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准备了16年,爱因斯坦广义相对论的预测终获验证

科普小知识2022-07-11 22:33:33
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经过16年的准备,爱因斯坦对广义相对论的预测终于得到了验证。

人类第一次观察到一颗恒星在银河系中心的超大质量黑洞附近加速。

据英国《卫报》7月30日报道,人类首次观测到一颗恒星在银河系中心的超大质量黑洞附近加速,这也是迄今为止观测到的距离黑洞最近的恒星。天文学家为这次观测做了16年的精心准备,结果成功地验证了爱因斯坦对广义相对论的预测。

天文学家认为,大多数星系的中心应该包含一个超大质量黑洞,包括银河系中心的一个黑洞,它大约是太阳直径的10倍,质量是太阳的400万倍。这一次,国际天文学家小组使用了由智利帕瑞那天文台的欧洲南方天文台建造的超大型望远镜(VLT),通过银河系中心追踪被称为“S2”的超强引力场。5月19日,这颗恒星到达了离银河系中心黑洞最近的点,距离是太阳和地球距离的120倍。这时,它被加速到8000公里/秒的惊人速度,相当于光速的2.7%。为了观察这一时刻,天文学家投入了巨大的能量和最精密的仪器,并且已经“运行”了16年,也就是说,恒星围绕黑洞运行所需的时间。

德国马克斯·普朗克外星物理研究所的科学家赖因哈德·甘塞尔领导了这项研究。他说这是引力红移第一次如此清晰地出现在移动的物体上。经过多年的准备,科学家们充分利用这个独特的机会来观察相对论效应。引力红移是天体在强引力场中发射的电磁波波长变长的现象。从广义相对论可以推断,当从远离引力场的地方观察时,引力场中辐射源发出的谱线波长变长,这叫做红移。只有当引力场非常强时,才能探测到重力引起的红移。

这项研究的相关报告发表在最近的《天文学和天体物理学》杂志上。