أصبحت هذه النتيجة التي طال انتظارها ممكنة بفضل قياسات دقيقة بشكل متزايد على مدار ما يقرب من ثلاثين عامًا، مما سمح للعلماء بكشف أسرار الوحش الذي يتربص في قلب مجرتنا.
الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام التلسكوب الكبير جدا (VLT) للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) اكتشف لأول مرة أن نجما يدور حول الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة يتحرك تماما كما تنبأ أينشتاين في نظريته النسبية العامة. ومداره على شكل وردة وليس على شكل قطع ناقص كما تنبأ نيوتن في نظريته في الجاذبية. أصبحت هذه النتيجة التي طال انتظارها ممكنة بفضل قياسات دقيقة بشكل متزايد على مدار ما يقرب من ثلاثين عامًا، مما سمح للعلماء بكشف أسرار الوحش الذي يتربص في قلب مجرتنا.
"تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين بأن المدارات المقيدة لجسم ما حول جسم آخر ليست مغلقة، كما هو الحال في الجاذبية النيوتونية، بل تشير (تغير الاتجاه) للأمام في مستوى الحركة. كان هذا التأثير الشهير، الذي شوهد لأول مرة في مدار عطارد حول الشمس، أول دليل لصالح النسبية العامة. وبعد مائة عام اكتشفنا نفس التأثير في حركة نجم يدور حول مصدر البث الراديوي المركز Sagittarius A* المنطقة التي يقع فيها الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة. هذا الاختراق الرصدي يعزز الأدلة على أن القوس A* يجب أن يكون ثقبًا أسود هائلًا بكتلة أكبر من كتلة الشمس بأربعة ملايين مرة، كما يقول راينهارد جينتزل، مدير معهد ماكس بلانك للفيزياء الأجنبية (MPE في جيرشينج بألمانيا ومصمم خطة الثلاثين عامًا) مما أدى إلى هذه النتيجة
يقع برج القوس A* على بعد 26,000 سنة ضوئية من الشمس، ويوفر عنقوده الكثيف من النجوم مختبرًا فريدًا للتجارب في فيزياء نظام الجاذبية المتطرفة وغير المستكشفة.يبلغ طول القوس 2 من المسافة بين الشمس والأرض وهذا ما يجعله واحدًا من "أقرب النجوم التي تم العثور عليها على الإطلاق في مدار حول الثقب الأسود الهائل في أقرب نقطة له من الثقب الأسود. على مدار عقدين ونصف من الزمن، رصدت قياساتنا الممتازة نجم Schwarzschild 20S بشكل ثابت في مداره حول Sagittarius A*،" كما يقول ستيفان جيلسن من جامعة كاليفورنيا. MPE، الذي قاد تحليل القياسات المنشورة اليوم في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
معظم النجوم والكواكب لها مدار غير دائري، لذا فهي تقترب أكثر فأكثر من الجسم الذي تدور حوله. مدار 2S منحرف، مما يعني أن موقع أقرب نقطة له من الثقب الأسود الهائل يتغير مع كل دورة، لذلك يتم تدوير المدار التالي بالنسبة إلى المدار السابق، مما يخلق شكل وردة. توفر النسبية العامة تنبؤًا دقيقًا بمدى تغير المدار، وتتوافق أحدث القياسات من هذه الدراسة مع النظرية تمامًا. هذا التأثير، الذي يسمى تأثير شوارزشيلد، لم يتم قياسه من قبل لنجم يدور حول ثقب أسود هائل من النوع الموجود في مركز كل مجرة.
يساعد البحث باستخدام VLT الخاص بـ ESO العلماء أيضًا على معرفة المزيد عن بيئة الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز درب التبانة. "نظرًا لأن قياسات 2S تتلاءم بشكل جيد مع النسبية العامة، يمكننا وضع حدود أكثر صرامة على كمية المادة غير المرئية مثل المادة المظلمة المنتشرة أو ربما الثقوب السوداء الأصغر حجمًا الموجودة حول القوس A*. وهذا أمر ذو أهمية كبيرة لفهم تكوين وتطور الثقوب السوداء على -Massive يقول غي بيرين وكارين بيرو العلماء البارزين للمشروع في فرنسا.
