Niutonas čia bejėgis: astronomai patvirtino dar vieną Alberto Einsteino Bendrosios reliatyvumo teorijos prognozę

Tai buvo padaryta stebint supermasyvios juodosios skylės gravitacinį poveikį šalia skriejančiai žvaigždei.

Vokietijoje gimusi teorinės fizikos legenda postulavo, kad didelės gravitacinės jėgos gali ištempti šviesą, panašiai kaip pravažiuojantis traukinys iš pradžių spaudžia, o paskui ištempia garso bangas, todėl girdime jo švilpuko tono pasikeitimą.

Maxo Plancko Kosmoso fizikos instituto vadovaujamo konsorciumo GRAVITY tyrėjai suprato, kad turi „tobulą laboratoriją“ A. Einsteino teorijai patikrinti – juodąją skylę Sagittarius A*, esančią Paukščių Tako centre.

Juodosios skylės tokios tankios, kad jų galinga gravitacija gali įkalinti net šviesą. Supermasyvios Sagittarius A* masė yra 4 mln. kartų didesnė už mūsų Saulės. Ši juodoji skylė – didžiausia mūsų Galaktikoje.

Astronomai gegužės 19 dieną stebėjo, kaip žvaigždė S2 daugiau kaip 25 mln. km per val. greičiu praskrieja netoli šios juodosios skylės.

Mokslininkai įvairiais prietaisais apskaičiavo žvaigždės greitį ir padėtį, tuomet palygino duomenis su A. Einsteino prognoze, kad gravitacija ištemps šviesos bangas. Šis efektas, kurio Newtono dėsniai neaprašo, vadinamas raudonuoju gravitaciniu poslinkiu.

„Rezultatai tobulai atitinka Bendrąją reliatyvumo teoriją“ ir yra „didelis proveržis, siekiant geriau suprasti stiprių gravitacinių laukų poveikį“, pažymėjo tyrėjų komanda. Šio tyrimo išvados skelbiamos penktadienį pasirodžiusiame žurnalo „Astronomy & Astrophysics“ numeryje.

Mokslininkai tokį efektą išmatavo pirmą kartą

Europos Pietų observatorija (ESO), naudodamasi savo Ypač dideliu teleskopu (Very Large Telescope, VLT) Čilėje, 2016 metais taip pat stebėjo, kaip S2 praskrieja pro Sagittarius A*, bet tuomet naudoti instrumentai buvo nepakankamai jautrūs, kad užfiksuotų raudonąjį gravitacinį poslinkį.

„Praėjus daugiau kaip 100 metų po straipsnio su bendrojo reliatyvumo lygtimis paskelbimo Einsteinas ir vėl pasirodė esąs teisus – gerokai ypatingesnėje laboratorijoje nei galėjo įsivaizduoti“, – sakoma ESO pareiškime.

Astronomai jau naudojasi kitu A. Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos išpranašauti efektu – kad juodoji skylė gali užlenkti pro ją sklindančius šviesos spindulius. Vadinamuoju gravitaciniu lęšiu mokslininkai naudojosi norėdami pažvelgti, kas yra už juodųjų skylių.

Astronomai tikisi, kad naujausią A.Einsteino teorijos patvirtinimą bus galima pritaikyti praktiškai – stebėti S2 trajektorijos pokyčius dėl gravitacijos. Tai savo ruožtu galėtų suteikti informacijos apie masės pasiskirstymą aplink minimą juodąją skylę.

„Mane visuomet apstulbina Einsteino prognozės, jo samprotavimų galia, davusi šią teoriją ir niekada nesukėlusi abejonių“, – naujienų agentūrai AFP sakė GRAVITY narys, prancūzų astrofizikas Guy Perrinas.

Konsorciume Maxo Plancko instituto partneriai buvo prancūzų tyrimų institutas CNRS, Paryžiaus observatorija, keli Prancūzijos universitetai, Portugalijos astrofizikos centras CENTRA.