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爱因斯坦对万有引力的描述变得更加无主之地2 fatal error难以超越

物理学 2022-04-20 00:02:40

亚利桑那大学 根据M87阴影大小的测量结果,对改进的重力理论的预测进行了测试,开发了新的观测仪的可视化

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Psaltis,UArizonaEHT协作 爱因斯坦的广义相对论——重力是物质扭曲时空的观点——经受住了100多年的审查和测试,包括来自事件视界望远镜合作的最新测试,今天发表在最新一期的《物理评论快报》上

根据研究结果,爱因斯坦的理论只是变得难了500倍

尽管取得了成功,爱因斯坦稳健的理论在数学上仍然与量子力学不可调和,量子力学是对亚原子世界的科学理解

测试广义相对论很重要,因为宇宙的终极理论必须包含重力和量子力学

“我们期望一个完整的引力理论不同于广义相对论,但是有许多方法可以修改它

我们发现,无论正确的理论是什么,当涉及到黑洞时,它都不会与广义相对论有明显的不同

我们真的压缩了可能修改的空间,”UArizona天体物理学教授迪米特里斯·普萨尔蒂斯说,他直到最近还是事件视界望远镜合作项目的科学家

Psaltis是一篇详细介绍研究人员发现的新论文的主要作者

“这是一种利用超大质量黑洞来测试广义相对论的全新方法,”EHT科学委员会成员、中国科学院天文与天体物理研究所黑洞射电观测专家朝田敬一说

M87黑洞的模拟显示了等离子体在黑洞周围旋转时的运动

在蓝色中可以看到的明亮的薄环是我们所说的黑洞阴影的边缘

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o zel;UArizona航空科学学院(Institute of Aeronautical Sciences)

为了进行测试,研究小组使用了去年EHT获得的附近星系M87中心超大质量黑洞的第一张照片

最初的结果表明黑洞阴影的大小与广义相对论预测的大小一致

“当时我们还不能提出相反的问题:一个引力理论能和广义相对论有多大区别,还能和影子大小一致?”一位名叫皮埃尔·克里斯蒂安的斯图尔特理论研究员说

“我们想知道我们是否可以利用这些观察结果来挑选一些替代方案

" 该团队对广义相对论的许多修改进行了非常广泛的分析,以确定决定黑洞阴影大小的引力理论的独特特征

“通过这种方式,我们现在可以确定广义相对论的某种替代方案是否与事件视界望远镜的观测结果一致,而不用担心任何其他细节,”高级研究所博士后莉娅·梅德罗斯说,她从UArizona研究生时代起就一直是EHT合作的一部分

该团队专注于已经通过了之前太阳系所有测试的一系列替代品

宇宙学、太阳系和黑洞测试探测的引力场不同强度的图解

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Psaltis,UArizonaNASA/WMAP;欧空局/卡西尼号;EHT合作 “使用我们开发的规范,我们表明M87中黑洞阴影的测量尺寸比以前在太阳系中的测试缩小了近500倍的爱因斯坦广义相对论修正的回旋空间,”EHT合作组织的高级成员UArizona天体物理学教授Feryal zel说

“许多修正广义相对论的方法在这个新的更紧密的黑洞阴影测试中失败了

" “黑洞图像为测试爱因斯坦的广义相对论提供了一个全新的角度,”马克斯·普朗克射电天文学研究所所长、EHT合作成员迈克尔·克莱默说

“结合引力波观测,这标志着黑洞天体物理学新时代的开始,”普萨尔蒂斯说

测试引力理论是一项持续的探索:对各种天体物理物体的广义相对论预测是否足够好,让天体物理学家不必担心任何潜在的差异或对广义相对论的修改? “我们总是说广义相对论以优异的成绩通过了所有的测试——如果我每次听到它都有一毛钱的话,”奥泽尔说

“但事实是,当你做某些测试时,你看不到结果偏离了广义相对论的预测

我们要说的是,虽然所有这些都是正确的,但我们第一次有了一个不同的标准,我们可以用它来做一个好500倍的测试,这个标准就是黑洞的阴影大小

" 接下来,EHT团队希望更高保真度的图像能够被扩大的望远镜阵列捕捉到,这些望远镜包括格林兰望远镜、图森附近基特峰上的12米望远镜以及法国的北部扩展毫米阵列天文台

“当我们获得位于我们星系中心的黑洞的图像时,我们就可以进一步限制对广义相对论的偏离,”奥泽尔说

那爱因斯坦还会是对的吗?

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