هذه النتيجة هي تتويج لـ 27 عامًا من مراقبة النجم 2S باستخدام أسطول من الأجهزة الموجودة على تلسكوب VLT التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي الموجود في صحراء أتاكاما في تشيلي. تشير كمية البيانات التي تشير إلى موقع النجم وسرعته إلى دقة الدراسة الجديدة: فقد أجرى الفريق ما يزيد عن 330 قياسًا، باستخدام أدوات GRAVITY وSINFONI وNACO. ولأن الأمر يستغرق عامين اثنين للدوران حول الثقب الأسود الهائل، كان من الضروري متابعة النجم لما يقرب من ثلاثة عقود للكشف عن تعقيدات حركته المدارية.
تم إجراء البحث من قبل فريق دولي بقيادة فرانك أيزنهاور من MPE مع متعاونين من فرنسا والبرتغال وألمانيا وESO. أنشأ الفريق مشروع GRAVITY التعاوني، الذي سمي على اسم الجهاز الذي طوروه من أجل مقياس VLT، والذي يجمع ضوء جميع التلسكوبات الأربعة VLT التي يبلغ قطرها 8 أمتار في تلسكوب فائق (بدقة تعادل دقة تلسكوب قطره 130 مترًا). أبلغ نفس الفريق في عام 2018 عن تأثير آخر تنبأت به النسبية العامة: فقد رأوا أن الضوء الوارد من 2S امتد إلى أطوال موجية أطول مع اقتراب النجم من القوس A*. "أظهرت نتائجنا السابقة أن الضوء المنبعث من النجم يخضع للنسبية العامة. يقول باولو جارسيا، الباحث في مركز الفيزياء الفلكية والجاذبية البرتغالي وأحد العلماء الرئيسيين في مشروع GRAVITY: "لقد أظهرنا الآن أن النجم نفسه يشعر بتأثيرات النسبية العامة".
وباستخدام التلسكوب الكبير للغاية، وهو التلسكوب التالي لـ ESO، يعتقد الفريق أنهم سيكونون قادرين على رؤية النجوم الخافتة ذات المدار الأقرب إلى الثقب الأسود الهائل. يقول أندرياس إيكرت من جامعة كولونيا، وهو عالم رئيسي آخر في المشروع: "إذا كنا محظوظين، فقد نتمكن من التقاط نجوم قريبة بدرجة كافية لنشعر فعليًا بالدوران الدوامي للثقب الأسود"، وهذا يعني أن علماء الفلك سيكونون قادرين على قياس يقول إيكرت: "كل من الكميات الدوامية والكتلة التي تميز برج القوس A* وتحدد المكان والزمان من حوله. سيكون هذا مرة أخرى مستوى مختلفًا تمامًا من تجربة العلاقات".
للحصول على معلومات على موقع ESO
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 17
معجزات,
إن وجود ثقب أسود في مركز مجرة درب التبانة مجرد فرضية. وتستند الفرضية على نظرية نيوتن للجاذبية.
لا أعرف كيف تبدو الفيزياء على حافة ثقب أسود هائل. وسرعة النجم التي تصل إلى 3% من سرعة الضوء هائلة ولا تطابق سرعة كل النجوم المحيطة بمركز المجرة. بالمناسبة، يتم قياس التسارع العرضي باستخدام القانون الثاني لـ... نيوتن.
لا أعرف ما إذا كانت ضفيرة الجاذبية أو تأثير شوارزشيلد موجودة على حافة الثقب الأسود.
لا أعرف عدد الملاحظات التي يجب إجراؤها للتحقق من صحة الاكتشاف المرتبط بـ S2، ولكن أكثر من قهوة واحدة. كان نبتون يعتبر الكوكب الثامن من الشمس حتى وصل صديقك بلوتو وعبر مدار رحاب ولفترة كان نبتون يحتل المركز التاسع في الترتيب. الخلاصة: على الرغم من مرور أكثر من مائة عام على النسبية العامة، لا تمدح مساهمة إسحاق نيوتن في العلوم، كما نعرفها اليوم.
رافي هوفر
وفقًا لحساباتك، ما هو عدد القياسات التي يجب أن تقوم بها البحار؟
يهودا
لقد لاحظنا فقط ثلث دورة بلوتو حتى الآن.
ومع ذلك، فقد اقتربوا منه كثيرًا.
إذًا من الواضح أن هؤلاء العلماء المزعجين يمكنهم حساب بعض الأشياء بعد كل شيء؟
لا؟؟
عظيم. الآن أستطيع أن أذهب إلى النوم دون قلق. شكرًا لك على هذا الاكتشاف الرائع، وخاصةً على راحة البال التي يجلبها لنا جميعًا. لا أفهم لكن نيوتن تمكن من النوم عندما تبين الآن أن أينشتاين كان على حق وليس هو. المهم الآن أننا جميعا هادئون.
