自愛因斯坦1916年提出廣義相對論後,科學家就一直在驗證這一理論是否是正確的,尤其是在大品質天體的引力環境下,廣義相對論或許存在“瑕疵”。銀河系中典型的強引力環境要數位於銀河系中心的超大品質黑洞了,科學家發現假如新的計算方法正確,暗示銀河系中心黑洞周圍應該存在一個相似土星環的結構,這是一個在強引力環境下的安全“避風港”。廣義相對論描述了時空的幾何屬性,該理論以為大品質的天體可導致周圍時空曲折,假如將品質壓縮到史瓦西半徑的時空中,那麼連光子都無法逃逸。
目前仍然有許多物理學家信任廣義相對論存在瑕疵,這是因為該理論與量子力學不相容,而後者被以為是物理學上的另一個支柱。兩個理論一起撐起了物理學的殿堂,量子力學支柱上已經構建起龐大的分支學科,科學家則期望經過引力量子化的思維將兩者統一。相對論能夠用於描述世界中大標準的現象,而量子力學則主導著世界微小顆粒,有科學家以為相對論在一些標準上或許存在問題,咱們能夠在引力最強的世界環境中查驗相對論,比方中子星便是一個好地方,此類天體的直徑僅20公里左右,卻擁有太陽等級的品質。
馬克斯·普朗克射電地理研究所科學家已經將相對論用於中子星周圍環境的測試,發現一個由中子星和白矮星構成的雙星體系,在發出引力波的一起也失去能量,軌道週期以每年8百萬分之一秒縮短,而當時的軌道週期為2.46小時。一起,黑洞也是查驗廣義相對論的場所,銀河系中心大品質黑洞擁有數百萬倍的太陽品質,咱們只知道黑洞非常細密而且不發光,沒有直接依據顯示黑洞行為遵守廣義相對論。
廣義相對論預言了黑洞的存在,時空在極端扭曲的情況下連光都無法逃脫
因為引力透鏡的效果,遙遠天體形成了四個像,這便是愛因斯坦十字
科學家對銀河系中心大品質黑洞的研究中發現,假如廣義相對論存在瑕疵,那麼黑洞周圍應該進行一個穩定的引力場環境,被黑洞引力吸積的物質能夠在這裡徘徊很長一段時間,而不是直接被黑洞的引力所吸入,越來越多的物質或許氣體集合在間隔黑洞非常近的軌道上,形成了一個相似土星環一樣的結構,咱們能夠從射電波、紅外以及X射線波段上發現黑洞的邊緣構成。
未來的空間引力波望遠鏡能夠尋覓因為不規則的顆粒轟動形成的能量訊號,5到10年內科學家將聯合事情視界望遠鏡與引力波觀測站對黑洞進行探索,有望發現位於黑洞周圍的神祕物質環。法國巴黎地理臺科學家埃裡克以為咱們將第一次看到事情視界周圍由廣義相對論預言的現象。