Wiele alternatywnych teorii grawitacji wymyślono w wannie, czekając na autobus - a może przy lekkim napoju lub dwóch. Obecnie można obalić (lub inaczej) własną teorię zwierząt domowych, przewidując na papierze, co powinno się stać z obiektem, który jest blisko orbity czarnej dziury, a następnie przetestować te prognozy pod kątem obserwacji S2 i być może innych gwiazd, które krążą wokół naszej gwiazdy centralna supermasywna czarna dziura galaktyki - prawdopodobnie znajdująca się w źródle radia Strzelec A *.
S2, jasna gwiazda klasy widmowej B, obserwowana jest uważnie od 1995 r., Kiedy to wykonała ona jedną orbitę czarnej dziury, biorąc pod uwagę, że okres jej orbit wynosi mniej niż 16 lat. Można oczekiwać, że dynamika orbity S2 będzie się różnić od przewidywanej przez Keplera 3r & D prawo i prawo grawitacji Newtona, o kwotę o trzy rzędy wielkości większą niż anomalna ilość widoczna na orbicie Merkurego. Zarówno w przypadku Merkurego, jak i S2 te pozornie anomalne skutki są przewidywane przez teorię ogólnej teorii względności Einsteina w wyniku krzywizny czasoprzestrzeni spowodowanej przez pobliski masywny obiekt - Słońce w przypadku Merkurego i czarną dziurę w przypadku S2.
S2 porusza się z prędkością orbitalną około 5000 kilometrów na sekundę - co stanowi prawie 2% prędkości światła. Uważa się, że w peryskapsie (najbliższym punkcie) na orbicie znajduje się w odległości 5 miliardów kilometrów od promienia Schwarzschilda supermasywnej czarnej dziury, stanowiąc granicę, za którą światło nie może już uciec - i punkt, który możemy luźno uznać za powierzchnia czarnej dziury. Promień Schwarzschilda supermasywnej czarnej dziury to mniej więcej odległość od Słońca do orbity Merkurego - aw periapsis S2 znajduje się mniej więcej w tej samej odległości od czarnej dziury, co Pluton od Słońca.
Szacuje się, że supermasywna czarna dziura ma masę około czterech milionów mas Słońca, co oznacza, że mogła zjeść kilkanaście milionów gwiazd od czasu jej powstania we wczesnym wszechświecie - i to znaczy, że S2 zdoła utrzymać się przy życiu tylko dzięki swojej niesamowitej prędkość orbitalna - która sprawia, że opada, a nie wpada do czarnej dziury. Dla porównania, Pluton pozostaje na orbicie wokół Słońca, utrzymując spokojną prędkość orbitalną prawie 5 kilometrów na sekundę.
Szczegółowy zestaw danych pozycji astrometrycznej S2 (prawidłowe wstąpienie i deklinacja) zmienia się w czasie - a stamtąd jego prędkość promieniowa obliczona w różnych punktach na orbicie - daje możliwość przetestowania teoretycznych prognoz na podstawie obserwacji.
Na przykład za pomocą tych danych można śledzić różne cechy orbity S2 inne niż Keplerowskie i nienewtonowskie, w tym:
- skutki ogólnej teorii względności (z zewnętrznego układu odniesienia, zegary zwalniają, a długości kurczą się w silniejszych polach grawitacji). Są to cechy, których można oczekiwać po orbitowaniu klasycznej czarnej dziury Schwarzschilda;
- moment masowy kwadrupola (sposób na uwzględnienie faktu, że pole grawitacyjne ciała niebieskiego może nie być całkiem kuliste z powodu jego obrotu). Są to dodatkowe cechy, których można się spodziewać po orbicie czarnej dziury Kerra - tj. Czarnej dziury ze spinem; i
- ciemna materia (konwencjonalna fizyka sugeruje, że galaktyka powinna rozpaść się, biorąc pod uwagę prędkość, z jaką się obraca - co prowadzi do wniosku, że jest więcej masy niż jest w zasięgu wzroku).
Ale hej, to tylko jeden sposób interpretacji danych. Jeśli chcesz przetestować alternatywne teorie - na przykład teorię kosmicznej struny oceanicznej - oto Twoja szansa.
Dalsza lektura: Iorio, L. (2010) Długoterminowe klasyczne i ogólne efekty relatywistyczne na prędkości radialne gwiazd krążących wokół Sgr A *.