أين هو شيلدون عندما تحتاج إليه؟
لم افهم شيء.
لرافي هوفر
وأنا أتفق مع دهشتك من أن الباحثين في المقال توصلوا في أقل من جولتين إلى "دليل قاطع" على استنتاجات أينشتاين! وبالفعل هناك بعض الأخطاء الناتجة عن انحراف القياس الناتج عن المسافة الكبيرة التي تحدث حول الثقب الأسود، وحجم كتلة الثقب الأسود، وكثافة النجوم الأخرى حول الثقب الأسود، بالإضافة إلى الكميات المطلوبة. من المادة المظلمة والتي قد تكون مفيدة في جودتها لإنشاء تطابق مع أي صيغة أو أي تصحيح مطلوب.
يوم جيد
سابدارمش يهودا
هذا الرقم لا تضيف ما يصل
انظر هنا: https://www.eso.org/public/images/eso1825c/
المسار غير عادي للغاية وتختلف المسافة إلى الثقب الأسود كثيرًا. وتبلغ السرعة 3% من سرعة الضوء فقط في منطقة قريبة "جدا" من الثقب الأسود.
إن ذكر كوكب هيما في بداية الخبر يعطي لمسة تاريخية، لكنه إثم للعلم. يدور عطارد حول الشمس كل ثلاثة أشهر (الأرض). لقد كانت معروفة منذ 5,000 عام ودرسها اليونانيون. لقد عرف أينشتاين - حتى قبل أن يطور النظرية النسبية - أن مدار عطارد ليس إهليلجيا مغلقا، مثل نظرية الجاذبية التي وضعها السير إسحاق نيوتن. وبالفعل، فقد فسر أينشتاين الانحراف عن المدار النيوتوني باستخدام النظرية النسبية العامة، ولكنها دراسة لمدار كوكب صغير يقع في الجوار المباشر والذي لوحظ أنه يدور حول الشمس مرات لا تحصى، وليس كوكبًا واحدًا. دراسة الشمس التي تبعد 26,000 سنة ضوئية وتدور حول ثقب أسود هائل كل 16 (!) سنة. شمس تمت دراستها لمدة 27 عامًا فقط، ولم تتم ملاحظة سوى قمر واحد فقط. ما هو ذلك "تحليل القياسات" الذي يحدد، بناء على لفة واحدة، "المسار الضارب" للشمس 2S. وعلى أساس هذا "العلم" الرائع، من الممكن تحديد من سيفوز في الانتخابات باستخدام عينة من ناخب واحد.
أين علامة الترقيم؟ كيف يمكنك قراءة ذلك؟
طيب راجعت مرة أخرى. سيتم حساب ذلك إذا تحرك s2 بشكل أبطأ في معظم المدار وتسارع إلى 3% C فقط في الحلقة حول الثقب الأسود.
النظرية الإهليلجية هي نظرية كبلر الذي سبق نيوتن
هناك خطأ ما في الحساب. إذا تحرك S2 في مدار إهليلجي (التقدير التقريبي للمحيط يقول 20 مليار كيلومتر × 4 باي) واستغرق 16 عامًا ليدور في مداره، فإنه لا يمكنه التحرك بسرعة 3٪ من سرعة الضوء. ينبغي أن يكون أسرع أليس كذلك؟
كنت أعرف Zanza Mi منذ وقت طويل
هل يمكن أن يكون التأثير نفسه (انجراف شفارتزشيلد) هو السبب وراء النمط الحلزوني لمعظم المجرات؟ إن صور المجرات من النوع الذي يشتمل على "أذرع" مرتبة حول مركز كثيف (حيث نتوقع العثور على الثقب الأسود الهائل) تشبه صور مراوح الطائرات، والتي، بالطبع، لا تشبه القوى الفيزيائية ذات الصلة. هناك نوع من النظرية المعقدة حول سبب تقوس الأذرع إلى الخلف، على ما يبدو، ولماذا تتراكم النجوم في تكوين موجات الرنين الشعاعي، ولكن يجوز السعي للحصول على تفسير أكثر أساسية، والذي سيعتمد على النظرية النسبية - والتي، كما نعلم، تتطلب انجراف الفضاء نفسه في حركة دائرية حول محور الجاذبية. يتطلب السؤال إجابة مؤهلة من شخص يعرف ويفهم الفروق الدقيقة في النسبية العامة. سأكون سعيدًا إذا تمكن مثل هذا الخبير من تنويري.
لم أفهم الأمر لكنه أضحكني..
يعتقد شيلدون كوبر خلاف ذلك