Bằng cách phân tích lực hấp dẫn của một lỗ đen khổng lồ nằm ở trung tâm Dải Ngân hà lên ngôi sao gần đó, các nhà thiên văn học đã cho thấy lý thuyết về không gian và thời gian, mô tả lực hấp dẫn của Einstein vẫn chính xác.
Ảnh mô phỏng ngôi sao S0-2 khi đi qua siêu lỗ đen nằm ở trung tâm Dải Ngân hà. Khi tiến gần đến siêu lỗ đen, ngôi sao có hiện tượng dịch chuyển đỏ phù hợp với thuyết tương đối của Einstein. (Ảnh: National Science Foundation)
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà thiên văn học chọn lỗ đen siêu lớn tên là Sagittarius A, nằm tại trung tâm Dải Ngân hà, nặng hơn Mặt trời 4 triệu lần với đường kính khoảng 23,6 triệu km. Ngôi sao S0-2 quay quanh siêu lỗ đen Sagittarius A ở khoảng cách 17 tỷ km. Quỹ đạo của ngôi sao này là ổn định, tuy nhiên trường hấp dẫn mạnh của nó gây ra hiện tượng dịch chuyển đỏ- có nghĩa là trong quá trình quan sát, phổ của ngô isao trở nên đỏ hơn so với thực chất.
Di chuyển gần lỗ đen của ngôi sao S0-2 diễn ra gần nhất là vào năm 2008. Điều này được khẳng định bởi hiện tượng dịch chuyển đỏ. Những quan sát mới kết hợp với các dữ liệu từ năm 1995 cho kết quả phù hợp với Thuyết tương đối của Einstein, đồng thời phủ nhận mô hình trường hấp dẫn của Newton.
Quỹ đạo các ngôi sao xung quanh siêu lỗ đen ở trung tâm Dải Ngân hà. Vòng tròn màu vàng là quỹ đạo của sao S0-2, ngôi sao đầu tiên có đầy đủ thông tin để kiểm tra thuyết tương đối rộng của Einstein xung quanh một siêu lỗ đen. (Ảnh: UCLA Galactic Center Group)
“Enstein vẫn đúng, ít nhất là đến lúc này” Andrea Ghez, giáo sư thiên văn học tại Đại học California Los Angeles và đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Những quan sát của chúng tôi đều tương đồng với thuyết tương đối của Einstein. Tuy nhiên thuyết tương đối của ông vẫn có nhược điểm. Nó chưa thể giải thích hoàn toàn lực hấp dẫn trong một lỗ đen. Đén lúc nào đó, chúng ta phải tìm ra một thuyết mới về lực hấp dẫn để giải thích rõ hơn lỗ đen là gì”. Việc theo dõi ngôi sao S0-2 trong một thời gian dài mang lại cho các nhà khoa học những thông tin quý giá về vai trò của động lực học hấp dẫn xung quanh lỗ đen. Trong quá trình ngôi sao S0-2 di chuyển đến gần lỗ đen, cứ 4 đêm 1 lần nhóm nghiên cứu của bà Ghez đã thực hiện các phép đo.
Nghiên cứu trên sao S0-2 là nghiên cứu đầu tiên trong nhiều nghiên cứu về thuyết tương đối dự tính thực hiện trên các ngôi sao gần siêu lỗ đen Sagittarius A. Một trong những ngôi sao khác cũng nằm trong kế hoạch thí nghiệm là S0-102 với quỹ đạo ngắn nhất trong số gần 3.000 ngôi sao nằm gần lỗ đen siêu lớn, tương đương 11,5 năm ánh sáng.
