廣義相對論再次被驗證!黑洞周圍恆星上演「玫瑰舞」

2021-01-08 新浪科技

來源:新浪科技

天文學家利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測到這顆恆星,發現該恆星的運行軌跡猶如玫瑰花結。廣義相對論認為宇宙空間、時間和引力存在相互作用,並且像黑洞這樣大質量天體能夠扭曲其周圍的空間,影響周圍恆星的運行軌跡。

新浪科技訊 北京時間4月17日消息,據國外媒體報導,目前,天文學家首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行,而這顆恆星在黑洞周圍閃爍舞動,正好符合阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論的預測結果。

這項最新研究報告發表在4月16日出版的《天文學與天體物理學雜誌》上。天文學家利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測到這顆恆星,發現該恆星的運行軌跡猶如玫瑰花結。廣義相對論認為宇宙空間、時間和引力存在相互作用,並且像黑洞這樣大質量天體能夠扭曲其周圍的空間,影響周圍恆星的運行軌跡。

艾薩克·牛頓的引力理論認為恆星運行軌道應當像一個橢圓,但事實並非如此,這種玫瑰花結的恆星軌道支持著愛因斯坦的廣義相對論。愛因斯坦的廣義相對論預測——某天體圍繞另一個天體的束縛軌道不是封閉的,不像牛頓萬有引力定律那樣,它是在運動平面上向前。

 特殊效應

首次在水星軌道發現的太陽引力作用,是支持廣義相對論的第一個證據,100多年後的今天,我們發現環繞銀河系中心人馬座A*緻密射電源的一顆恆星存在類似的特徵,該觀測進一步驗證了人馬座A*是一個太陽質量400萬倍的大質量黑洞。

人馬座A*是銀河系中心的一個超大質量黑洞,距離太陽26000光年,我們的太陽系位於銀河系一個巨大旋臂邊緣。在黑洞周圍存在高密度恆星群,最新觀測到這顆恆星就位於高密度恆星群,它被命名為S2,在不足200億公裡的直徑範圍內與黑洞保持「親密接觸」。

它是距離黑洞最近的恆星之一,當它接近黑洞的時候,該恆星以3%的光速運動,繞黑洞運行一周需要16個地球年。馬克斯·普朗克地外物理研究所在跟蹤分析這顆恆星在其軌道上運行25年後,精密測量技術在人馬座A*周圍探測到了S2恆星的「史瓦西進動(Schwarzschild precession)。

恆星軌道通常不是完美的圓形,相反,在恆星自轉過程中,會向內或者向外移動。S2恆星與黑洞的最近距離每次都會改變,這將促進其形成玫瑰花的軌道結構,廣義相對論能夠預測軌道的變化。

黑洞不再神秘

廣義相對論也使我們更深入了解銀河系中心的空間環境,由於該區域被銀河系的氣體和塵埃籠罩,因此我們很難從較遠的距離進行觀測。

對S2恆星的27年觀測驗證了廣義相對論,同時研究人員還分析了恆星光線在接近黑洞時的延伸方式。之前的研究結果表明,恆星釋放的光線符合廣義相對論,現在我們證明S2恆星在人馬座A*周圍的軌道呈現玫瑰花結構,證實了該黑洞的強大引力作用。

未來的新型望遠鏡,例如:歐洲南方天文臺的極大望遠鏡,將觀測到那些更靠近黑洞的微弱恆星。如果足夠幸運的話,就能觀測到非常接近黑洞的恆星,它們能夠真正感受到黑洞的旋轉,這將為檢驗廣義相對論提供一個完全不同的理論支持。(葉傾城)

