天の川銀河の中心にある超大質量ブラック ホールの近くを通過する星の測定値は、高重力環境におけるアインシュタインの一般相対性理論の予測を裏付けています。
私たちの銀河系の中心にある超大質量ブラック ホールを周回する星の詳細な研究により、アインシュタインの一般相対性理論は、この大規模な時空イベントの周りで重力から逃れようと奮闘する光の挙動の記述において正確であることが明らかになりました.
この分析は — Tuan Do、Andrea Ghez と同僚によって行われました— —いて座 A* として知られる超大質量ブラック ホールの近くを周回する星から放出される光の重力赤方偏移を検出することを含みました .赤方偏移は、恒星がその軌道上でブラック ホールに最も近づいたときに測定されました。
チームは、星が重力赤方偏移を経験したことを発見しました —これは、光が重力の効果によってより長い波長に引き伸ばされ、電磁スペクトルの赤い「端」に向かっているときに発生します—ブラックホールに近づくにつれて、アインシュタインの理論に準拠しています一般相対性理論とその重力に関する予測
同時に、この結果は、重力赤方偏移を説明できないニュートン理論による予測を無視しています。
一般相対性理論とニュートンの重力計算との主な違いは、ニュートンが重力を物理的な物体間に作用する力として想定していたのに対し、アインシュタインの理論は重力を幾何学的現象と見なしていたことです。
それが占める大量の「曲線」スペースの存在。光を含む物理的なオブジェクトは、この曲率に従わなければなりません。ジョン・ウィーラーの悪名高い言葉のように、「物質は空間に曲がり方を伝え、空間は物質に動き方を伝えます。」
高重力領域での相対性理論のテスト
新しい研究は、GRAVITY コラボレーションによって昨年行われた分析に似ていますが、この新しい拡張分析では、チームは新しいスペクトル データを報告しています。
一般相対性理論は、地球や太陽系などの比較的弱い重力場で徹底的にテストされてきましたが、昨年まで、天の川銀河の中心にあるブラック ホールほど大きなブラック ホールの周りではテストされていませんでした。
射手座 A を急速に周回する星の観測 * 極端な重力環境で評価される一般相対性理論の方法を提供します。
Do は、この種のテストが重要である理由を説明しています:
その結果を得るために、チームは、2018 年に巨大ブラック ホールに最接近したときの星 S0-2 の新しい観測結果を分析しました。次に、このデータを Ghez と彼女のチームが過去 24 年間に行った測定値と組み合わせました。
チームには、ここから利用できる調査の多くの手段があります、と Tuan は言います。
チームはまた、観測の時間ベースラインが増加し、技術が向上するにつれて、これらのテストに S0–2 以外の星を使用し始めることができるはずです
この調査は、 の 2019 年 7 月 26 日号に掲載されています 科学 .
