Науковці вперше спостерігали Загальну теорію відносності Айнштайна у дії

Новий аналіз астрономічних даних з Дуже великого телескопа та Європейської південної обсерваторії показав, що рух зір довкола масивної чорної діри у центрі Чумацького шляху супроводжується помітними релятивістськими ефектами, які передбачив Айнштайн.

Дослідники помітили, що орбіта зорі S2 дещо відхиляється від траєкторії руху, яку визначають закони класичної фізики.

Відкриття неабияк надихнуло вчених та астрономічну спільноту, адже це унікальне явище простору-часу можна буде незабаром дослідити за допомогою нового інструменту GRAVITY: зоря S2 наблизиться до чорної діри у 2018 році.

Наша надмасивна чорна діра

За розрахунками вчених, на відстані 26 000 світлових років від Землі, у центрі нашої галактики, знаходиться надмасивна чорна діра. Маса ґарґантюа складає близько 4 мільйонів мас Сонця. Це дозволяє їй утримувати біля себе цілу групу зір, які рухаються довкола з шаленою швидкістю. Потужне гравітаційне поле є чудовим майданчиком для спостережень та вивчення гравітаційних ефектів, зокрема тих, які описав Альберт Айнштайн у Загальній теорії відносності.

Команда астрономів з Німеччини та Чехії розробила новий алгоритм аналізу даних та застосувала його до наявних даних про рух зір довкола чорної діри за останні 20 років. Потім вони порівняли орбіти руху зір з математичними розрахунками з використанням Ньютонівської класичної механіки та релятивізму Айнштайна.

Зоря S2 в Центрі Чумацького шляху
Зображення орбіти S2 у центрі Чумацького шляху. Біла лінія показує незначне відхилення у траєкторії, якою рухається S2 під час другого оберту з останні 15 років. Це пояснюється релятивістським впливом. Джерело: ESO/M. Parsa/L. Calçada

Вчені помітили незначне відхилення під час руху зорі S2 – її траєкторія більше відповідала Загальній теорії відносності, ніж класичній механіці. Релятивістські ефекти вплинули на форму орбіти S2, змінивши її у межах 2%, та на одну шосту відхилили її від очікуваної площини.

Це підтвердило безпосередній вплив домашньої надмасивної чорної діри та продемонструвало присутність екстремальних гравітаційних умов у цій частині простору.

“Галактичний центр – це дійсно найкраща лабораторія для вивчення руху зір у релятивістському середовищі.”

– зазначив Марзіє Парса, провідний автор дослідження з Кельнського університету –

“Я був вражений тим, як добре нам вдалось застосувати розроблені нами методи на високоточних даних зі змодельованими швидкісними зорями поблизу чорної діри.”

Вчені називають цей аналіз “прелюдією” до майбутніх спостережень. Щойно S2 підійде до чорної діри, дослідники використають усі потужності наукового інструменту GRAVITY. Останній вже активно спостерігає за Центром Галактики. Однак, ніхто не може сказати точно, що наступного року ми не побачимо відхилень від самої Загальної теорії відносності. В такому разі ми нарешті відкриємо розділ “нової фізики”.


Отримуй новини, що визначають майбутнє на свій Email:
Обирай Science Ukraine