相關焦點

  • 恆星在黑洞周圍上演「星空舞」 再次印證愛因斯坦的相對論
    據悉,牛頓的引力理論認為,恆星運行軌道應當像一個橢圓,但事實並非如此,這種玫瑰花結的恆星軌道再次印證了愛因斯坦的廣義相對論 廣義相對論認為,宇宙空間、時間和引力存在相互作用,並且像黑洞這樣大質量天體能夠扭曲其周圍的空間,影響周圍恆星的運行軌跡。 資料顯示,人馬座A*(或簡稱為Sgr A *)是銀河系中心的一個超大質量黑洞,是太陽質量的400萬倍,距離太陽26000光年。
  • 超大質量黑洞與周圍恆星上演「玫瑰舞」
    來源:經濟日報據美國太空網16日報導,歐洲科學家歷經近30年研究,首次發現圍繞銀河系中央超大質量黑洞人馬座A*旋轉恆星的行進軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預測精準吻合,再次驗證了廣義相對論的正確性。研究合作者、德國馬克斯·普朗克外星物理學研究所所長雷因哈德·根澤爾在一份聲明中說:「廣義相對論預測,一個物體圍繞另一個物體旋轉的束縛軌道不會像牛頓力學預測的那樣呈橢圓形,而是像玫瑰花結。科學家首次在水星圍繞太陽運行的軌道上觀察到這一效應——這也是首個支持廣義相對論的證據。」
  • 黑洞周圍「玫瑰舞」 廣義相對論是正確的
    黑洞周圍「玫瑰舞」 廣義相對論是正確的!葉傾城據國外媒體報導,天文學家首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行,而這顆恆星在黑洞周圍閃爍舞動,正好符合阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論的預測結果。天文學家利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測到這顆恆星,發現該恆星的運行軌跡猶如玫瑰花結。
  • 超大質量黑洞周圍的恆星舞動:再次驗證了愛因斯坦廣義相對論
    一顆恆星被發現在銀河系中心的超大質量黑洞周圍跳舞,它的軌道被發現形狀不像橢圓,而是像一個玫瑰花結,正如愛因斯坦的相對論預測的那樣。S2星每16年繞銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*運行一周,距離太陽26,000光年。
  • 黑洞周圍「玫瑰舞」
    據國外媒體報導,天文學家首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行,而這顆恆星在黑洞周圍閃爍舞動,正好符合阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論的預測結果。天文學家利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測到這顆恆星,發現該恆星的運行軌跡猶如玫瑰花結。
  • 恆星繞銀河系黑洞的運動,符合廣義相對論的預測
    用ESO的超大望遠鏡(VLT)進行的觀測首次揭示了一顆圍繞銀河系中心超大質量黑洞運行的恆星運動。正如愛因斯坦廣義相對論所預測的那樣,它的軌道是玫瑰花形的,不像牛頓引力理論所預測的是橢圓狀。這是科學家們經過近30年來日益精確地測量,才終於揭開了隱藏在銀河系中心的龐然大物的神秘面紗。
  • 恆星繞黑洞「起舞」畫「花」 再次印證廣義相對論
    4月16日,歐洲南方天文臺宣布,經過27年的努力,人類首次繪製出了一顆恆星繞著銀河系中心"黑洞"運動的軌跡圖。而這張軌跡圖也再次印證了,愛因斯坦百年前提出的"廣義相對論"。距離太陽兩萬六千光年的銀河系中心,一顆名為S2的恆星,大膽地繞著中間的超大質量黑洞人馬座A*旋轉"起舞"。
  • 人類天文史上首張黑洞圖片再次驗證物理學家愛因斯坦廣義相對論的預測
    M87星系中心黑洞模擬圖顯示等離子體在黑洞周圍旋轉時的運動,藍色薄環是黑洞陰影的邊緣。(神秘的地球uux.cn報導)據東網:去年4月公開的人類天文史上首張黑洞圖片震撼全世界,負責研究的國際科學家團隊周四(1日)在《物理評論快報》發表一項研究結果,指透過分析首張黑洞圖片,再次驗證了物理學家愛因斯坦廣義相對論的預測,但未來需進一步研究來確認該理論是否與天體相匹配。
  • 在銀河系中心超大黑洞周圍「跳舞」的恆星驗證了愛因斯坦的理論
    人馬座A*,銀河系中心的黑洞,距離太陽2.6萬光年,很有可能是離我們最近的超大質量黑洞的所在。它巨大的引力俘獲恆星,讓它們在其周圍的軌道上旋轉。幾十年來,天文學家一直在觀察這個區域內的一顆特定恆星,而新的研究再次驗證了愛因斯坦對引力的理論。
  • 科學家對黑洞的觀察驗證了廣義相對論
    一個國際科學小組宣布了天體物理學的一個裡程碑,利用全球望遠鏡網絡深入觀察具有引力場的天體:彌賽爾87中心黑洞,該彌賽爾87是附近維爾戈星系團中的一大星系。這次觀察驗證了愛因斯坦於1915年提出的廣義相對論與其他自然力量的關係。
  • 首張黑洞動態照片發布,再次驗證廣義相對論
