Эйнштейн был прав

Это перевод статьи space.com от 9 августа 2017 года

Изучив движение гигантской звезды в центре нашей галактики, ученые еще раз убедились, что Эйнштейн был прав насчет гравитации.

Группа астрономов из Германии и Чешской Республики следили за 3 звездами в окрестности сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь. Ученые использовали данных с нескольких телескопов, в том числе с Очень большого телескопа в Чили.


На этой фотографии в ближней инфракрасной области спектра показана черная дыра в центре нашей галактики и гигантская звезда S2 возле нее. Положение черной дыры отмечено оранжевым крестом. Credit: ESO/MPE/S. Gillessen et al.

Орбита одной из звезд, S2, имеет особенности, которые, по словам ученых, можно объяснить релятивистскими эффектами. Если наши выводы подтвердятся, это будет означать, что общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна работает даже в экстремальных условиях — в окрестности черных дыр с массой 4 миллиона солнц. Согласно ОТО массивные объекты искривляют пространства вокруг себя, заставляя другие тела отклоняться от прямолинейных траекторий.

«Для проверки ОТО обычно изучают гравитационные эффекты от Солнца или звезд в одну или несколько солнечных масс», — сказал руководитель группы Андреас Экарт, профессор экспериментальной физики из Кёльнского университета (Германия). «Впрочем, LISA сможет регистрировать гравитационные волны от объектов в несколько десятков масс Солнца».

«Звезды, за которыми мы наблюдали, расположены очень близко к черной дыре, поэтому их скорость составляет 1-2% от скорости света, — говорит Экарт. От черной дыры их отделяет всего 100 а.е., очень мало по галактическим масштабам (среднее расстояние от Солнца до Плутона 39 а.е. — 5.9 миллиардов километров)».

Использовать объекты на орбите массивных тел для изучения релятивистских эффектов — не новая идея; еще в XIX веке ученые заметили, что движение Меркурия отличается от предсказанного классической теорией притяжения Ньютона. Сначала они приписали это влиянию новой неизвестной планеты — Вулкана. Однако в 1915 Эйнштейн показал, что все можно объяснить с помощью теории относительности.


Так в представлении художника выглядят три звезды в окрестности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Ученые уверены, что орбиты звезд согласуются с общей теорией относительности Эйнштейна. Credit: ESO/M. Parsa/L. Calçada)

Наблюдения за Меркурием тоже показывают правоту Эйнштейна, но гравитация Солнца намного слабее, чем у черной дыры. Поэтому Экарт и его команда решили проверить теорию в более экстремальных условиях. Гравитационное линзирование, которое наблюдают астрономы, не оставляет сомнений в реальности искривления пространства массивными телами. Заслуга немецких и чешских ученых в том, что они первыми провели точные измерения орбит тел в непосредственной близости от черной дыры.

«Это еще не предел наших возможностей», — убежден Экарт. «Мы улучшим наш результат, точнее измерив положение звезд. С помощью более совершенных спектрографических измерений мы собираемся изучить движение S2 еще тщательнее».