廣義相對論在銀河系中心通過驗(yàn)證 尚未發(fā)現(xiàn)第五種力

廣義相對論在銀河系中心通過驗(yàn)證

尚未發(fā)現(xiàn)能證明相對論漏洞的第五種力

科技日報(bào)北京6月7日電 (記者聶翠蓉)愛因斯坦的廣義相對論再次經(jīng)受住了考驗(yàn)。據(jù)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站6日報(bào)道，美國科學(xué)家借助夏威夷凱克天文臺(tái)近20年的數(shù)據(jù)，獲得了銀河系中心超大質(zhì)量黑洞附近兩顆恒星S0-1和S0-38的清晰運(yùn)行軌跡，發(fā)現(xiàn)這兩顆恒星的運(yùn)行方式?jīng)]有偏離廣義相對論；同時(shí)，也未發(fā)現(xiàn)第五種基本力存在的證據(jù)。相關(guān)論文發(fā)表在7日出版的《物理評論快報(bào)》雜志上。

宇宙中存在四種基本作用力：弱相互作用力、強(qiáng)相互作用力、電磁相互作用力和萬有引力。但許多觀測跡象對廣義相對論提出挑戰(zhàn)，一些科學(xué)家假設(shè)存在第五種基本力，并希望通過發(fā)現(xiàn)這種力的存在，來證明相對論存在漏洞和偏差。

加州大學(xué)洛杉磯分校的奧萊里昂·希斯認(rèn)為，銀河系最中心的超大質(zhì)量黑洞“人馬座A*”(Sagittarius A*)周圍，最有可能發(fā)現(xiàn)第五種力。一般情況下，黑洞周圍的恒星會(huì)向黑洞“喂食”自身氣體云盤，導(dǎo)致恒星運(yùn)行軌跡發(fā)生改變，從而對驗(yàn)證廣義相對論造成的干擾；但“人馬座A*”與周圍恒星的間距不夠近，恒星氣體不會(huì)被“卷進(jìn)”黑洞，因此能提供更清晰的檢測。

希斯和同事從上世紀(jì)90年代末開始，持續(xù)20年長期跟蹤“人馬座A*”附近恒星的運(yùn)行軌跡。他們跟蹤到S0-1和S0-38圍繞“人馬座A*”運(yùn)行一周的完整軌跡，運(yùn)行周期分別為16年和19年。他們發(fā)現(xiàn)，這兩顆恒星圍繞“人馬座A*”快速運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，完全遵循廣義相對論的預(yù)言。“這是廣義相對論首次在超大質(zhì)量黑洞附近經(jīng)受住考驗(yàn)。”希斯說。

希斯表示，以橢圓形軌道運(yùn)行的S0-2將在明年距離“人馬座A*”最近——僅111個(gè)天文學(xué)單位(1天文學(xué)單位約為1.5億公里)，屆時(shí)，他們可以獲得更精確的觀測數(shù)據(jù)，“如果對廣義相對論的偏離真的存在，明年我們一定能探測到這種偏離”。

總編輯圈點(diǎn)

廣義相對論多年以來接受的挑戰(zhàn)，幾乎是其他理論的總和。但目前為止，大多數(shù)結(jié)論都是“驗(yàn)證通過”。廣義相對論在大尺度結(jié)構(gòu)——恒星、行星、銀河系上的觀測數(shù)據(jù)，與其預(yù)測值的相符度高到驚人。但這仍不妨礙科學(xué)家們不斷嘗試去發(fā)現(xiàn)廣義相對論的不完整，從而顛覆現(xiàn)代宇宙學(xué)的理論基礎(chǔ)。