تایید دوباره نظریه نسبیت اینشتین با مطالعه یک ابرسیاه‌چاله

 به نقل از تک‌تایمز، سازمان رصدخانه تحقیقاتی نجوم جنوبی اروپا (ESO)، طی این هفته اعلام کرد که کمپین ۲۶ ساله تلسکوپ “بسیار بزرگ”(Very Large) بالاخره منجر به نتایجی شده است که یک بار دیگر در وجه تازه‌ای، نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین را اثبات می‌کند.

این بار اثرات اصول نظریه اینشتین بر حرکت یک ستاره که در حال عبور از میان یک ابرسیاه‌چاله یا سیاه‌چاله کلان جرم در مرکز کهکشان راه شیری بود، بررسی شد.

قوی‌ترین میدان گرانشی کهکشان

تیم بین‌المللی ستاره‌شناسان از تجهیزات پیشرفته ESO برای دنبال کردن این ستاره به نام S2 که یکی از ستاره‌های اطراف نزدیک‌ترین ابرسیاه‌چاله به زمین است، استفاده کردند.

طبیعت غول‌پیکر سیاه‌چاله، محیطی را با قوی‌ترین میدان گرانشی در کهکشان ما فراهم می‌کند.

ستاره S2 در ماه مه سال ۲۰۱۸، با فاصله کمتر از ۲۰ میلیارد کیلومتر، به نزدیکترین فاصله خود به سیاه‌چاله رسید.

اخترشناسان موقعیت و سرعت S2 را با مشاهدات قبلی مقایسه کردند و دریافتند نتایج با پیش‌بینی‌های گرانشی اینشتین همخوانی دارد.

“راینهارد گنزل” محقق فیزیک فرازمینی موسسه “ماکس پلانک”(MPE) در آلمان و رهبر گروه بین‌المللی ESO گفت: این دومین بار است که ما عبور نزدیک S2 را در اطراف سیاه‌چاله در مرکز کهکشان‌مان رصد می‌کنیم. اما این بار، با توجه به ابزار دقیق بهبود یافته، ما توانستیم ستاره را با وضوح بی‌سابقه‌ای رصد کنیم.

وی افزود: ما چندین سال مشتاقانه آماده این رویداد شده بودیم، زیرا می‌خواستیم بیشترین استفاده را از این فرصت منحصر به فرد برای مشاهده اثرات کلی نسبیت عام داشته باشیم.

“گنزل” سرپرست تیمی متشکل از سراسر جهان؛ رصدخانه پاریس (PSL)، دانشگاه گرنوبل آلپس(universities Grenoble Alpes)، مرکز ملی تحقیقات فرانسه(CNRS)، موسسه نجوم مکس پلانک (Max Planck)، دانشگاه کلن، مرکز نجوم پرتغال و رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) بود.

اولین مشاهده درون یک سیاه‌چاله

این رویداد برای اولین بار درستی نظریه نسبیت عام اینشتین را در حرکت یک ستاره در اطراف یک ابرسیاه‌چاله نشان داد.

ماهیت شدید کشش گرانشی سیاه‌چاله نشان می‌دهد که معادلات نسبیت عام اینشتین در غالب سناریوهای آسمانی صادق است.

“فرانکو دلپلانکه” مدیر سیستم مهندسی ESO می‌گوید: در اینجا در منظومه شمسی ما فقط می‌توانیم قوانین فیزیک را در حالت فعلی و تحت شرایط خاص آزمایش کنیم. بنابراین، در نجوم بسیار مهم است که چنین قوانینی در میدان‌های گرانشی بسیار قوی نیز بررسی شوند.

این تیم مشاهدات خود را ادامه می‌دهد و ستاره S2 را به عنوان ستاره‌ای که در حال دور شدن از سیاه‌چاله است، دنبال می‌کند.

سیاه‌چاله کلان‌جرم

سیاه‌چاله کلان‌جرم بزرگترین نوع سیاه‌چاله در کهکشان‌ها است که گمان می‌رود در مرکز تقریبا همه کهکشان‌ها یافت شود که دارای جرمی معادل صدها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند.

این سیاه‌چاله‌ها پرجرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی‌نظیر است.

یکی از تفاوت‌های اصلی این سیاه‌چاله‌ها چگالی کمتر آن‌ها است. چگالی سیاه‌چاله‌ها جرم آن تقسیم بر حجم ناشی از شعاع شوارتزشیلد است. این مقدار می‌تواند کمتر از چگالی آب باشد. علت آن نیز این است که شعاع شوارتزشیلد سیاهچاله به طور خطی با جرم افزایش می‌یابد.

به همین دلیل هرچه سیاه‌چاله پرجرم‌تر باشد، چگالی آن کمتر است و همچنین به علت بزرگ بودن افق رویداد، نیروی تیدال سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم به طرز قابل ملاحظه‌ای کمتر است.

جرم این سیاه‌چاله‌ها به خاطر بلعیدن اجرام اطراف خود همواره افزایش می‌یابد و این بلعیدن موجب فعال شدن ظاهر مرکز سیاه‌چاله در طیف الکترومغناطیسی و مخصوصا انرژی بالا می‌شود. به همین دلیل تصور می‌شود این سیاه‌چاله‌ها مسئول فعالیت قوی اختروش‌ها باشند.

درخشندگی سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در اختروش‌ها بین ده تا صدبرابر درخشندگی بقیه اختروش‌ها است.