愛因斯坦一生中曾提出過不少預言，比如鐘慢效應、質能守恆、光線偏移等，最近幾年，最引人注目的莫過於引力波的證實。現在，科學家們再次成功觀測到愛因斯坦的又一個預言！
2020年4月16日，法國、葡萄牙、德國等研究人員在國際期刊《Astronomy & Astrophysics》在線發表了這篇名為“Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole”的研究論文。
在銀河系中央的超大黑洞附近存在許多恆星，此前，牛頓曾提出萬有引力理論，並預言這些恆星的運行軌跡是橢圓，然而，研究結果顯示，牛頓是錯誤的，因為它們的運行軌跡更像是愛因斯坦所預測的“玫瑰花”！
最接近黑洞的恆星
愛因斯坦在廣義相對論中曾經預測過，一個星體圍繞另一個星體的運行軌道並不是牛頓所描述的封閉曲線，而是在平面中不斷自旋運動，這種現象被稱為“Schwarzschild precession”，在100年後的今天，天文學家在銀河系的超大黑洞附近成功觀測到該現象。
據悉，這顆超大質量的黑洞距太陽約26000光年，其質量是太陽的400萬倍，它的周圍佈滿了密密麻麻的恆星簇，其中就有S2恆星，天文學家觀察到，S2恆星向黑洞掃掠的最近距離小於200億公里，因此，S2恆星成為有史以來最接近黑洞的恆星之一。
100年前的精確預測
在智利的阿塔卡馬沙漠裡，研究人員使用GRAVITY、SINFONI和NACO儀器對S2恆星總計進行了330多次測量，這個過程長達27年。
據測量結果表明，隨著離黑洞的距離越來越近，S2恆星的旋轉方向在不斷變化，下一秒軌道取決於前一秒的旋轉軌跡，最終竟然形成了玫瑰形，如下圖所示。事實上，早在1916年，愛因斯坦在廣義相對論中就已經對“玫瑰形軌道”進行了精確預測。
對此，論文的主要作者、法國首席科學家
Guy Perrin認為，“S2恆星的旋轉很好地遵循了廣義相對論，這項研究有助於增加科學家對銀河系中心的超大質量黑洞的瞭解。”恆星的運行遵循相對論
在2018年，天文學家將四個8米的VLT望遠鏡組合成一個超級望遠鏡，併成功觀測到一個神奇現象，即：當恆星繞行黑洞時，其接收的光的波長被拉長了，如下圖藍色陰影所示。因此，不僅恆星發出的光符合廣義相對論，恆星的運行軌跡也遵循著廣義相對論。
藉助這種超級望遠鏡，科學家們相信未來將能夠看到更多更暗的恆星，對此，科隆大學的首席科學家Andreas Eckart說道，“如果幸運的話，我們可能會捕獲到足夠近的恆星，這或許意味著黑洞的自旋和質量能夠被測量，那將是更高層次的相對論試驗。”
本文參加【科學V計劃】，內容為作者原創。
參考文獻
https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/04/aa37813-20/aa37813-20.html
