一致。MPE的成员Stefan Gillessen说:“我们对这个结果非常高兴。”盖兹说，她的团队做出了一个深思熟虑的决定，推迟公布结果。“我们已经有了结果，将于9月份公布。她表示，我们希望看到“密切接触”的所有阶段。

 

广义相对论以前曾多次在地球实验和天体物理观测中得到验证，而且总是顺利通过。最严格的测试包括对中子星和最近对合并黑洞的引力波观测。但这些情况涉及的天体最多只有几十个太阳质量。涉及Sgr A*的测试进入了极端引力场的领域。“这种质量尺度是未经测试的，”吉勒森说，物理学家们渴望看到相对论如何在这样的条件下站起来。

 

这两个团队都预测爱因斯坦的理论会得到进一步的证实。“这是广义相对论测试阶梯上的第一步，”Gillessen说。在接下来的一两年里，他们希望看到S2的发展轨迹与16年前的轨迹有轻微的偏离。这是由于相对论所预言的一种现象，称为史瓦西岁差旋进，在这种现象中，恒星的轨道轴在每条轨道上都会发生微小的偏移。“我们已经开始看到它了，但还需要一两年的时间才能使(数据)稳健起来，”Genzel说。