核心提示：愛因斯坦的廣義相對論能否適用於整個宇宙呢？這就需要我們對更加遙遠的恆星進行觀測。能夠勝任這個任務的必然是黑洞，黑洞周圍有著強大的引力場，可將恆星控制住，並且讓恆星繞著黑洞公轉。於是人馬座A *黑洞周圍的恆星就被入選了。
宇宙印象 深度科普欄目第1218期 在距離太陽系大約2.6萬光年的銀河系中心附近，有一個超大質量黑洞，被命名為人馬座A *黑洞。這個黑洞也是距離我們最近的超大質量黑洞，它的引力統治著整個銀河系，因此這裡成為了天文學家測試愛因斯坦廣義相對論的絕佳場地。在過去的30年，天文學家一直在觀測人馬座A *（S2）附近的一顆恆星，通過研究其軌道以驗證廣義相對論的預測。最近的一項研究表明，這顆恆星的軌道呈現出玫瑰花形，再次證明了愛因斯坦廣義相對論是正確的！
那麼這個驗證過程是怎樣的呢？我們根據愛因斯坦的廣義相對論，如果大質量天體存在，那麼周圍的時空一定會出現扭曲，只不過扭曲的程度不同，比如地球周圍也會有扭曲的時空，GPS衛星如果不考慮時間效應，那麼地面上的授時也會不準確。
愛因斯坦在1915年正式提出廣義相對論，解釋很成功，比如水星軌道進動的問題。軌道進動對於許多行星和恆星都存在，在近日點的時候其軌道不是橢圓形，看起來應該是玫瑰花形，每條單獨的軌道都像花朵的花瓣。我們在太陽系內可以得到驗證，水星的問題也被迎刃而解，但是愛因斯坦的廣義相對論能否適用於整個宇宙呢？這就需要我們對更加遙遠的恆星進行觀測。能夠勝任這個任務的必然是黑洞，黑洞周圍有著強大的引力場，可將恆星控制住，並且讓恆星繞著黑洞公轉。於是人馬座A *黑洞周圍的恆星就被入選了。
在愛因斯坦的體系中，行星繞恆星運行其實不是引力作用，而是圍繞著時空扭曲的最短路線移動。這種著名的效應在水星進動上得到解釋，100年後，我們在銀河系中心的人馬座A *黑洞周圍也發現了，這顆位於黑洞附近的S2恆星也有相同的運動效果。S2恆星距離黑洞大約200億公里，相當於日地距離的120倍，速度更是達到了光速的3％，每16年完成一次公轉。在長達30年的監測期間，S2恆星完成了接近2次公轉，因此我們才有可能繪製出S2恆星的玫瑰花形軌跡。在跟蹤S2恆星25年的時候，科學家精確測量出S2恆星在人馬座A *周圍的軌跡，結果證實了廣義相對論的正確性。因此，我們也得出，愛因斯坦廣義相對論在宇宙中是普遍適用的，不僅在太陽系中是正確的，在黑洞周圍、銀河系其他時空也可以解釋天體的運行。
這個成果也可以延伸出一個新的研究方向，如果S2恆星周圍存在暗物質，那麼就有可能與愛因斯坦廣義相對論的預測結果有偏差，於是我們還可以估算出暗物質在黑洞周圍的分佈情況。宇宙印象為今日頭條獨家，其他均為假冒，轉載均為非法。
