1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपनी प्रसिद्ध थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी प्रकाशित की, जिसने अंतरिक्ष और समय की ज्यामितीय संपत्ति के रूप में गुरुत्वाकर्षण का एक एकीकृत विवरण प्रदान किया। इस सिद्धांत ने गुरुत्वाकर्षण के आधुनिक सिद्धांत को जन्म दिया और भौतिकी की हमारी समझ में क्रांति ला दी। भले ही एक सदी बीत चुकी है, वैज्ञानिक अभी भी ऐसे प्रयोगों का संचालन कर रहे हैं जो उनके सिद्धांत की भविष्यवाणियों की पुष्टि करते हैं।
अंतरराष्ट्रीय खगोलविदों की एक टीम (GRAVITY सहयोग के रूप में जाना जाता है) द्वारा हाल ही में किए गए टिप्पणियों के लिए धन्यवाद, पहली बार सुपरमासिव ब्लैक होल (SMBH) का उपयोग करके सामान्य सापेक्षता के प्रभाव का पता चला है। ये निष्कर्ष यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (ईएसओ) उपकरणों का उपयोग करके मिल्की वे (धनु ए *) के केंद्र में एसयूबी की टिप्पणियों के 26 साल के अभियान की परिणति थे।
अध्ययन जो टीम के निष्कर्षों का वर्णन करता है, हाल ही में पत्रिका में दिखाई दिया खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकीशीर्षक से, "गेलेक्टिक सेंटर के पास बड़े पैमाने पर गर्म पानी" के पास स्टार S2 की कक्षा में गुरुत्वाकर्षण के लाल रंग का पता लगाने। अध्ययन का नेतृत्व ESO के रॉबर्टो आर्ब्यूटो ने किया और इसमें GRAVITY सहयोग के सदस्य शामिल थे - जो मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्सट्रैटरैस्ट्रियल फिजिक्स (MPE) के रेइनहार्ड जेनजेल के नेतृत्व में है और इसमें कई यूरोपीय विश्वविद्यालयों और अनुसंधान संस्थानों के खगोलविद शामिल हैं।
अपने अध्ययन के लिए, टीम वीएलटी के अत्यंत संवेदनशील और उच्च परिशुद्धता उपकरणों द्वारा एकत्रित किए गए डेटा पर निर्भर थी। इनमें GRAVITY एस्ट्रोमेट्रिक और इंटरफेरोमेट्री इंस्ट्रूमेंट, स्पेक्ट्रोग्राफ फॉर इंटेग्रल फील्ड ऑब्जर्वेशन फॉर नियर इन्फ्रारेड (SINFONI) इंस्ट्रूमेंट, और नैसिथ अडेप्टिव ऑप्टिक्स सिस्टम (NAOS - नियर-इंफ्रारेड इमेजर एंड स्पेक्ट्रोग्राफ) (CONICA) इंस्ट्रूमेंट शामिल हैं, जिन्हें एक साथ रखा गया है। नाको।
इन उपकरणों द्वारा एकत्र की गई नई अवरक्त टिप्पणियों ने टीम को धनु A (S2) में से एक पर नजर रखने की अनुमति दी, जो कि धनु A * की परिक्रमा करता है क्योंकि यह ब्लैक होल के सामने से गुजरा था - जो 2018 के मई में हुआ था। अपनी कक्षा में निकटतम बिंदु पर ब्लैक होल से तारा 20 बिलियन किमी (12.4 बिलियन मील) से कम की दूरी पर था और 25 मिलियन किमी / घंटा (15 मिलियन मील प्रति घंटे) से अधिक गति से गति कर रहा था - प्रकाश की गति का लगभग तीन प्रतिशत ।
जबकि SINFONI साधन S2 के वेग को पृथ्वी से दूर और दूर मापने के लिए उपयोग किया गया था, VLT इंटरफेरोमीटर (VLTI) में GRAVITY साधन ने अपनी कक्षा की आकृति को परिभाषित करने के लिए S2 की बदलती स्थिति का असाधारण सटीक मापन किया। ग्रैविटी इंस्ट्रूमेंट ने तब तीखी छवियां बनाईं, जो ब्लैक होल के करीब से गुजरते ही तारे की गति का पता चला।
टीम ने अन्य उपकरणों का उपयोग करके एस 2 के पिछले अवलोकनों के लिए स्थिति और वेग माप की तुलना की। इसके बाद उन्होंने न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम, सामान्य सापेक्षता और गुरुत्वाकर्षण के अन्य सिद्धांतों द्वारा की गई भविष्यवाणियों के साथ इन परिणामों की तुलना की। जैसा कि अपेक्षित था, नए परिणाम एक सदी पहले आइंस्टीन द्वारा की गई भविष्यवाणियों के अनुरूप थे।
रेइनहार्ड जेनजेल के रूप में, जिन्होंने GRAVITY सहयोग के नेता होने के अलावा, कागज पर एक सह-लेखक थे, हाल ही में ESO प्रेस विज्ञप्ति में बताया गया है:
