نظریه نسبیت عام انشتین در کهکشان راه شیری به چالش کشیده شد

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، دانشمندان با استفاده از یک ابر سیاه چاله نظریه نسبیت عام انشتین را بار دیگر به چالش کشیدند. با بررسی ستاره‌های نزدیک یک ابرسیاه چاله در مرکز راه شیری، اختر شناسان اظهار کردند نظریه انشتین درباره فضا-زمان به عنوان بهترین توصیف برای گرانش همچنان صادق است. براساس این نظریه گرانش نتیجه تاثیر جرم بر خمیدگی فضا-زمان است یه به عبارت بهتر هر چه جرم بیشتر باشد گرانش بیشتر خواهد بود.

دانشمندان به طور وسیع پیش بینی‌های نسبیت عام را در میدان‌های گرانشی نسبتا ضعیف مانند زمین و خورشید تست کرده بودند، اما این بار آن‌ها صحت این نظریه را در میدان‌های گرانشی بزرگی مانند ابر سیاه چاله‌هایی که در قلب کهکشان‌ها هستند بررسی کردند تا شاید نقضی در این نظریه یافته و منجربه نظریه‌های جدیدی شود که بتواند عجایبی مانند نیروی جسم سیاه را توضیح بدهد.

اندریا گز، پرفسر دانشگاه کالیفرنیا بیان کرد: تا به امروز این نظریه درست بوده است و مشاهدات ما با نظریه نسبیت عام انشتین مطابقت دارد اگرچه نظریه او کاملا نتوانسته گرانش سیاه چاله‌های را توضیح بدهد. امروزه ما به یک نظریه جامع‌تری احتیاج داریم که بتواند علت گرانش سیاه چاله ها را نیز توضیح بدهد.

در مطالعات جدید اخترشناسان بر روی یک ابر سیاه چاله در هسته راه شیری به نام «Sagittarius A*Sgr A*» که جرمی ۴ برابر خورشید و قطری معادل ۲۳.۶ میلیون کیلومتر دارد تحقیق کرده اند.

دانشمندان ستاره SO-۲ را در سال ۲۰۱۸ وقتی که در مدار ۱۶ ساله اش به نزدیک‌ترین فاصله از سیاه چاله در حدود ۱۲۰ واحد نجومی با سرعت ۲.۷ درصد سرعت نور (میانگین فاصله بین زمین و خورشید حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر) رسید، زیر نظر گرفتند. اختر شناسان با استفاده از اطلاعات رصد خانه‌های کک و جمینی و تلسکوپ سوبارو در هاوایی، و اطلاعات ۲۴ سال اخیر توانستند بصورت D۳ مدار کامل SO-۲ را دنبال کنند.

محققان در یک پژوهش پیش بینی نسبیت عام که با عنوان «انتقال به سرخ گرانشی» (جایی که گرانش نور را منحرف می‌کند) شناخته می‌شود را بررسی کردند. همانطور که میزان صدای آژیر آمبولانس هنگام نزدیک و دور شدن به یک فرد تغییر میکند؛ نور نیز هنگام نزدیک شدن به میدان گرانشی به سمت آبی طیف و هنگام دور شدن از آن به سمت قرمز طیف تغییر می‌کند.

توان دو استاد دانشگاه کالیفرنیا اظهار کرد: این اندازه گیری‌های شروع مبدا یعنی جایی که میتوان طبیعت گرانش را با استفاده از مدار‌های ستاره‌های اطراف ابرسیاه چاله بررسی کرد، نشان میدهند. این یک فرایند طولانی است، اما دستیابی به آن واقعا شگفت انگیز است. این یک مرحله مهم در راه پیش رو و انجام آزمایش‌های قوی تری برای بررسی نظریه نسبیت عام و دیگر نظریه‌های گرانش است.

طیف نوری که با SO-۲ شناسایی شده انتقال به سرخی گرانشی که ناشی از گرانش زیاد Sgr A* است و با نظریه نسبیت عام مطابقت دارد را آشکار می‌سازد. توان دو افزود: این بسیار هیجان انگیز است که انشتین زمانی این نظریه را داد که سیاه چاله‌های و ابرسیاه چاله‌ها شناخته شده نبودند.

تحقیق بر روی SO-۲ یکی از هزاران تحقیقی است که دانشمندان قصد دارند روی ستاره‌های اطراف ابرسیاه چاله انجام بدهند. یکی از این اهداف ستاره SO-۱۰۲ است که کوچکترین مدار در بین بیش از ۳۰۰۰ ستاره نزدیک ابرستاره را دارد و ۱۱.۵ سال طول می‌کشد تا بچرخد.