Mulți s-a visat în baie, o teorie alternativă a gravitației, în așteptarea unui autobuz - sau poate peste o băutură ușoară sau două. În aceste zile este posibil să vă debutați (sau altfel) teoria proprie de animale de companie, predicând pe hârtie ce ar trebui să se întâmple cu un obiect care orbitează îndeaproape pe o gaură neagră - și apoi să testați aceste predicții împotriva observațiilor S2 și poate altor stele care orbitează strâns. gaura neagră centrală super-masivă a galaxiei - gândită a fi situată la sursa de radio Sagetatorul A *.
S2, o stea strălucitoare din clasa spectrală B, a fost observată îndeaproape din 1995, timp în care a terminat peste o orbită a găurii negre, având în vedere că perioada orbitală este mai mică de 16 ani. Dinamica orbitală a S2 poate fi diferită de cea prevăzută de Kepler 3rd legea și legea gravitației lui Newton, cu o sumă care este cu trei ordine de mărime mai mare decât cantitatea anomală văzută pe orbita lui Mercur. Atât în cazul lui Mercur, cât și în cazul S2, aceste efecte aparent anomale sunt prezise de teoria lui Einstein a relativității generale, ca urmare a curburii spațiului cauzat de un obiect masiv din apropiere - Soarele în cazul lui Mercur și gaura neagră în cazul lui S2.
S2 circulă cu o viteză orbitală de aproximativ 5.000 de kilometri pe secundă - ceea ce reprezintă aproape 2% din viteza luminii. În periapsis (punctul cel mai apropiat) al orbitei sale, se crede că se află la 5 miliarde de kilometri de raza Schwarzschild a găurii negre supermasive, fiind granița dincolo de care lumina nu mai poate scăpa - și un punct pe care l-am putea considera vag suprafața găurii negre. Raza Schwarzschild a găurii negre supermasive este aproximativ distanța de la Soare la orbita lui Mercur - iar la periapsis, S2 este aproximativ aceeași distanță față de gaura neagră ca Pluto este de la Soare.
Se estimează că gaura neagră supermasivă are o masă de aproximativ patru milioane de mase solare, ceea ce înseamnă că poate a luat masa peste câteva milioane de stele de la formarea sa în universul timpuriu - ceea ce înseamnă că S2 nu reușește decât să se agațe de existență în virtutea stupidului său viteza orbitală - ceea ce îl menține să cadă în jurul, mai degrabă decât să cadă în gaura neagră. Pentru comparație, Pluton rămâne pe orbită în jurul Soarelui menținând o viteză orbitală liberă de aproape 5 kilometri pe secundă.
Setul de date detaliat al poziției astrometrice a S2 (ascensiunea și declinarea dreaptă) se schimbă în timp - și de acolo, viteza radială calculată în diferite puncte de-a lungul orbitei sale - oferă o oportunitate de a testa predicții teoretice împotriva observațiilor.
De exemplu, cu aceste date, este posibilă urmărirea diverselor caracteristici non-kepleriene și non-newtoniene ale orbitei S2, inclusiv:
- efectele relativității generale (dintr-un cadru de referință extern, ceasurile se contractă lent și lungimile în câmpurile gravitaționale mai puternice). Acestea sunt caracteristici așteptate de la orbitarea unei găuri negre Schwarzschild clasice;
- momentul de masă quadrapol (un mod de a contabiliza faptul că câmpul gravitațional al unui corp ceresc nu poate fi destul de sferic datorită rotației sale). Acestea sunt caracteristici suplimentare așteptate de la orbitarea unei găuri negre Kerr - adică o gaură neagră cu rotire; și
- materie întunecată (fizica convențională sugerează că galaxia ar trebui să zboare, având în vedere viteza la care se rotește - ceea ce duce la concluzia că există mai multă masă prezentă decât ochiul).
Dar hei, acesta este doar un mod de interpretare a datelor. Dacă doriți să testați câteva teorii alternative, cum ar fi, spuneți Teoria spațială a șirurilor oceanice - bine, iată șansa dvs.
Citire ulterioară: Iorio, L. (2010) Efecte relativiste relativ clasice și generale pe termen lung asupra vitezei radiale a stelelor care orbitează Sgr A *.
