Новое подтверждение теории относительности Эйнштейна и поиск квантовой гравитации
В центре нашей галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Она удалена от нас на расстояние, для прохождения которого свету требуется 26 тысяч лет.
Черную дыру нельзя увидеть, поскольку ее гравитационное поле настолько сильное, что ничто, даже свет, не может покинуть ее пределы. Черную дыру, однако, можно обнаружить благодаря наблюдению поглощаемой ею материи и движения звезд.
Хотя в нашей галактике много космической пыли, в инфракрасном излучении можно увидеть, что звезды в ней движутся не хаотически, а по орбитам вокруг располагающегося в центре массивного компактного объекта, который может быть лишь черной дырой. В результате многолетнего исследования были установлены орбиты нескольких десятков индивидуальных звезд. Изучение движения и излучения звезды S2 позволило впервые проверить теорию относительности вблизи сверхмассивной черной дыры.
Звезда S2 движется по эллиптической орбите с периодом 16 лет. В мае 2018 г. во второй раз наблюдалось ее максимальное сближение с центром галактики, при котором расстояние между ней и черной дырой составило всего лишь 120 расстояний между Землей и Солнцем, а скорость достигла приблизительно 8 000 км в секунду.
При такой скорости становятся заметными релятивистские эффекты, описываемые специальной теорией относительности Эйнштейна. В сильном гравитационном поле черной дыры становятся также заметными эффекты, описываемые общей теорией относительности — теорией гравитации как искривленного пространства-времени.
Ученые теоретически вычислили и измерили на опыте сдвиг в спектре излучения звезды S2, в который вносят вклад релятивистский поперечный эффект Доплера, предсказываемый специальной теорией относительности, и эффект гравитационного красного смещения, предсказываемый общей теорией относительности.
Продолжение статьи читайте в ноябрьском номере журнала "Наука и техника". Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
Новинка на нашем сайте - монографии-фотоальбомы Анатолия Верстюка, посвященные эскадренным миноносцам. В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
