对阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的一项新测试再次证明了这位标志性物理学家是正确的——这次是通过对2019年4月发布的著名的第一张黑洞图片进行重新分析。
这张位于M87星系中心的超大质量黑洞的图像是第一次直接观察到黑洞的阴影——视界的印记,黑洞奇点周围的一个球体,没有光能从中逃逸。爱因斯坦的理论基于黑洞的质量来预测视界的大小;在2019年4月,已经很明显,阴影与广义相对论的预测非常吻合。
但是现在,利用一种新的技术来分析这幅图像,制作这幅图像的研究人员展示了阴影是多么地符合这一理论。答案是:比我们在太阳系中做的任何相对论测试都强500倍。反过来,这一结果对任何试图调和广义相对论(描述大质量天体的行为)和量子力学(预测微小物体的行为)的理论都施加了更严格的限制。
广义相对论的伟大成就是描述了引力在宇宙中的作用:它如何将物体拉向彼此;它如何扭曲时空;以及黑洞是如何形成的。为了验证广义相对论,科学家们使用该理论来预测重力在特定情况下的作用。然后,他们观察实际发生了什么。如果预测与观测结果相符,广义相对论就通过了检验。
但是没有一个测试是完美的。观察太阳的引力是如何拉着水星沿着它的轨道运行的,198娱乐官网安198彩总代理全登录的网址被国内网络警察给封了,我都不知道,还是好朋友198彩票总代给我发的站内信收到的通知,域名也更换了。,你就可以测量出作用中的广义相对论。但是望远镜无法测量到纳米级的水星运动。而其他的力——木星的引力、地球的引力和太阳风力,仅举几例——以各种方式影响着水星的运动,这很难与相对论的影响分开。所以每一次测试的结果都是一个近似值,爱因斯坦的理论只是或多或少地得到了证明。
这种不确定性的大小——即“或多或少”因素——很重要。当科学家们一遍又一遍地检验广义相对论时,他们对爱因斯坦的想法施加了限制。这项工作之所以重要,是因为尽管广义相对论一直通过测试,但物理学家们确实预计它最终会失败。
物理学家相信广义相对论是不完整的,因为它与量子力学相矛盾。物理学家认为,这种差异表明,在我们的宇宙中存在着某种更大的、包罗万象的机制,这种机制既可以描述引力, 198彩娱乐注册网址就在这里,官方注册才安全有198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。,也可以描述量子世界,198彩票是属于合乐888彩票方案彩票旗下吗,为什么198彩票客服说他们跟合乐视一个集团的,问了合乐的客服也不否认。,而这些机制尚未被发现。他们希望通过寻找相对论的裂缝,能够找到一些线索,帮助他们找到那个完整的理论。亚利桑那大学天体物理学家Dimitrios Psaltis在一份声明中说:“我们期望一个完整的引力理论与广义相对论不同,但我们有很多方法可以修改它。”瑟维斯是10月1日发表在《物理评论快报》上的一篇描述这项新测试的论文的第一作者,他是事件视界望远镜(EHT)团队的成员,该团队负责对M87黑洞的阴影进行成像。
在这个新的测试中,瑟提斯和他的同事们用计算机根据修正版的引力生成了M87黑洞的人工图像,在这个模型中,引力在视界上的强弱不同。在这种弱引力的情况下,他们问,黑洞的视界会有多大或多小?如果引力更大呢?然后,他们检查了这些可能的修改中有多少产生了与EHT实际捕捉到的M87图像相匹配的视界。有一些发现了,他们与广义相对论预测的微小差异太小,无法在公认的黑洞模糊快照中显示出来。但绝大多数人没有。
“使用我们开发的计,我们显示的测量大小黑洞的影子在M87收紧的余地修改爱因斯坦的广义相对论近500倍,与以前的测试在太阳系相比,”亚利桑那大学天体物理学家Feryal Ozel,过去另一个研究的合著者和科学家,在一份声明中说。
他们认为的大多数引力可能起作用的替代方法——违反爱因斯坦广义相对论的理论——都不适合这个新缩小的摆动空间。
EHT的研究人员说,在未来,他们可能会进一步收紧这种摆动空间。
EHT是由遍布世界各地的射电望远镜组成的网络,它们共同工作,为超大质量的黑洞拍摄尽可能清晰的图像。超大质量黑洞虽然很大,但任何一台望远镜都无法单独观测到它们的体积太小、光线太暗。到目前为止,EHT刚刚在M87发布了一张黑洞的图像。但是在我们的附近还有另一个更小的黑洞,通过这次合作应该可以拍摄到:人马座A*,银河系中心的超大质量黑洞。
EHT已经将它的射电望远镜部队训练在这个更近的目标上,他们已经改进了他们的理论技术,并在合作中增加了新的望远镜。他们说,他们产生的下一个图像应该会进一步限制广义相对论。
或者他们会看到一些爱因斯坦根本没有预测到的东西。