앨버트 아인슈타인을 벗어나는 것은 훨씬 더 힘들었습니다. 100 년 전, 유명한 물리학자는 일반 상대성 이론 (GR)으로 알려진 중력에 대한 그의 설명을 발표했으며, 행성의 궤도에서 별빛의 굽힘에 이르기까지 모든 것을 성공적으로 설명합니다. 그럼에도 불구하고 일부 물리학 자들은 퍼즐을 해결할 수있는 이론을 발명하려고 노력해 왔으며, 예를 들어, 무중력이 은하에 묶는 것처럼 보이는 보이지 않는 암흑 물질의 필요성을 설명함으로써. 그러나 작년에 밝혀진 블랙홀의 첫 번째 직접 이미지는 이제 중력 이론에 대한 새로운 테스트를 제공했습니다. 실패하고 당신의 이론은 죽었습니다.
애리조나 대학교 (University of Arizona)의 천체 물리학자인 페리 알 젠 (Feryal Özel)은“새로운 시험을 돕는 데 도움을 준“이것은 새로운 후프이며 상당히 좁은 후프”라고 말합니다.
1915 년에 아인슈타인은 지구 날실과 같은 거대한 몸체가 공간과 시간 또는 시공간과 같은 중력이 발생한다고 가정했다. 그 구부러진 시공간은 자유 낙하 물체의 경로가 곡선으로 이어져 지구상의 대포 또는 달의 타원형 궤도를 초래합니다. 1930 년대에 과학자들은 GR에 대한 놀라운 의미를 발견했습니다. 충분히 거대한 별이 불에 타면 핵심은 무한한 지점으로 무너질 수 있으며, 일정 거리 내에서도 광대 한 블랙홀만을 남길 수 있습니다.
.작년에야 인간은 블랙홀을 처음으로 직접 볼 수있었습니다. 이것은 단일 무너진 별에 의해 만들어졌지만 아마도 많은 블랙홀이 합쳐 졌을 때 형성되었을 것입니다. 그것은 5 천 5 백만 광년 떨어진 은하의 중심에 숨어 있으며 태양의 무게는 650 억 배입니다. 그것을 연구하기 위해, 180 명 이상의 천문학 자와 천체 물리학 자로 구성된 팀이 전 세계의 라디오 요리를 조정하여 이벤트 Horizon Telescope (EHT)로 알려진 프로젝트에서 하나의 큰 망원경으로 일했습니다.
거짓된 색상 이미지는 똑같이 보입니다. 글로우는 블랙홀 주위에 소용돌이 치는 뜨거운 가스에서 나오며 중간의 점은 블랙홀에 의해 주조 된 "그림자"입니다. EHT 과학자들은 GR을 사용하여 블랙홀의 중력에 의해 확대되는 그 그림자가 얼마나 큰지 계산했으며, 결과가 관찰에 동의하는 것을 발견했습니다.
그러나 그들은 이미지를 사용하여 다른 중력 이론을 테스트 할 수 없었다고 Özel은 대체 중력 이론이 작동하는 경우 그림자가 얼마나 큰지 계산할 수있는 쉬운 방법이 없기 때문에 설명했다. 이제 Özel과 동료들은 그 계산을 할 수있는 상당히 간단한 방법을 개발했으며 이번 주에 Physical Review Letters 에서보고합니다. . 원칙적으로 아인슈타인의 이론을 수정하거나 확장 할 수있는 거의 수많은 방법, 즉 물질과 에너지 날실 시공간을 정확하게 변경함으로써 거의 수많은 방법이 있습니다. 그러나 블랙홀을 설명하는 데 사용될 때, 모든 이론은 결국 메트릭을 생성해야합니다. 블랙홀 근처에서 뒤틀린 시공간의 모양을 인코딩하는 수학적 표현입니다.
.이 메트릭은 더 작은 수학 용어의 합으로 대략적인 형태로 작성 될 수 있습니다. 첫 번째 용어는 잘 알려져 있으며 Gr의 예측을 제공합니다. 우리 자체 태양계의 실험은 다음 용어 (최초의 뉴턴 포스트 포스트 뉴턴”보정으로 알려진 다음 용어를 보여주었습니다. 이제 Özel과 동료들은 그들이 올바른 방식으로 블랙홀을 묘사하는 수학을 작성하면 그림자의 크기는 다음 뉴턴 포스트 수정에 의해 결정된다는 것을 보여주었습니다. 따라서 새로운 중력 이론을 테스트하기 위해 이론가들은 두 번째 뉴턴 이후 매개 변수에 대해 예측할 수있는 값을 계산하기 만하면됩니다. 값이 특정 범위를 벗어나면 그림자의 측정 된 크기와 충돌하면 이론이 나옵니다. 블랙홀의 그림자를 사용하여 팀은 매개 변수의 가능한 범위를 500 배로 좁혔습니다.
클레이튼의 모나쉬 대학교 (Monash University)의 이론적 천체 물리학자인 Ilya Mandel은 단일 매개 변수가 그림자의 크기를 제어한다는 것은 놀라운 일이라고 말했다. "나는 그림자의 크기를 결정하는 23 개의 매개 변수의 조합이 있다고 생각했을 것입니다.
그러나이 테스트의 유용성은 제한 될 수 있다고 Johns Hopkins University의 중력 이론가 인 Emanuele Berti는 이론가들이 GR에 대한 많은 실행 가능한 대안을 가지고 있지 않기 때문에 말한다. "테스트하기에 GR과 충분히 다른 대안을 제시하는 동안 동시에 우리가 이미 중력에 대해 알고있는 백만 가지와 호환되는 것은 매우 어렵다"고 그는 말한다.
.더 유망한 연구자들은이 특정 매개 변수의 측정을 중력에 대한 또 다른 새로운 정보원에서 놀릴 수있는 측정과 비교할 것이라고 말했다. 고급 연구 연구소 (Advanced Study)의 천체 물리학자인 Lia Medeiros는“중력 시험을하고있는 모든 사람들은이 비교를 할 수 있도록 같은 언어 [뉴턴 이후 매개 변수]와 같은 언어로 넣으려고 노력하고있다. 이러한 조치가 다르면 GR이 중력에 대한 최종 단어가 아닐 수도 있습니다.
*교정, 10 월 2 일 오후 4시 5 분 : 이 이야기의 이전 버전은 Lia Medeiros의 이름이 잘못되었습니다.
