«Звездный танец» вокруг черной дыры доказал правоту Эйнштейна — Naked Science
7 минут
София Жаботинская
18

«Звездный танец» вокруг черной дыры доказал правоту Эйнштейна

4.9

Для раскрытия этой тайны потребовалось наблюдение длиной почти в три десятилетия, отслеживающее и анализирующее поведение звезды и гравитационного источника в центре нашей Галактики.

орбита S2
Так выглядит орбита S2, подтверждая общую теорию относительности /© ESO/L. Calçada

Ученые из Института внеземной физики имени Макса Планка (Германия) получили результаты исследования, длившегося 27 лет. Статью с выводами, подтверждающими Общую теорию относительности Эйнштейна, они опубликовали в журнале Astronomy & Astrophysics.

Звезда S2, которая вращается вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A*, находящейся в центре Млечного Пути, делает это по «розеткообразной» орбите, а не по эллиптической. Именно так она должна была двигаться, если бы была верна Общая теория относительности, которая предполагает, что связанные орбиты одного объекта вокруг другого не замкнуты, но прецессируют вперед в плоскости движения. Напротив, если бы движения небесных тел подчинялись только принципам, изложенным в ньютоновской теории тяготения, то звезда двигалась бы по замкнутой эллиптической орбите.

Выяснить это помог длиннейший и точнейший комплекс наблюдений, измерений и анализа, запланированный исследователями и осуществленный в том числе с помощью приборов VLT (Очень большого телескопа — Very Large Telescope).

Большинство звезд и планет имеют некруглую орбиту и поэтому двигаются ближе и дальше от объекта, вокруг которого вращаются. Орбита S2 прецессирует, значит, местоположение ее ближайшей точки к сверхмассивной черной дыре меняется с каждым поворотом, так что следующая орбита сдвигается с поворотом относительно предыдущей. Если сохранить все эти повороты, в итоге получается фигура из «лепестков». Впервые подобный эффект был обнаружен у движения Меркурия вокруг Солнца. Это смещение, открытое в середине ХIХ века, подтолкнуло физиков к поиску объяснения, которое и было дано Эйнштейном.

Общая теория относительности обеспечивает точное предсказание того, как должна была измениться орбита S2, и данные, полученные в результате исследования авторов работы, точно соответствуют этому прогнозу. Этот эффект, известный как прецессия Шварцшильда, никогда ранее не измерялся для звезды, вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры. Обнаружение и подтверждение эффекта на таких небесных телах, как Стрелец A* и S2, не только подтверждают Теорию относительности, но и помогают больше узнать об этих объектах.

Стрелец А* и звезды, образующие скопления вокруг этого компактного источника гравитации, находятся в 26 тысячах световых лет от Солнца. В некотором роде это природная «суперлаборатория», дающая возможность проверять физические и астрономические теории в уникальных условиях экстремальной гравитации. Движение звезды S2 делает ее одной из самых близких к сверхмассивной черной дыре, известных человечеству.

«Поскольку измерения S2 очень хорошо следуют Общей теории относительности, мы можем установить строгие ограничения на то, сколько невидимого материала, такого как распределенная темная материя или возможные более мелкие черные дыры, присутствует вокруг Стрельца А*. Это представляет большой интерес для понимания формирования и эволюции сверхмассивных черных дыр», — говорят Гай Перрен и Карин Перро, ведущие ученые проекта.

Астрофизикам понадобилось 27 лет, так как один оборот S2 вокруг черной дыры занимает годы. Чтобы точно проследить за изменениями орбиты, ученые использовали инструменты VLT, расположенного в чилийской пустыне Атакама. Исследователи сделали 330 «подходов», измеряя и анализируя все особенности положения S2.

Кроме немецких ученых, в проекте участвовали их коллеги из Франции, Португалии, Германии и ESO. Созданная ими коллаборация GRAVITY, названная в честь одного из приборов для VLT, два года назад обнаружила еще одно доказательство Общей теории (изменение световых волн, исходящих от S2). С появлением более точного Чрезвычайно большого телескопа (Extremely Large Telescope) команда надеется получить еще более детальную информацию как со стороны Общей теории физики, так и со стороны данных о свойствах черной дыры и ее спутников.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:58
2 минуты
Илья Ведмеденко

Компания Leidos поставила Военно-морским силам США автономный корабль Seahawk — «побратима» знаменитого Sea Hunter.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

8 апреля
9 минут
Мария Азарова

Общедоступная веб-платформа SpillOver позволит определить цели для новых инициатив по борьбе с вирусами и снизить влияние болезней на экономику и здоровье до того, как разгорится очередная пандемия.

6 апреля
7 минут
Александр Речкин

Насколько хорошо вы разбираетесь в истории изучения Марса? Naked Science подготовил вопросы по некоторым аспектам изучения и культурного влияния четвертой планеты от Солнца.

5 апреля
2 минуты
Мария Кривоченко

Судя по рендерам, новая модель будет напоминать iPhone 12. Но «челка» станет меньше, а фронтальная камера сдвинется влево.

