Schwarzes Loch mit Sternen im Weltraum andriano_cz / iStock
Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie hält noch 100 Jahre, nachdem er es zum ersten Mal veröffentlicht hat, aber es fängt an zu fransen, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.
UCLA Forscher unter der Leitung von Tuan Do und Andrea Ghez, Professoren für Physik und Astronomie an der UCLA, führten direkte Messungen der allgemeinen Relativitätstheorie in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße durch und fanden Einsteins Theorie steht noch. Es ist der Höhepunkt von mehr als zwei Jahrzehnten Arbeit in der Region.
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Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie hält noch an
"Einsteins Recht, zumindest für den Moment", sagte Ghez über die Forschung in a Pressemitteilung Bekanntgabe der Ergebnisse. "Wir können das Newtonsche Gravitationsgesetz absolut ausschließen. Unsere Beobachtungen stimmen mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie überein. Seine Theorie zeigt jedoch definitiv Verwundbarkeit. Sie kann die Schwerkraft innerhalb eines Schwarzen Lochs und in einigen Fällen nicht vollständig erklärenPunkt, wir müssen darüber hinaus gehen Einsteins Theorie zu einer umfassenderen Theorie der Schwerkraft, die erklärt, was a Schwarzes Loch ist. ”
Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie stammt aus dem Jahr 1915 und besagt, dass die Schwerkraft aus der Krümmung von Raum und Zeit entsteht. Objekte wie Sonne und Erde ändern dies. Seine Theorie ist immer noch die beste Beschreibung der Funktionsweise der Schwerkraft, sagte Ghez. Ihr Forschungsteamist einer von nur zwei, die untersucht haben, dass der S0-2-Stern eine vollständige Umlaufbahn in drei Dimensionen um das supermassereiche Schwarze Loch bildet. Die vollständige Umlaufbahn dauert 16 Jahre, da das Schwarze Loch vier Millionen Mal so groß ist wie die der Sonne.
Forscher untersuchten den S0-2-Stern auf dem Weg um ein Schwarzes Loch
Do, Ghez und die anderen Forscher analysierten 2018 neue Beobachtungen des S0-2-Sterns, als er sich dem Schwarzen Loch am nächsten näherte. Die Daten daraus wurden mit der Messung kombiniert, die Ghez und das Team in den letzten 24 Jahren gesammelt hattenDie Ergebnisse stimmen mit der allgemeinen Relativitätstheorie überein.
"Das Besondere an S0-2 ist, dass wir seine vollständige Umlaufbahn in drei Dimensionen haben", sagte Ghez. "Das gibt uns die Eintrittskarte für die Tests der allgemeinen Relativitätstheorie. Wir fragten, wie sich die Schwerkraft in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs verhält undob Einsteins Theorie uns die ganze Geschichte erzählt. Wenn wir sehen, wie Sterne ihre gesamte Umlaufbahn durchlaufen, bietet sich die erste Gelegenheit, die Grundlagenphysik anhand der Bewegungen dieser Sterne zu testen. "
Forscher zerstreuen Newtons Gravitationsgesetz
Die Forschung zerstreut auch das Newtonsche Gravitationsgesetz, das besagt, dass Raum und Zeit getrennt sind und sich nicht vermischen. Das von Ghez geleitete Forschungsteam sah eine Vermischung von Raum und Zeit in der Nähe des supermassiven Schwarzen Lochs.
"Eine Messung von solch grundlegender Bedeutung erfordert jahrelange Patientenbeobachtung, die durch modernste Technologie ermöglicht wird", sagte Richard Green, Direktor der Abteilung für astronomische Wissenschaften der National Science Foundation in derselben PressemitteilungSeit mehr als zwanzig Jahren unterstützt die Einheit Ghez bei ihrer Arbeit. "Durch ihre rigorosen Bemühungen haben Ghez und ihre Mitarbeiter eine wichtige Bestätigung für Einsteins Idee von starker Schwerkraft erstellt."