    首張黑洞動態照片發布,再次驗證廣義相對論《自然》雜誌在今天發表文章,題為:」黑洞的第一個圖像現在是電影「(The first-ever image of a black hole is nowEHT 利用全球天文臺網絡,進一步挖掘 M87 星系中心的超大質量黑洞 M87* 在 2009 年至 2017 年的觀察結果,同時與圖像的數學模型結合,合成了黑洞動態圖片,顯示一個不均勻的光團圍繞著 M87* 旋轉。
  • 廣義相對論首次在超大黑洞附近獲驗證
    一個國際天文學家團隊26日宣布,他們利用大型地面望遠鏡對銀河系中心進行觀測,第一次證實超大黑洞附近的引力場效應與廣義相對論百餘年前的預測「完美符合」。  根據愛因斯坦的廣義相對論,光線在強引力場作用下會出現拉伸現象,波長變長,向紅波方向偏移,這被稱為引力紅移效應。黑洞具有超強引力,甚至連光都無法從中逃逸,被認為是檢驗廣義相對論強引力場理論的「完美實驗室」。
  • 距離銀心黑洞最近的恆星,正跳「玫瑰花結舞」
    人馬座a*也是銀河系中最原始最巨大的引力源,因此在它的周圍有著諸多的天體圍繞著它運行,以他為中心的空間中,也是整個沿河系中天體和物質最為密集的地方,據美國太空網4月16日的報導,歐洲天文學家通過近30年的研究發現,圍繞銀河系中央超大質量黑洞旋轉的恆星的運動軌跡與愛因斯坦廣義相對論的預測幾乎完全一致
  • 發現兩個黑洞正在合併:產生高次諧波引力波,驗證了廣義相對論
    ,而坍塌的恆星通常就是黑洞的來源。但是,儘管持續時間很短,還是能夠像愛因斯坦廣義相對論預測的那樣,將信號與預期的黑洞合併相匹配,而且意識到,這是我們第一次目睹了一個中等質量黑洞的誕生,這個黑洞的母體很可能是從較早的雙星合併中誕生。
  • 廣義相對論又被證實!恆星的運行與愛因斯坦的預測不謀而合
    一顆恆星正繞著銀河系的黑洞運轉並精確的按照愛因斯坦的預測移動。舉個例子吧,三十年前,天文學家們曾經觀測過人馬座a星附近的一個星體的運行方式,研究其是否符合愛因斯坦的廣義相對論。歐洲南方天文臺用巨型天文望遠鏡在近期的觀測裡證實,這顆星體的運行軌跡是蓮座形狀的,而這再一次驗證了愛因斯坦的理論是對的。
  • 近日,首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行。
    外媒的《天文學與天體物理學》雜誌發表的最新研究報告顯示,天文學家利用歐洲南方天文臺望遠鏡(一款位於智利阿塔卡馬沙漠的全能望遠鏡)首次觀測到一顆恆星環繞銀河系中心超大質量黑洞運行,運行軌跡猶如舞動的「玫瑰花結」,而這也正好符合愛因斯坦廣義相對論的預測結果。
  • 恆星圍繞銀河系裡的黑洞運動,再次證明了愛因斯坦是正確的
    愛因斯坦的廣義相對論剛剛通過了一場黑洞測試。一項新的研究報告稱,在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座a *軌道上,一顆恆星的運動與廣義相對論的預測完全吻合。「這一觀測上的突破加強了人馬座A*一定是一個質量是太陽400萬倍的超大質量黑洞的證據。上面圖片:歐洲南部天文臺在智利的超大型望遠鏡進行的觀測首次揭示出,繞銀河系中心超大質量黑洞運動的一顆恆星正像愛因斯坦的廣義相對論所預測的那樣運動。它的軌道形狀像玫瑰花結,而不是牛頓萬有引力理論所預言的橢圓。
  • 人類首次發現恆星在超大質量黑洞周圍「舞動」!這花式走位正如...
    在近 30 年的追蹤觀測之後,科學家再次驗證了廣義相對論的預測。1916 年,愛因斯坦發表廣義相對論,預言圍繞銀河系中心超大質量黑洞運行的恆星的運轉軌跡就像玫瑰花結一樣。是不是想起了童年玩過的萬花尺?約 30 年前,天文學家開始對一顆繞銀河系中心黑洞人馬座 A * 軌道運行的恆星 S2 進行持續的觀測工作。在獲得了 330 次恆星位置、速度的數據後,確定了 S2 在人馬座 A * 周圍的花式走位,再次證明了廣義相對論預測的正確性。
  • 黑洞照片再次驗證相對論
    的圖像的分析再次驗證了愛因斯坦的理論。M87*正是研究人員於2019年EHT團隊拍攝第一張黑洞圖像時使用的那個黑洞。「這真的只是個開始,」高級研究所的天體物理學家、這項研究的論文合著者Lia Medeiros在一份新聞稿中說道,「我們現在已經證明,利用黑洞的圖像來測試引力理論是可能的。」
  • S2恆星軌道進動完全吻合廣義相對論,愛因斯坦再度勝出
    圍繞銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*運轉的S2恆星,是天文學家最喜歡拿來驗證愛因斯坦的研究對象;經過近30年監測,現在一篇新研究發現S2恆星軌道發生微小變化,並且該運動與愛因斯坦的理論完全吻合。在銀河系的中心,有數百顆恆星都圍繞著超大質量黑洞人馬座A* 運行。數十年來,科學家一直在關注恆星的運動,這是測試愛因斯坦廣義相對論最好的場所之一,在這其中,最接近黑洞的S2恆星最特別,其軌道周期約16年。