“यह दूसरी बार है जब हमने अपने गांगेय केंद्र में ब्लैक होल के चारों ओर S2 के करीब से देखा है। लेकिन इस बार, बहुत बेहतर इंस्ट्रूमेंटेशन के कारण, हम अभूतपूर्व संकल्प के साथ तारे का निरीक्षण करने में सक्षम थे। हम कई वर्षों से इस आयोजन के लिए तीव्रता से तैयारी कर रहे हैं, क्योंकि हम सामान्य सापेक्षतावादी प्रभावों का निरीक्षण करने के लिए इस अद्वितीय अवसर का सबसे अधिक लाभ उठाना चाहते थे। ”
जब वीएलटी के नए उपकरणों के साथ देखा गया, तो टीम ने गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट नामक एक प्रभाव को नोट किया, जहां एस 2 से आने वाले प्रकाश ने रंग बदल दिया क्योंकि यह ब्लैक होल के करीब पहुंच गया। यह ब्लैक होल के बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कारण था, जिसने स्टार के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को बढ़ाया, जिससे यह स्पेक्ट्रम के लाल छोर की ओर शिफ्ट हो गया।
S2 से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरण की भविष्यवाणी के साथ सटीक रूप से सहमत है। फ्रेंक ईसेनहुअर के रूप में - मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स के एक शोधकर्ता, ग्रैविटी के प्रमुख अन्वेषक और SINFONI स्पेक्ट्रोग्राफ, और अध्ययन पर एक सह-लेखक - संकेत
“लगभग 2 साल पहले GRAVITY के साथ S2 की हमारी पहली टिप्पणियों में पहले ही पता चला था कि हमारे पास आदर्श ब्लैक होल प्रयोगशाला होगी. करीब से गुजरने के दौरान, हम अधिकांश चित्रों पर ब्लैक होल के चारों ओर धुंधली चमक का भी पता लगा सकते थे, जिससे हमें अपनी कक्षा पर स्टार का ठीक-ठीक अनुसरण करने की अनुमति मिल गई, जिससे अंततः S2 के स्पेक्ट्रम में गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट का पता चल गया।”
जबकि अन्य परीक्षण किए गए हैं जिन्होंने आइंस्टीन की भविष्यवाणियों की पुष्टि की है, यह पहली बार है कि एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर एक स्टार की गति में सामान्य सापेक्षता का प्रभाव देखा गया है। इस संबंध में, आइंस्टीन को एक बार फिर से सही साबित कर दिया गया है, जो आज तक की सबसे चरम प्रयोगशाला है! क्या अधिक है, यह पुष्टि करता है कि सापेक्ष प्रभाव वाले परीक्षण समय और स्थान पर लगातार परिणाम प्रदान कर सकते हैं।
"यहाँ सौर प्रणाली में हम केवल भौतिकी के नियमों का परीक्षण कर सकते हैं और कुछ विशेष परिस्थितियों में," ईएसओ में सिस्टम इंजीनियरिंग विभाग के प्रमुख फ्रेंकोइस डेलप्लेन्के ने कहा। "तो यह खगोल विज्ञान में भी बहुत महत्वपूर्ण है कि यह जाँचने के लिए कि वे कानून अभी भी मान्य हैं जहाँ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बहुत अधिक मजबूत हैं।"
निकट भविष्य में, एक और सापेक्ष परीक्षण संभव होगा क्योंकि S2 ब्लैक होल से दूर जाता है। इसे श्वार्स्चिल्ड पूर्वता के रूप में जाना जाता है, जहां स्टार को अपनी कक्षा में एक छोटे से रोटेशन का अनुभव होने की उम्मीद है। GRAVITY सहयोग इस प्रभाव का अवलोकन करने के लिए S2 की निगरानी करेगा, एक बार फिर VLT के बहुत सटीक और संवेदनशील उपकरणों पर निर्भर करेगा।
जैसा कि जेवियर बारकोन्स (ईएसओ के महानिदेशक) ने संकेत दिया, इस उपलब्धि को ग्रेविटी सहयोग और ईएसओ को विकसित करने में मदद करने वाले उपकरणों द्वारा प्रतिनिधित्व अंतर्राष्ट्रीय सहयोग की भावना के लिए संभव बनाया गया था:
“ईएसओ ने रेनहार्ड जेनजेल और उनकी टीम और ईएसओ सदस्य राज्यों में सहयोगियों के साथ एक सदी से अधिक समय तक काम किया है। इन बेहद नाजुक मापों को बनाने और उन्हें परनाल में वीएलटी पर तैनात करने के लिए आवश्यक विशिष्ट शक्तिशाली उपकरणों को विकसित करना एक बड़ी चुनौती थी। आज घोषित की गई खोज एक उल्लेखनीय साझेदारी का बहुत ही रोमांचक परिणाम है। ”
और GRAVITY सहयोग के सफल परीक्षण, ESO के सौजन्य से इस वीडियो को अवश्य देखें:
