V kopeli so sanjali številni alternativni teoriji gravitacije, medtem ko so čakali na avtobus - ali morda čez lahkoten napitek ali dva. Te dni je mogoče razkrinkati (ali kako drugače) svojo lastno teorijo o hišnih ljubljenčkih, tako da na papirju predvidite, kaj naj bi se zgodilo s predmetom, ki tesno kroži v črni luknji, in nato preizkusite te napovedi na podlagi opazovanj S2 in morda drugih zvezd, ki tesno krožijo nad našo osrednja supermasivna črna luknja galaksije - domnevno se nahaja na radijskem viru Strelec A *.
S2, svetlo zvezdo spektralnega razreda B, natančno opazujemo od leta 1995, v tem času pa je končal v eni orbiti črne luknje, glede na to, da je njeno orbitalno obdobje manjše od 16 let. Pričakuje se, da se bo orbitalna dinamika S2 razlikovala od tiste, ki bi jo napovedovali Keplerjevi 3rd zakon in Newtonov zakon gravitacije, in sicer za znesek, ki je tri zaporedje večji od anomalične količine, ki jo vidimo v orbiti Merkurja. V navideznih anomaličnih učinkih tako v Merkurju kot v S2 predvideva Einsteinova teorija splošne relativnosti, kar je posledica ukrivljenosti vesolja, ki jo povzroča bližnji masivni objekt - Sonce v primeru Merkurja in črna luknja v primeru S2.
S2 potuje z orbitalno hitrostjo približno 5000 kilometrov na sekundo - kar je skoraj 2% hitrosti svetlobe. Mislimo, da se na periapsis (najbližja točka) njegove orbite pride v 5 milijard kilometrov Schwarzschildovega polmera supermasivne črne luknje, ki je meja, čez katero svetloba ne more več uiti - in točko, za katero bi lahko menili, da površino črne luknje. Schwarzschildov polmer supermasivne črne luknje je približno razdalja od Sonca do orbite Merkura - pri periapsisu pa je S2 približno enaka razdalji od črne luknje kot Pluton od Sonca.
Ocenjuje se, da ima supermasivna črna luknja maso približno štiri milijone sončnih mas, kar pomeni, da je od nastanka v zgodnjem vesolju jedlo več milijonov zvezd - in kar pomeni, da se S2 uspe oprijeti obstoja le zaradi svoje osupljive orbitalna hitrost - zaradi katere pade okoli, namesto da bi padel v črno luknjo. Za primerjavo, Pluton ostane v orbiti okoli Sonca z ohranjanjem lahke orbitalne hitrosti skoraj 5 kilometrov na sekundo.
Podrobni nabor podatkov o astronometričnem položaju S2 (desni vzpon in deklinacija) se sčasoma spreminja - od tam pa se njegova radialna hitrost, izračunana v različnih točkah vzdolž orbite, - ponuja priložnost za preizkus teoretičnih napovedi glede na opazovanja.
Na primer, s temi podatki je mogoče izslediti različne ne-keplerijske in ne-newtonske lastnosti S2-ove orbite, vključno z:
- učinki splošne relativnosti (glede na zunanji referenčni okvir se ure počasi in dolžine zmanjšajo v močnejših gravitacijskih poljih). To so značilnosti, ki jih pričakuje kroženje klasične črne luknje Schwarzschild;
- kvadrapolni masni moment (način izračuna dejstva, da gravitacijsko polje nebesnega telesa zaradi vrtenja morda ni povsem sferično). To so dodatne funkcije, ki se pričakujejo zaradi kroženja črne luknje Kerr - to je črna luknja z zavojem; in
- temna snov (običajna fizika kaže, da bi galaksija morala leteti narazen, glede na hitrost, v kateri se vrti - zaradi česar je mogoče sklepati, da je prisotna večja masa, kot je videti v očesu).
Ampak hej, to je le en način interpretacije podatkov. Če želite preizkusiti nekaj alternativnih teorij - recimo Oceanic String Space Theory - no, tu je vaša priložnost.
Nadaljnje branje: Iorio, L. (2010) Dolgotrajni klasični in splošni relativistični učinki na radialne hitrosti zvezd, ki krožijo po Sgr A *.
