Общая теория относительности Алберта Эйнштейна предсказывает и объясняет множество удивительных явлений. И даже по сей день ученые делают новые открытия, которые служат очередными доказательствами этой теории. Последним из таких открытий стали наблюдения ученых-астрономов из института Макса Планка, которые изучали то, как гравитация сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре Млечного Пути, искажает и преломляет свет от звезд, находящихся рядом и за черной дырой относительно Земли.
В своих наблюдениях ученые задействовали инфракрасные инструменты Gravity, Sinfoni и Naco, которые являются составными частями телескопа Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории. Этот телескоп был наведен на центр нашей галактики, туда, где “обитает” сверхмассивная черная дыра Sagittarius A*, окруженная группой звезд, двигающихся вокруг нее на большой скорости.
Одна из звезд-спутников черной дыры, S2, совершает один оборот на 15 земных лет, а ее самый близкий к дыре проход произошел 19 мая этого года. В это время звезда была подвержена максимальному влиянию гравитационных сил черной дыры, что дало ученым возможность провести проверку сразу нескольких различных и противоречивых теорий, имеющих отношение к гравитации.
Инструменты Gravity и Sinfoni использовались для измерения скорости и текущего местоположения звезды S2. Эти данные, объединенные с данными, собранными в момент предыдущего максимального сближения звезды и черной дыры, были сравнены с прогнозами, рассчитанными с точки зрения классической ньютоновой гравитационной физики, общей теории относительности и других теорий.
И самый точный прогноз, который практически сошелся с результатами наблюдений, обеспечила именно Общая теория относительности Альберта Эйнштейна. Для сравнения, самый неточный прогноз пришелся на долю более простой ньютоновой модели. А ключевым моментом, обеспечившим возможность сравнения, стал эффект гравитационного красного смещения, который является проявлением влияния гравитации черной дыры на свет от находящейся неподалеку звезды.
Напомним нашим читателям, что черные дыры получили свое название из-за того, что они являются идеальным физическим черным телом. У каждой черной дыры есть условная граница, так называемый горизонт событий, пройдя который ни материя, ни излучение любой природы не могут вернуться назад и падают в бездну гравитационного колодца.
Несмотря на то, что звезда S2 находилась очень далеко от горизонта событий черной дыры Sagittarius A*, излучаемый ею свет замедлялся, попав под влияние мощных гравитационных сил, за счет чего его длина волы увеличилась и спектр света сместился в красную сторону.
Астрономы собираются продолжить изучение взаимодействия сверхмассивной черной дыры Sagittarius A* с звездой S2 и другими близлежащими звездами. И собранные при этом данные будут использоваться для подтверждения или опровержения существующих теорий, и, вероятно, для составления новых теорий, которые позволят более точно объяснить результаты практических наблюдений.