6 апреля
7 минут
Мария Азарова

Новое исследование показало, что на ранних этапах образования и развития эмбриона лицо и мозг взаимно формируют друг друга при помощи как структурных эффектов, так и межклеточной коммуникации. Однако дело в том, что это взаимодействие, как выяснилось, не влияет на дальнейшее развитие мозга, в том числе на поведенческие и когнитивные особенности человека.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

18 Комментариев

-
3
+
Большенство ученых "удивляет и поражает" танцующая орбита Меркурия вокруг Солнца, а теперь и Звезд вокруг ЧД. Скорее удивляет реакция "ученых" (или тех кто пишет от их имени)! У вращающего объекта в стадии торможения всегда наблюдается ПРЕЦЕССИЯ. Как обратный процесс компенсации смещения возникает также НУТАЦИЯ. Все объекты в Солнечной системе испытывают врезультате смешение к плоскости, а величина воздействия убывает в квадратной зависимости от Солнца. На Меркурии воздействие Прецессии столь велико, что он аж начинает "танцевать". Наверняка от НУТАЦИИ Солнца его еще и трясет как от озноба. Рядом с ЧД вибрация просто растирает Звезды в пылевые облака. Неужели требуется 27 лет чтобы это понять??? Вопрос к публике: Как Луне удается притянуть во время прилива сотни миллиардов тонн воды на соседней планете, если даже на собственной поверхности она не способна удержать космонавта, помочившегося под колесо Лунахода?:)))
    18.04.2020
    -
    0
    +
    А как космонавт может помочиться под колесо лунахода?!...🤔
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      С точки зрения НАУКИ это вопрос ТЕРМОДИНАМИКИ (энтропии пара)... Прошу отвечать только на поставленный Гравитационный вопрос!:)))
    -
    -1
    +
    Все дело в эфире
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Так называемый "эфир" должен подлежать математическому моделированию и на цифрах объяснять все наблюдаемые явления в доступной Вселенной! На данный момент - этого НЕТ, а значит Ваш ЭФИР - скорее ЭФИДРИН...:)))
    21.04.2020
    -
    0
    +
    Как Луне удается? Объясните пожалуйста, очень заинтересовало
    +
      ещё комментарии
      -
      1
      +
      Планета Земля находится в большой Гравитационной воронке, внутри которой на краю летает Гравитационная воронка Луны по эллиптической (смещающейся) орбите. В идеале изгиб всех воронок соответствует квадратичной функции, но при наличии рядом другого массивного объекта с его стороны наклон увеличивается, а с обратной стороны Планеты наклон пропорцианально уменьшается. Проще говоря когда Луна восходит на небе, то Пространство над поверхностью Земли слегка оттягивается и заполняется водой океана, а на обратной стороне Земли Пространство пропорцианально поджимается, создавая гидростатическое равновесие. Таким образом Луна проходя по орбите создает прилив порядка 8 см, но у берега в зависимисти от рельефа он может приобретать кумулятивный гидравлический эффект в несколько метров. Если бы на Луне был океан, то приливы измерялись бы в метрах, а не сантиметрах. Этот гравитационный эффект позволяет обнаруживать так же Планеты вокруг далеких Звезд методом ТРАНЗИТА. Такие Звезды тихонько пляшут как Мексиканские проститутки в барделе Тихуаны:))) Если посмотреть в мощный телескоп с соседней Планеты на танец Земли и Луны, то напомнит пробитое колесо на очень низких оборотах...
        21.04.2020
        -
        0
        +
        Интересно. Спасибо :)
          -
          0
          +
          У меня конечно есть своя собственная теория Цифровой квантовой гравитации на основе Римановской модели, однако как человеку малограмотному осилить оператора Наббла мне не поплечу! Возможно когда нибудь нарисую в adobe affter effect для хотябы растрового понимания процесса:))) Стандартная модель физики конечно архаичная, но остальные "теории" совсем белиберда!
            22.04.2020
            -
            0
            +
            Проверку правописания осильте для начала. Тогда и "попов лечить" не будете через слово. Когда человек систематически допускает ошибки в простых словах и даже не пытается их исправить, это подрывает доверие не только к его теориям, но и взывает сомнения в адекватности персонажа. https://classes.ru/all-russian/dictionary-ortho-term-64510.htm
              -
              0
              +
              Дизайн этого сайта архаичен и массивен. Интерфейс интуитивно не удобен, многих функций просто НЕТ. Такой НАФТАЛИН времен Windows 7или старше. Да и еще уберите с Сайта этого бесплатного каллиграфа, а то держите меня семеро или я за себя не ручаюсь и будет как ВЧЕРА!!!
                22.04.2020
                -
                1
                +
                Ну вот можете ведь. Всего один капс и одна прописная не к месту. Чем страдать из-за бесплатных каллиграфов, лучше попользуйтесь бесплатным сервисом проверки правописания. Ну не зря же он пылится на сайте.
                22.04.2020
                -
                1
                +
                Следующее упражнение - попробуйте написать хотя бы абзац без капса. Я верю у вас получится.
-
1
+
Кроме немецких ученых, в проекте участвовали их коллеги из Франции, Португалии, Германии и ESO.
16.04.2020
-
0
+
Ссылку на источник поправьте

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: