Den grundläggande fysikens lagar, från pennan av Isaac Newton i den 17: e talet, fungerar inte i alla fall. Man behöver bara använda dem till mycket snabbt, nästan ljusets hastighet rörliga föremål eller saker som är tyngre stjärnor, och sedan ger de upp den slappa. I sådana fall, kommer till hjälp av den utvidgade teorin om rörelse och gravitation – den Allmänna relativitetsteorin. Relativitetsteorin fungerar mycket bra. Detta framgår av den beprövade förutsägelser som gjorts nästan 100 år senare. Men frågan är: är det bra?
För att ta reda på, ett team av forskare används en uppsättning data samlas in över 20 år av olika teleskop för att se runt Sagittarius A*, mitt i vår galax vintergatan, som är en förmodligen ett svart hål, rotera tre specifika stjärnor. På grundval av resultaten, de har skapat ett mycket allvarligt test för den Allmänna relativitetsteorin.
“Nu detta test kan anses vara ett test på samstämmighet. Vi kontrollerat de uppgifter som förväntas erhålla enligt relativitetsteorin, och hittade mycket tydligt tecken på den förväntade svar,” kommenterade studien författaren Andreas Eckart.
Vetenskapsmän som Einstein har utvecklat sin teori för att förklara vad de inte kan förstå. Så snart som en ny teori, för att sedan testa det på sin bas, forskare försöker skapa kontrollerbara förutsägelser. För att ytterligare testa forskare bör antingen bekräfta att dessa förutsägelser är verkligen riktigt, samma som gravitationsvågor, förutspådde nästan hundra år sedan, och var faktiskt med att öppna under 2016 eller försöker förneka dess giltighet, tillämpning av teorin i de mest komplicerade fall som den vi pratar om i dag.
Det team som samlat in data från flera viktiga studier, liksom observationer som genomförs av Very large telescope (VLT) med stjärnor S2, S38 och S55/S0-102. Objekt som kretsar runt Sagittarius A*, förmodligen ett supermassivt svart hål med en massa på fyra miljoner gånger Solens massa, och ligger i centrum av vår galax. Forskarna var att kunna jämföra data om banor av dessa objekt med matematiska värden, förutspås av Einsteins teori. Resultaten kommer snart att publiceras i den vetenskapliga tidskriften Astrophysical Journal.
Studien upptäcktes en liten skillnad i rörelse stjärniga S2. Det är bara 1/6 av en examen med hänsyn till den ståndpunkt som den förväntade bana och bara ett par procent från dess form. Men dessa skillnader är förenliga med förutsägs av teorin om relativistiska effekter. Det är därför möjligt att säga att detta är det första fallet där forskare har testat effekterna av den Allmänna relativitetsteorin för stjärnor som kretsar kring supermassivt svart hål.
Men slutsatserna är inte nödvändigt att tala. Trots mängden av data som samlats in under två decennier har forskare kunnat inspektera bara tre stjärnor, samtidigt som vi noterar den stora osäkerheten i deras uppskattade värde. Med andra ord, det finns fortfarande många möjligheter att bevisa att albert Einstein var fel.
“För att kontrollera om det finns några brister, är det nödvändigt att uppnå en betydande förbättring av förhållandet mellan signal/brus. Om detta kommer att leda till en viss snedvridning av resultaten, kan jag inte säga, säger Eckart.
Forskare anser att mätningar av dessa stjärnor kan användas i andra experiment för att testa riktigheten av relativitetsteorin. Trots den svaga signaler fångas, forskarna hoppas att insamling av ytterligare data kommer att bidra till att förbättra resultatet. Trots detta, en tredje part forskarna tror att ett viktigt steg har tagits för nu.
“Från min synvinkel, detta arbete är anmärkningsvärt för det faktum att han försöker att testa teorin om gravitation i de förhållanden som mycket liten genomfördes inspektioner”, säger Tessa Baker, en postdoktoral forskare vid Oxford University.
Hon håller med om att i mitten av galaxen kan vara många faktorer som kan störa mätningar, men anser att “teamet genomförde mycket allvarliga och omfattande arbete med insamling och verifiering av data.” Och hon skulle verkligen vilja se vilka förändringar i den Allmänna relativitetsteorin kan visas i dessa mätningar.
Einsteins teori har genomgått en större test
Nikolai Khizhnyak