廣義相對論在銀河系中心通過驗證 未發現第五種基本力

愛因斯坦的廣義相對論再次經受住了考驗。據《新科學家》雜誌網站6日報道，美國科學家藉助夏威夷凱克天文台近20年的數據，獲得了銀河系中心超大質量黑洞附近兩顆恆星S0-1和S0-38的清晰運行軌跡，發現這兩顆恆星的運行方式沒有偏離廣義相對論；同時，也未發現第五種基本力存在的證據。相關論文發表在7日出版的《物理評論快報》雜誌上。

宇宙中存在四種基本作用力：弱相互作用力、強相互作用力、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，一些科學家假設存在第五種基本力，並希望通過發現這種力的存在，來證明相對論存在漏洞和偏差。

加州大學洛杉磯分校的奧萊里昂·希斯認為，銀河系最中心的超大質量黑洞「人馬座A*」（Sagittarius A*）周圍，最有可能發現第五種力。一般情況下，黑洞周圍的恆星會向黑洞「餵食」自身氣體雲盤，導致恆星運行軌跡發生改變，從而對驗證廣義相對論造成的干擾；但「人馬座A*」與周圍恆星的間距不夠近，恆星氣體不會被「卷進」黑洞，因此能提供更清晰的檢測。

希斯和同事從上世紀90年代末開始，持續20年長期跟蹤「人馬座A*」附近恆星的運行軌跡。他們跟蹤到S0-1和S0-38圍繞「人馬座A*」運行一周的完整軌跡，運行周期分別為16年和19年。他們發現，這兩顆恆星圍繞「人馬座A*」快速運轉的方式，完全遵循廣義相對論的預言。「這是廣義相對論首次在超大質量黑洞附近經受住考驗。」希斯說。

希斯表示，以橢圓形軌道運行的S0-2將在明年距離「人馬座A*」最近——僅111個天文學單位（1天文學單位約為1.5億公里），屆時，他們可以獲得更精確的觀測數據，「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

廣義相對論多年以來接受的挑戰，幾乎是其他理論的總和。但目前為止，大多數結論都是「驗證通過」。廣義相對論在大尺度結構——恆星、行星、銀河繫上的觀測數據，與其預測值的相符度高到驚人。但這仍不妨礙科學家們不斷嘗試去發現廣義相對論的不完整，從而顛覆現代宇宙學的理論基礎。

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