«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.
10 часов назад
5 минут
Денис Гордеев

Ранее мнение ученых о влиянии этого лекарства на развитие раковых опухолей было совсем другим.

Вчера, 13:59
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые доказали, что введение в организм дозы окситоцина способствует профилактике остеопороза и избавляет от ранних симптомов заболевания. Первые опыты провели на крысах, но эффективность гормона уже планируют проверить на людях.

Вчера, 11:44
11 минут
Мария Азарова

Президент подчеркнул, что препарат, созданный российскими специалистами, успешно прошел все этапы испытаний и доказал свою эффективность в борьбе с вирусом.

Вчера, 11:44
11 минут
Мария Азарова

Президент подчеркнул, что препарат, созданный российскими специалистами, успешно прошел все этапы испытаний и доказал свою эффективность в борьбе с вирусом.

6 августа
30 минут
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

Позавчера, 15:11
9 минут
Мария Азарова

Будут ли в России осенью вновь вводить ограничения по Covid-19? Есть ли люди, перенесшие коронавирус, но организм которых почему-то не выработал антитела? На эти и многие другие вопросы попытался ответить российский ученый-медик Арег Тотолян.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

31 июля
9 минут
Sergei Sobol

Сейчас, когда многие вокруг задумываются, а не попробовать ли что-то новое и не сменить ли профессию, программирование точно одно из тех направлений, к которому стоит присмотреться. Может, вы об этом уже думали?

[miniorange_social_login]

Комментарии

18 Комментариев

Роман Сотников
18.04.2020
-
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?:)))
    Anton Ogorodnikov
    21.04.2020
    -
    0
    +
    Как Луне удается? Объясните пожалуйста, очень заинтересовало
      Роман Сотников
      21.04.2020
      -
      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...
        Anton Ogorodnikov
        21.04.2020
        -
        0
        +
        Интересно. Спасибо :)
          Роман Сотников
          22.04.2020
          -
          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!
            ivankolupayev
            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
              Роман Сотников
              22.04.2020
              -
              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!!!
                ivankolupayev
                22.04.2020
                -
                1
                +
                Следующее упражнение - попробуйте написать хотя бы абзац без капса. Я верю у вас получится.
                ivankolupayev
                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.
    Андрей Гаврилов
    19.04.2020
    -
    -1
    +
    Все дело в эфире
      Роман Сотников
      20.04.2020
      -
      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...:)))
        Андрей Гаврилов
        20.04.2020
        -
        -1
        +
        Эфирадинамика в свободном доступе.
    Jura Tafi
    18.04.2020
    -
    0
    +
    А как космонавт может помочиться под колесо лунахода?!...🤔
      Роман Сотников
      18.04.2020
      -
      0
      +
      С точки зрения НАУКИ это вопрос ТЕРМОДИНАМИКИ (энтропии пара)... Прошу отвечать только на поставленный Гравитационный вопрос!:)))
Ваагн Погосян
17.04.2020
-
1
+
Кроме немецких ученых, в проекте участвовали их коллеги из Франции, Португалии, Германии и ESO.
Doomkrieger 14
16.04.2020
-
0
+
Ссылку на источник поправьте
    Редакция Naked Science
    17.04.2020
    -
    0
    +
    Где и что не так?
      Doomkrieger 14
      17.04.2020
      -
      0
      +
      Перенаправления не было вчера, сейчас всё нормально. Страница doi.org - Not found была конечной. Видимо, у них что-то было не так.

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: