站得住腳！愛因斯坦的廣義相對論適用於最新的超大質量黑洞

愛因斯坦的廣義相對論支撐著我們對大尺度宇宙的整個理解。它也有局限性，在過去的100年里，研究人員對它進行了一次又一次的測試。最新的測試是建立在一個令人難以置信的實驗室的基礎上的，這是一顆圍繞人馬座a *運行的恆星，人馬座a *是銀河系中心的超大質量黑洞。

S0-2恆星每16年繞人馬座A*運行一周，距離人馬座近170億公里(110億英里)。軌道是穩定的，但強烈的重力場仍然足以產生引力紅移等效應。恆星的光線稍微偏紅，因為光子必須逃離重力場。

S0-2最近一次近距離穿越發生在2018年，一年前研究人員公布了該恆星引力紅移的數據。這項發表在《科學》雜誌上的新研究將這些數據與1995年以來的觀察結果結合起來。他們的結果與廣義相對論相一致，並且完全排除了牛頓引力模型。

加州大學洛杉磯分校的安德里亞·蓋茲教授在一份聲明中說：「愛因斯坦是對的，至少現在是這樣，我們完全可以排除牛頓引力定律。我們的觀測結果與愛因斯坦的廣義相對論一致。然而，他的理論無疑顯示出脆弱性。它不能完全解釋黑洞內部的引力，在某種程度上，我們需要超越愛因斯坦的理論，建立一個更全面的引力理論，來解釋黑洞是什麼。」

對這顆恆星進行如此長時間的跟蹤，讓研究人員對黑洞周圍的引力動力學如何發揮作用有了寶貴的見解。在2018年5月的關鍵時刻，Ghez的團隊每四個晚上對這顆恆星進行一次測量。

Ghez解釋道：「S0-2的特別之處在於它的完整軌道是三維的，這給了我們進入廣義相對論測試的入場券。我們詢問了引力在超大質量黑洞附近的行為，以及愛因斯坦的理論是否告訴了我們全部的故事。看到恆星穿過它們的完整軌道，為利用這些恆星的運動來測試基礎物理學提供了第一個機會。」

S0-2並不是唯一一顆接近人馬座A*的恆星，也不是最近的。2012年，Ghez和她的團隊發現了S0-102，它圍繞黑洞運行了11.5年。它將在明年的某個時候經歷最近的一次穿越，速度將超過光速的1%。

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