اقتراب نجم من ثقب اسود ياكد صحة نظرية اينشتاين مرة اخري

لقد قدم نجم واحد ، يدور حول الثقب الأسود الوحشي في مركز مجرة ​​درب التبانة ، الفلكيين بدليل جديد على أن ألبرت أينشتاين كان على حق في الجاذبية.

منذ أكثر من 100 عام ، كشفت نظرية أينشتاين النسبية العامة أن الجاذبية هي نتيجة المادة التي تقوّس نسيج الزمكان (الرسالة: 10/17/15 ، ص. 16). الآن ، في ورقة نشرت في 26 يوليو في علم الفلك والفيزياء الفلكية ، أبلغ فريق من الباحثين عن ملاحظة السمة المميزة للنسبية العامة المعروفة باسم انزياح أحمر جاذبية. القياس هو المرة الأولى التي يتم فيها تأكيد النسبية العامة في المنطقة بالقرب من ثقب أسود فائق.

ومع تلاشي الضوء لمنطقة ذات مجال جاذبية قوي ، تمتد أمواجها إلى الخارج ، مما يجعل الضوء أكثر احمرارًا ، في عملية تعرف باسم الانزياح الأحمر الثقالي. استخدم العلماء ، وهم فريق يعرف باسم تعاون GRAVITY ، مصفوفة تليسكوب كبيرة جدًا ، تقع في صحراء أتاكاما في تشيلي ، لإظهار أن الضوء من النجم كان أحمرًا بمقدار الكمية التي تنبأت بها النسبية العامة.

لاحظ العلماء انحرافًا أحمرًا من قبل. في الواقع ، فإن الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قد تفشل في العمل بشكل صحيح إذا لم يؤخذ في الاعتبار الانحدار الأحمر التثاقلي. لكن مثل هذه التأثيرات لم تشاهد على مقربة من الثقب الأسود. يقول الفيزيائي كليفورد ويل من جامعة فلوريدا في غاينسفيل ، الذي لم يكن متورطًا ، "هذا أمر جديد تمامًا ، وأعتقد أن هذا هو ما يجعل الأمر مثيرًا - القيام بهذه التجارب نفسها ليس على الأرض أو في النظام الشمسي ، ولكن بالقرب من الثقب الأسود". مع الدراسة الجديدة.

في قلب درب التبانة هناك يتربص في ثقب أسود فائق الكتلة ، مع كتلة حوالي 4 ملايين مرة من الشمس. العديد من النجوم تدور حول هذا الثقب الأسود (SN على الإنترنت: 1/12/18). وركز الباحثون على نجمة واحدة ، تعرف باسم S2 ، والتي تكمل مدارًا بيضاويًا حول الثقب الأسود كل 16 عامًا.
في مايو 2018 ، جعل النجم أقرب مقاربته إلى الثقب الأسود ، ينطلق بسرعة 3 في المائة من سرعة الضوء - سريع للغاية بالنسبة للنجم. في تلك المرحلة ، كان النجم على بعد 20 مليار كيلومتر فقط من الثقب الأسود. قد يبدو هذا بعيدًا ، لكنه لا يتجاوز أربعة أضعاف المسافة بين الشمس ونبتون.

يقول عالم الفيزياء الفلكية توان دو من جامعة كاليفورنيا ، الذي يدرس S2 ، لكنه لم يشارك في هذا العمل إن قياس تأثيرات النسبية العامة في حيز الثقب الأسود يمثل تحديًا لأن المنطقة مليئة بالنجوم. إذا كنت تحاول مراقبة هذه المنطقة بواسطة تلسكوب جديد ، فسترى "هذا الضبابية الكبيرة".

وللحصول على قياسات دقيقة وتحديد النجوم الفردية في الحشد ، استخدم العلماء تقنية تسمى البصريات التكيفية (SN Online: 7/18/18) ، والتي يمكنها مقاومة التشوهات التي يسببها الغلاف الجوي للأرض ، والمعلومات المجمعة من أربعة تلسكوبات في مجموعة تلسكوب كبيرة جدا. يقول الباحث المشارك في الدراسة راينهارد جنزل ، وهو عالم في الفيزياء الفلكية في معهد ماكس بلانك للفيزياء الأرضية في جارشينج بألمانيا: "يمكنك إحضار النور معا من هذه المقاريب الأربعة ومن ثم توليد تلسكوب فائق ... وهذا هو الخدعة". لقد ظل جنزل وزملاؤه يراقبون هذا النجم منذ عقود ، وذلك قبل أن يتأرجح سابقًا مع الثقب الأسود منذ 16 عامًا.

في العمل المستقبلي ، يأمل العلماء في اختبار جوانب أخرى من النسبية العامة ، بما في ذلك التنبؤ النظري بأن مدار S2 يجب أن يدور بمرور الوقت. كان هناك دوران مماثل في مدار عطارد حول الشمس ، مما حير علماء الفلك حتى شرحت نظرية آينشتاين التأثير (SN Online: 4/11/18).

قد يجد الباحثون في GRAVITY نجومًا أخرى تدور أقرب إلى الثقب الأسود ، مما يسمح لهم بفهم الثقب الأسود بشكل أفضل ومعاينة النسبية العامة بشكل أفضل. إذا حدث ذلك ، يقول ويل ، "سيبدأون حقًا في استكشاف هذا الثقب الأسود عن قرب وشخصيًا ، وستكون مجموعة جديدة جدًا من الاختبارات لنظرية أينشتاين".

اعداد وترجمة / فادي طارق 

المصدر