爱因斯坦的一般相对论理论开始在边缘磨损

一个被称为S0-2的明星（本艺术家渲染中的蓝色和绿色物体）在2018年银河系中的叠加黑洞中获得了最接近的方法。

艾伯特爱因斯坦超过100年出版了他的标志性的相对论的理论，它开始在弗雷在弗雷在弗雷，说，南瓜的物理学和天文学教授。现在，在我们的银河系中心的怪物黑洞附近的最全面的相对论测试中，Ghez和她的研究团队向7月25日向杂志的理论举行举行的古迹。

“爱因斯坦的权利，至少现在，”研究的联合主导作者Ghez表示。“我们绝对可以排除牛顿的重力定律。我们的观察与爱因斯坦的一般相对论理论一致。然而，他的理论肯定会出现脆弱性。它不能完全解释一个黑洞内的重力，在某些时候，我们需要超越爱因斯坦的理论，以更全面的重力理论，解释一个黑洞是什么。“

星轨道超大自主黑洞。Nicolle Fuller /国家科学基金会

爱因斯坦的1915年的相对论的一般性理论认为，我们认为是由于空间和时间的曲率产生的重力。科学家建议将阳光和地球等物体改变这种几何形状。爱因斯坦的理论是重力工作的最佳描述，即Ghez，他的UCLA-LED的天文学家团队已经直接测量了超级分类黑洞附近的现象 - 研究Ghez描述为“极端天体物理学”。

安德里亚格尔：感染引力的拉力。Video by julie winokur

Ghez说，物理学法则，包括重力，包括重力，都应该有效，他补充说，他的研究团队是观看称为S0-2的明星的世界中只有两个群体之一，在三维中制作完整的轨道在银河系的中心围绕超大的黑洞。完整的轨道需要16岁，黑洞的质量约为阳光的400万次。

研究人员表示，他们的作品是有史以来最详细的研究进入超级分类黑洞和爱因斯坦的一般相对论。

该研究中的关键数据是Ghez的团队在去年4月分析，5月和9月份，因为她的“最受欢迎的明星”使其最接近巨大的黑洞。光谱，其中Ghez被描述为来自恒星的“光的彩虹”，显示了光的强度，并提供了关于光线行进的明星的重要信息。光谱还显示出恒星的组成。这些数据与测量Ghez和她的团队相结合，过去24年来了。

光谱 - 从下午点收集。夏威夷的Keck天文台使用由同事詹姆斯·莱茵林的团队在UCLA上建造的光谱仪 - 提供第三个维度，揭示明星的动作在之前未获得的精确度。（研究人员在凯克天文台中的明星的图像提供了另外两个尺寸。）Larkin的乐器从一颗星光射击并分散它，类似于雨滴驱散光从太阳射击光线，创造彩虹的方式，Ghez说。

“关于S0-2的特别特别是我们在三维的完整轨道上有什么特别的，”Ghez说，洛根B. Leichtman和Arthur E. Levine椅子在天体物理学中。“这就是让我们进入一般相对论的测试票。我们询问了重力在超级分类的黑洞附近的表现如何以及爱因斯坦的理论是否告诉我们完整的故事。看到星星通过他们的完整轨道提供了使用这些星星的动作测试基本物理的第一个机会。“

Zina Deretsky /国家科学基金会的动画

Ghez的研究团队能够看到超级分类黑洞附近的空间和时间的共同混合。“在牛顿的重力，空间和时间的版本是分开的，并且不连贯;在爱因斯坦，他们完全合并在一个黑洞附近，“她说。

“衡量这种基本重要性所需多年的患者观察，通过最先进的技术使能，”国家科学基金会的天文科学专区主任理查德绿色“。超过二十年，POTION支持GHEZ，以及对研究团队发现至关重要的几个技术元素。“通过他们严格的努力，格子和她的合作者对爱因斯坦对强大的想法产生了高度重要的验证。”

凯克天文台主任希尔顿刘易斯叫Ghez“我们最热情和顽强的凯克用户之一。”“她的最新的突破性研究”，“他说，”过去二十年的坚定承诺的高潮是最终的承诺，以解锁我们银河系中的中央的超级分类黑洞的神秘处。“

研究人员研究了光子 - 光粒子 - 从S0-2到地球行驶。S0-2在最近的方法中以1600多万英里的起泡速度移动到黑洞周围。爱因斯坦报道说，在靠近黑洞的区域，光子必须做额外的工作。他们离开星星的波长不仅取决于明星移动的速度，而且对光子节约到逃避黑洞强大的引力场的能量有多少钱。在黑洞附近，重力比地球更强大。

