面對超大質量黑洞，廣義相對論的預測再度通過驗證
https://technews.tw/2019/07/26/milky-way-supermassive-black-hole-einstein-gravity/科學家這次又鎖定了哪個目標來考驗愛因斯坦的廣義相對論呢？答案是我們銀河系的超大質量黑洞。透過觀察 S2 恆星在黑洞周圍的種種行為長達 24 年，加州大學洛杉磯分校團隊再次驗證了等效原理，儘管至今不少人提出對廣義相對論的質疑，事實告訴我們這項理論依然堅如磐石。
若問地球方圓 100 萬光年內最極端的天體是誰，當屬銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A*，其質量達太陽 400 萬倍，是測試愛因斯坦廣義相對論的最佳對象之一。
由加州大學洛杉磯分校天文學家 Andrea Ghez 領導的團隊，自 1995 年起就開始利用凱克望遠鏡觀察名為「S2」的恆星與人馬座 A* 的互動，該恆星週期約 16 年，軌道離心率極高；時光荏苒，一轉眼來到 2018 年，S2 恆星出現在最靠近黑洞的位置（離黑洞事件視界約只有 180 億公里，或者說海王星公轉軌道直徑的 2 倍長）。
廣義相對論預測此時恆星光會受黑洞引力影響，在觀測上出現「重力紅移（Gravitational redshift）」現象，當年，馬克斯·普朗克外空物理學研究所天體物理學家 Reinhard Genzel 團隊證實了這項預測，並發現 S2 恆星的速度被黑洞引力提高達到光速 2.7%（約時速 2,500 萬公里）。
而 Andrea Ghez 團隊長達 24 年的研究最近發表，則以獨立數據再度佐證 S2 恆星的光被黑洞引力拉伸，其重力紅移結果與愛因斯坦廣義相對論的預測一致，而與牛頓的預測結果有 5 個標準差，簡單說，在大尺度下完全可以排除牛頓的萬有引力定律。
S2 恆星在去年 3 月達到最大視距速度（line-of-sight velocity），同年 9 月視距速度又降至最低，Andrea Ghez 團隊將這段期間的光譜數據與 1995～2017 年的觀測結果相結合，以三維方式重建恆星軌道，再次驗證廣義相對論中的等效原理。
此外，新研究也算出人馬座 A * 更精準的的質量與距離：3,946,000 倍太陽質量，不確定性 1.3%；和地球的距離為 7,946 秒差距（25,900 光年），不確定性僅 0.7%。
面對宇宙最深不可測的天體，愛因斯坦又一次奪得勝利，廣義相對論至今還沒有讓我們走向歧途。新論文發表在《科學》期刊。
