核心提示：爱因斯坦的广义相对论能否适用于整个宇宙呢？这就需要我们对更加遥远的恒星进行观测。能够胜任这个任务的必然是黑洞，黑洞周围有着强大的引力场，可将恒星控制住，并且让恒星绕着黑洞公转。于是人马座A *黑洞周围的恒星就被入选了。
宇宙印象 深度科普栏目第1218期 在距离太阳系大约2.6万光年的银河系中心附近，有一个超大质量黑洞，被命名为人马座A *黑洞。这个黑洞也是距离我们最近的超大质量黑洞，它的引力统治着整个银河系，因此这里成为了天文学家测试爱因斯坦广义相对论的绝佳场地。在过去的30年，天文学家一直在观测人马座A *（S2）附近的一颗恒星，通过研究其轨道以验证广义相对论的预测。最近的一项研究表明，这颗恒星的轨道呈现出玫瑰花形，再次证明了爱因斯坦广义相对论是正确的！
那么这个验证过程是怎样的呢？我们根据爱因斯坦的广义相对论，如果大质量天体存在，那么周围的时空一定会出现扭曲，只不过扭曲的程度不同，比如地球周围也会有扭曲的时空，GPS卫星如果不考虑时间效应，那么地面上的授时也会不准确。
爱因斯坦在1915年正式提出广义相对论，解释很成功，比如水星轨道进动的问题。轨道进动对于许多行星和恒星都存在，在近日点的时候其轨道不是椭圆形，看起来应该是玫瑰花形，每条单独的轨道都像花朵的花瓣。我们在太阳系内可以得到验证，水星的问题也被迎刃而解，但是爱因斯坦的广义相对论能否适用于整个宇宙呢？这就需要我们对更加遥远的恒星进行观测。能够胜任这个任务的必然是黑洞，黑洞周围有着强大的引力场，可将恒星控制住，并且让恒星绕着黑洞公转。于是人马座A *黑洞周围的恒星就被入选了。
在爱因斯坦的体系中，行星绕恒星运行其实不是引力作用，而是围绕着时空扭曲的最短路线移动。这种著名的效应在水星进动上得到解释，100年后，我们在银河系中心的人马座A *黑洞周围也发现了，这颗位于黑洞附近的S2恒星也有相同的运动效果。S2恒星距离黑洞大约200亿公里，相当于日地距离的120倍，速度更是达到了光速的3％，每16年完成一次公转。在长达30年的监测期间，S2恒星完成了接近2次公转，因此我们才有可能绘制出S2恒星的玫瑰花形轨迹。在跟踪S2恒星25年的时候，科学家精确测量出S2恒星在人马座A *周围的轨迹，结果证实了广义相对论的正确性。因此，我们也得出，爱因斯坦广义相对论在宇宙中是普遍适用的，不仅在太阳系中是正确的，在黑洞周围、银河系其他时空也可以解释天体的运行。
这个成果也可以延伸出一个新的研究方向，如果S2恒星周围存在暗物质，那么就有可能与爱因斯坦广义相对论的预测结果有偏差，于是我们还可以估算出暗物质在黑洞周围的分布情况。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。