หลายทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วงได้รับการฝันในห้องอาบน้ำในขณะที่รอรถบัส - หรืออาจจะมากกว่าเครื่องดื่มเบา ๆ หรือสอง ทุกวันนี้มีความเป็นไปได้ที่จะหักล้างทฤษฎีสัตว์เลี้ยงของคุณเองโดยการทำนายบนกระดาษว่าควรจะเกิดอะไรขึ้นกับวัตถุที่โคจรรอบหลุมดำอย่างใกล้ชิดจากนั้นทดสอบการทำนายเหล่านั้นกับการสังเกตการณ์ S2 และบางทีดาวอื่น ๆ หลุมดำมวลมหาศาลใจกลางกาแลคซี - คิดว่าตั้งอยู่ที่แหล่งกำเนิดวิทยุ Sagittarius A *
S2 เป็นดาวชั้น B สเปกตรัมที่สว่างสดใสได้รับการสังเกตอย่างใกล้ชิดตั้งแต่ปี 1995 ในช่วงเวลาที่มันเสร็จสมบูรณ์มากกว่าหนึ่งวงโคจรของหลุมดำเนื่องจากระยะเวลาการโคจรของมันน้อยกว่า 16 ปี การเคลื่อนที่ของวง S2 นั้นคาดว่าจะแตกต่างจากที่คาดการณ์ไว้โดย 3 ของ Keplerถ กฏหมายและกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันด้วยจำนวนที่มีขนาดของสามคำสั่งมากกว่าปริมาณผิดปกติที่เห็นในวงโคจรของดาวพุธ ในทั้งสองกรณีของดาวพุธและ S2 ผลกระทบที่ผิดปกติเหล่านี้คาดการณ์ไว้โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein อันเป็นผลมาจากความโค้งของกาลอวกาศที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ใกล้เคียง - กรณีของดวงอาทิตย์ในดาวพุธและหลุมดำในกรณี S2
S2 เดินทางด้วยความเร็ววงโคจรประมาณ 5,000 กิโลเมตรต่อวินาทีซึ่งเกือบ 2% ของความเร็วแสง ที่ periapsis (จุดที่ใกล้ที่สุด) ของวงโคจรของมันมันคิดว่าจะมาภายใน 5 พันล้านกิโลเมตรจากรัศมี Schwarzschild ของ blackhole มวลยวดยิ่งเป็นขอบเขตเกินกว่าที่แสงไม่สามารถหลบหนี - และจุดที่เราอาจพิจารณาอย่างอิสระ พื้นผิวของหลุมดำ รัศมี Schwarzschild ของหลุมดำมวลยวดยิ่งนั้นอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ถึงวงโคจรของดาวพุธอย่างคร่าว ๆ และที่ periapsis นั้น S2 นั้นอยู่ห่างจากหลุมดำเพียงประมาณเดียวเนื่องจากดาวพลูโตมาจากดวงอาทิตย์
หลุมดำมวลมหาศาลนั้นคาดว่าจะมีมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ซึ่งหมายความว่ามันอาจจะกินดาวฤกษ์หลายล้านดวงนับตั้งแต่การก่อตัวในเอกภพยุคแรก ๆ และหมายความว่า S2 จะสามารถดำรงอยู่ได้โดยอาศัยอำนาจอันน่าทึ่งของมัน ความเร็ววงโคจร - ซึ่งทำให้มันตกลงไปรอบ ๆ แทนที่จะตกอยู่ในหลุมดำ สำหรับการเปรียบเทียบดาวพลูโตยังคงอยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยรักษาความเร็ววงโคจรไว้อย่างสบาย ๆ เกือบ 5 กิโลเมตรต่อวินาที
ชุดข้อมูลรายละเอียดของตำแหน่งทางดาราศาสตร์ของ S2 (การขึ้นและลงที่ถูกต้อง) ของ S2 นั้นเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา - และจากที่นั่นความเร็วของรัศมีที่คำนวณตามจุดต่าง ๆ ตามวงโคจรของมัน - ให้โอกาสทดสอบการทำนายเชิงทฤษฎีต่อการสังเกตการณ์
ตัวอย่างเช่นด้วยข้อมูลเหล่านี้เป็นไปได้ที่จะติดตามคุณลักษณะต่างๆที่ไม่ใช่ของ Keplerian และไม่ใช่ของนิวตันในวงโคจรของ S2 ซึ่งรวมถึง:
- ผลกระทบของสัมพัทธภาพทั่วไป (จากกรอบอ้างอิงภายนอกนาฬิกาช้าและความยาวของสัญญาในสนามแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง) สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการโคจรรอบหลุมดำคลาสสิกชวาร์สชิลด์
- โมเมนต์มวลควอดราโพล (เป็นวิธีการที่บัญชีสำหรับความจริงที่ว่าสนามแรงโน้มถ่วงของวัตถุท้องฟ้าอาจไม่เป็นทรงกลมค่อนข้างเนื่องจากการหมุนของมัน) สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติเพิ่มเติมที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการโคจรหลุมดำของเคอร์ - นั่นคือหลุมดำที่มีการหมุน และ
- สสารมืด (ฟิสิกส์แบบดั้งเดิมแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีควรจะแยกตัวออกจากกันเนื่องจากความเร็วที่มันหมุนไป - นำไปสู่ข้อสรุปว่ามีมวลมากกว่าที่พบในตา)
แต่เฮ้นั่นเป็นเพียงวิธีหนึ่งในการตีความข้อมูล หากคุณต้องการทดสอบทฤษฎีทางเลือก - เช่นพูดโอเชียนสตริงสเปซทฤษฎี - นี่คือโอกาสของคุณ
อ่านเพิ่มเติม: Iorio, L. (2010) ผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพคลาสสิกและทั่วไปในระยะยาวต่อความเร็วของดาวฤกษ์ที่โคจรรอบ Sgr A *
