Ogólna teoria względności Alberta Einsteina została poddana kolejnym rygorystycznym testom. Przez ostatnie 26 lat, skupiano się na obserwacji supermasywnej czarnej dziury, która znajduje się w samym centrum Drogi Mlecznej. Ogólna teoria względności pozwoliła przewidzieć ruchy gwiazd, przelatujących przez potężne pole grawitacyjne w pobliżu czarnej dziury.

W centrum naszej galaktyki, około 26 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. W jej pobliżu znajdują się gwiazdy, które krążą wokół tej czarnej dziury i poddawane są wpływom silnego pola grawitacyjnego. Międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez Reinharda Genzela z Instytutu Maxa Plancka, wykorzystał to miejsce w kosmosie do przetestowania ogólnej teorii względności.

Z pomocą instrumentów GRAVITY, SINFONI oraz NACO, które znajdują się na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile, astrofizycy obserwowali w podczerwieni ruch konkretnej gwiazdy podczas jej bliskiego przejścia w pobliżu supermasywnej czarnej dziury, które miało miejsce w maju 2018 roku. W momencie największego zbliżenia, gwiazda S2 znajdowała się w odległości mniejszej niż 20 miliardów kilometrów od czarnej dziury i przemieszczała się z prędkością 25 mln km/h. Naukowcy porównali uzyskane dane z przewidywaniami różnych teorii grawitacji i okazało się, że obserwacje nie były zgodne z prawem grawitacji Newtona, ale za to wykazano zgodność z ogólną teorią względności Einsteina.

Źródło: ESO/M. Kornmesser

Dzięki najnowszym pomiarom, zaobserwowano tzw. grawitacyjne przesunięcie ku czerwieni. Światło gwiazdy zostało rozciągnięte do większych długości fal przez potężne pole grawitacyjne supermasywnej czarnej dziury. Zmiana długości fali promieniowania emitowanego przez gwiazdę S2 ponownie została przewidziana przez ogólną teorię względności.

Badania ruchu gwiazdy S2 były częścią 26-letnich obserwacji centrum Drogi Mlecznej. Astrofizycy już po raz drugi przyglądali się przejściu tej gwiazdy w pobliżu czarnej dziury, lecz tym razem mieli do swojej dyspozycji o wiele lepsze instrumenty naukowe.

Źródło: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Naukowcy po raz kolejny potwierdzili ogólną teorię względności. W zeszłym miesiącu dokonano również pierwszego precyzyjnego testu teorii Einsteina poza Drogą Mleczną. Tymczasem obserwacje supermasywnej czarnej dziury wciąż trwają a astrofizycy zapowiadają, że już wkrótce być może uda im się zaobserwować tzw. precesję Schwarzschilda, czyli niewielką rotację orbity gwiazdy, gdy gwiazda S3 będzie się oddalała od czarnej dziury.