蓝光

Ghez曾在去年夏天提供了展示部分数据的机会，但选择不允许她的团队首先彻底分析数据。“我们正在学习重力有效。她说，这是我们最少测试的四种基本力量之一，“她说。“我们刚刚没有问过许多地区，重力如何在这里工作？它很容易过度自信，有很多方法可以误解数据，很多方法都可以积聚成显着的错误，这就是为什么我们不急于我们的分析。“

Ghez，2008年的麦克阿瑟的收件人“Genius”奖学金，研究了超过3,000颗星的轨道轨道。她说，数百人在一个天文学家没想到看到它们的地区。

从S0-2到达地球的光子需要26,000年。“我们很兴奋，一直在做准备做这些测量，”Ghez说，他指导了UCLA银河银行中心集团。“对我们来说，它是内脏，现在是它 - 但它实际上发生了26,000年前！”

这是众所周知的众多考试中的第一个测试，Ghez的研究团队将在超级分类黑洞附近的星空上进行。在大多数令人兴趣的星星中，她的S0-102有最短的轨道，需要11/2岁以完成黑洞周围的完整轨道。大多数星星Ghez研究具有比人类寿命更长的轨道。

Ghez的团队在2018年在2018年的关键时期使用凯克观测台每四个晚上进行测量 - 夏威夷休眠的Mauna Kea火山坐落在一起，并拥有世界上最大和首屈一指的光学和红外线望远镜之一。在夏威夷，双子座天文台和斯巴鲁望远镜的光红外望远镜也有测量。她和她的团队在夏威夷的现场使用这些望远镜，并远程从加州大学州大学生的物理和天文学系的观景室。

黑洞具有如此高的密度，没有任何东西可以逃脱他们的引力拉，甚至没有光。（他们不能直接看，但它们对附近的恒星的影响是可见的并提供签名。一旦某些东西穿过一个黑洞的“活动地平线”，它将无法逃脱。然而，STAR S0-2仍然相当远离活动范围，即使是最接近的方法，所以它的光子不会被拉入。）

Ghez的共同作者包括Tuan Do，Motience of Co.Compico撰稿人，UCLA研究科学家和UCLA银河银行中心集团的副主任; Aurelien Hees是一位前UCLA博士后学者，现在是巴黎天文台的研究员; Mark Morris，UCLA物理学和天文学教授; Eric Becklin，UCLA物理学和天文学的壮举教授; Smadar Naoz，UCLA助理物理学和天文学教授; Jessica Lu是一位前UCLA研究生，现在是UC Berkeley助理天文学教授; UCLA研究生Devin Chu; Greg Martinez，UCLA项目科学家; Shoko Sakai，UCLA研究科学家; Shogo Nishiyama，日本宫城教育大学副教授;和rainer schoedel，西班牙伊斯坦特·斯特罗菲·迪安德省的研究员。

国家科学基金会为过去25年来提供了Ghez的研究。最近，她的研究也得到了以下方式支持。Keck Foundation，Gordon和Betty Moore基金会和Heising-Simons基金会;以及Lauren Leichtman和Arthur Levine，以及Howard和Astrid Preston。

1998年，Ghez回答了天文学最重要的问题之一，有助于表明一只超大的黑洞居住在银河系的中心。这个问题一直是一个多钟的天文学家之间争论的主题。

Ghez帮助Pioneer的强大技术，称为自适应光学，实时纠正了地球氛围的扭曲效应。在凯克天文台的自适应光学中，Ghez和她的同事们透露了围绕超大自主黑洞的环境的惊喜。例如，他们发现了年轻的恒星，预计没有人看到，并且缺乏许多人的预期。Ghez说，目前还不清楚S0-2是否年轻或者只是伪装成年轻的明星。

2000年，她及其同事报告说，这是第一次看到星星围绕超大的黑洞加速。2003年，Ghez报道说，银河系黑洞的案例已经大大加强，并且所有拟议的替代方案都可以排除在外。

2005年，Ghez和她的同事们拍摄了银河系中的第一个清晰的照片，包括在凯克天文台围绕着黑洞的区域。在2017年，Ghez的研究团队报告说，S0-2没有伴星，解决了另一个神秘。

出版物：Tuan Do等，“S0-2星级的相对论红星绕过银河中心超级分类黑洞，”2019年8月16日：EAAV8137; DOI：10.1126 / science.Aav8137.