來源：視覺中國
通過分析銀河系中心巨大黑洞對其附近一顆恆星施加的超強引力，天文學家們已經證明，愛因斯坦關於空間和時間的理論在目前為止，仍然是描述引力最好的理論。
根據愛因斯坦的廣義相對論，引力是由質量扭曲空間和時間而產生的。一個物體的質量越大，它的引力也就越大。
此前，科學家們主要在相對較弱的引力場中測試對廣義相對論的預測，比如地球和太陽系的引力場。而在更為強大的引力場裡——例如那些被認為潛伏在每個大型星系中心的超大質量黑洞——研究人員有可能會發現違反廣義相對論的現象，從而推導出有助於解釋宇宙奧祕(暗物質和暗能量)的新理論。
這項研究的聯合首席作者、加州大學洛杉磯分校(University of California Los Angeles)天文學教授安德烈婭·蓋茲(Andrea Ghez)在一份聲明中說。：“愛因斯坦是對的，至少目前來說是對的，我們的觀測結果與愛因斯坦的廣義相對論一致。然而，他的理論也有著弱點，它不能完全解釋黑洞內部的引力，在某種程度上，我們需要摒棄愛因斯坦的理論，建立一個更全面的引力理論來解釋黑洞究竟是什麼。”
在這項新的研究中，天文學家研究了超大質量黑洞人馬座A*( Sagittarius A*，通常縮寫為Sgr A*)。這顆巨型黑洞位於銀河系的核心，其質量約為太陽的400萬倍，直徑約為1460萬英里(2360萬公里)。
科學家們在2018年對恆星S0-2進行了監測，該恆星運行週期為16年，那時候它的軌道運行位置最接近人馬座A*，最近的時候離黑洞只有120個天文單位(AU)——一個AU是地球和太陽之間的平均距離，約9300萬英里(1.5億公里)——以2.7%的光速運行。
利用位於夏威夷的凱克天文臺、雙子座天文臺和Subaru 望遠鏡，天文學家們成功用3D技術跟蹤了S0-2恆星的完整軌道，他們將這些數據與過去24年的測量數據結合了起來。
研究人員研究了廣義相對論的一個被稱為“引力紅移”的預測，該預測認為，引力可以扭曲光。就像救護車向人們駛來時警報器的音調會更高，而當車子駛離時，警報器的音調會更低一樣，落向重力場的光線會被轉移到光譜藍色的那一端，而逃離重力場的光線則會變紅，或發生紅移。
這項研究的主要作者、加州大學洛杉磯分校的天體物理學家Tuan Do說：“這些測量標誌著一個時代的開始，我們終於可以利用超大質量黑洞附近恆星的軌道來測試引力本質了。”
Do補充說:“雖然很久之前我們就在理論上預料到這種方法，但對於能夠實際運用這種方法我們還是感到很興奮。這是通往未來路上的一個里程碑，是對廣義相對論和其他引力理論更有力的檢驗。”
從S0-2恆星上探測到的光譜顯示，人馬座A*極端重力引起的S0-2光譜紅移與廣義相對論預測的相一致。Do說，看到廣義相對論的預測能夠經受住黑洞，甚至超大質量黑洞的考驗實在是非常令人驚訝，因為在愛因斯坦創立他的理論的時候，他甚至還不知道超大質量黑洞的存在。
這項關於S0-2恆星的研究只是所有計劃研究中的第一個，科學家們計劃對人馬座A*附近的恆星進行的多個廣義相對論研究，其中一個研究的目標是S0-102恆星，它是人馬座A*附近3000多顆恆星中軌道最短的恆星，運行週期為11.5年。
科學家們7月25日在《科學》雜誌的網站上詳細介紹了他們的發現。
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