В 1859 году астрономы заметили, что с Меркурием что-то не так. Планета отказывалась следовать установленным законам физики. Дело было в том, что Меркурий понемногу менял свою орбиту с каждым оборотом вокруг Солнца. Это был очень небольшой эффект. Но при этом весьма существенный. В результате процесса изменения орбиты появилась ошибка, которую можно было легко измерить, если обработать данные, собранные за несколько десятилетий.
Откуда ошибка?
Однако почему появилась эта ошибка, и какой процесс или явление несут за это ответственность – наука не знала. Но в конце концов физики поняли, что проблема кроется в самом законе гравитации. И что обожаемые всеми теории Ньютона являются лишь частным случаем какой-то более широкой теории.
На поиск решения проблемы ушло более полувека. И для этого понадобился блестящий ум Альберта Эйнштейна. Его общая теория относительности — это произведение искусства, непревзойденное по своей гениальности и красоте. И именно она элегантно объяснила странное движение обугленного каменистого мира, самой близкой планеты к Солнцу.
Более поздние исследования показали, что тот же самый эффект влияет на движение и всех других известных планет Солнечной системы. Но лишь только для Меркурия, расположенного очень близко к Солнцу, эффект являлся достаточно сильным, чтобы его можно было наблюдать.
Могут ли современные астрономы черпать вдохновение из этой удивительной истории? Да. Ведь они снова охотятся за новой теорией гравитации, которая сможет объединить законы малых субатомных частиц и им подобных с законами больших объектов — черных дыр и нейтронных звезд. И для решения этой задачи эти увлеченные люди снова обращаются к космическим объектам.
К несчастью для них, старый добрый Меркурий в этом деле им никак не поможет. Планета прекрасно подчиняется постулатам теории относительности. Она вращается вокруг Солнца точно (и это можно легко наблюдать, как говорилось выше) так, как и предсказывал Эйнштейн. И поэтому ученые вынуждены обратится к чему-то еще более экстремальному. А именно к звездам, застрявшим на опасной орбите вокруг сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре Млечного Пути.
На краю вечности
Астрономам давно известна горстка звезд, которые расположены очень близко к этой черной дыре. И все эти объекты удивительны. Поскольку приближаясь к черной дыре, они развивают скорости, невиданные нигде в других местах Галактики. А одна из этих звезд, получившая наименование S0–2, движется со скоростью более семи тысяч километров в секунду! Это примерно три процента от скорости света!
В недавно опубликованное статье исследователи объявили об открытии еще более экстремального примера. Звезда, которую они назвали S4716, находится так близко к черной дыре, что совершает один оборот вокруг нее за четыре земных года. И это является самым коротким известным периодом. Эта звезда находится ближе к черной дыре, чем то расстояние, которое преодолел космический аппарат «Вояджер-1», покинувший землю 5 сентября 1977 года. К настоящему моменту расстояние от зонда до Земли составляет 23 миллиарда километров. Это очень много для человека. Но ничтожно мало по космическим масштабам.
Найти аномалию
Чего же хотят исследователи? Они хотят понять – как на таком близком расстоянии, фактически находясь в ловушке интенсивного гравитационного поля черной дыры, ведет себя изучаемый объект? И надеются обнаружить нечто похожее на ошибку, которая когда-то закралась в расчеты движения Меркурия. Любой, самый тонкий сдвиг в движении S4716 или одного из ее компаньонов может выявить первое обнаруженное несоответствие между реальностью и постулатами общей теорией относительности. И если такое наблюдение произойдет, это будет настоящим прорывом! Впервые за столетие наука получит возможность приступить к разработке более глубокой, и более общей теории гравитации. В которой теории Эйнштейна окажутся лишь частным случаем. Точно так же, как когда-то это случилось с теориями Ньютона.
Так пожелаем же удачи астрономам!