In einem Test von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie in der Nähe des supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße hat eine internationale Gruppe von Astrophysikern gezeigt, dass die Theorie Bestand hat.
Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass ein Stern, der sich in der Nähe eines supermassereichen schwarzen Lochs befindet, einen Effekt aufweisen sollte, der als relativistische Rotverschiebung bekannt ist.
Bei den neuen Forschungsarbeiten wurde eine relativistische Rotverschiebung im Licht eines Sterns festgestellt, der sich in einer engen Umlaufbahn um Sagittarius A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, befindet.
"Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie aus dem Jahr 1915 besagt, dass das, was wir als Schwerkraft wahrnehmen, aus der Krümmung von Raum und Zeit resultiert. Einstein schlug vor, dass Objekte wie die Sonne und die Erde diese Geometrie verändern. Die Theorie ist die beste Beschreibung dafür, wie die Schwerkraft funktioniert", sagte Professor Andrea Ghez von der University of California und Mitautor der Studie.
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Professor Ghez und seine Kollegen analysierten Beobachtungen eines Sterns namens S0-2, der sich 2018 Sagittarius A* am stärksten genähert hat und sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 25,7 Millionen km/h um das Schwarze Loch bewegt.
Das Team nutzte auch spektroskopische und astrometrische Messungen von 1995 bis 2017, die die 16-jährige Umlaufbahn von S0-2 abdecken.
"Das Besondere an S0-2 ist, dass wir seine volle Umlaufbahn in drei Dimensionen haben, was uns die Eintrittskarte zu den Tests der allgemeinen Relativitätstheorie gibt", so Professor Ghez.
"Wir fragen uns, wie sich die Schwerkraft in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs verhält und ob Einsteins Theorie uns die ganze Wahrheit sagt. Zu sehen, wie Sterne ihre volle Umlaufbahn durchlaufen, bietet die erste Gelegenheit, fundamentale Physik anhand der Bewegungen dieser Sterne zu testen."
Die Ergebnisse des Teams stimmen mit der allgemeinen Relativitätstheorie überein und sprechen deutlich für die Newtonsche Gravitationstheorie, die die beobachtete Rotverschiebung nicht erklären kann.
"Einstein hat Recht, zumindest im Moment: Wir können das Newtonsche Gravitationsgesetz absolut ausschließen", sagt Professor Ghez.
"Unsere Beobachtungen stimmen mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie überein. Allerdings zeigt seine Theorie definitiv Schwächen. Sie kann die Gravitation im Inneren eines Schwarzen Lochs nicht vollständig erklären, und irgendwann müssen wir über Einsteins Gravitationstheorie hinausgehen und eine umfassendere Theorie der Gravitation entwickeln, die erklärt, was ein Schwarzes Loch ist."
SOURCE / Universität von Kalifornien über Sci News / DOI: 0.1126/science.aav8137
