Een door de UCLA geleid team heeft een nieuwe manier ontdekt om de hypothetische vijfde natuurkracht te onderzoeken met behulp van twee decennia aan observaties bij W. M. Keck Observatory, 's werelds meest wetenschappelijk productieve telescoop op de grond.

Er zijn vier bekende krachten in het universum:elektromagnetische kracht, sterke kernkracht, zwakke kernkracht, en zwaartekracht. Natuurkundigen weten hoe ze de eerste drie moeten laten samenwerken, maar de zwaartekracht is een vreemde eend in de bijt. Al decenia, er zijn theorieën geweest dat een vijfde kracht de zwaartekracht met de anderen verbindt, maar niemand heeft het tot nu toe kunnen bewijzen.

"Dit is echt spannend. Het heeft ons 20 jaar gekost om hier te komen, maar nu opent ons werk aan het bestuderen van sterren in het centrum van onze melkweg een nieuwe methode om te kijken naar hoe zwaartekracht werkt, " zei Andrea Ghez, Directeur van de UCLA Galactic Center Group en co-auteur van de studie.

Het onderzoek is gepubliceerd in het huidige nummer van Fysieke beoordelingsbrieven .

Ghez en haar collega's analyseerden extreem scherpe beelden van het centrum van onze melkweg, gemaakt met de adaptieve optica (AO) van Keck Observatory. Ghez gebruikte dit geavanceerde systeem om de banen van sterren nabij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg te volgen. Hun sterrenpad, aangedreven door de zwaartekracht gecreëerd uit het superzware zwarte gat, zou aanwijzingen kunnen geven voor de vijfde kracht.

"Door de sterren gedurende 20 jaar te zien bewegen met behulp van zeer nauwkeurige metingen van Keck Observatory-gegevens, je kunt zien en beperkingen opleggen aan hoe de zwaartekracht werkt. Als zwaartekracht wordt aangedreven door iets anders dan Einsteins algemene relativiteitstheorie, je zult kleine variaties zien in de baanbanen van de sterren, ' zei Geez.

Dit is de eerste keer dat de theorie van de vijfde kracht is getest in een sterk zwaartekrachtsveld zoals dat gecreëerd wordt door het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. historisch, metingen van de zwaartekracht van ons zonnestelsel gecreëerd door onze zon zijn gebruikt om de vijfde kracht te detecteren, maar dat is moeilijk gebleken omdat het zwaartekrachtveld relatief zwak is.

"Het is opwindend dat we dit kunnen doen, omdat we een zeer fundamentele vraag kunnen stellen:hoe werkt zwaartekracht?" zei Gez. "Einsteins theorie beschrijft het prachtig goed, maar er is veel bewijs waaruit blijkt dat de theorie gaten heeft. Alleen al het bestaan ​​van superzware zwarte gaten vertelt ons dat onze huidige theorieën over hoe het universum werkt, ontoereikend zijn om uit te leggen wat een zwart gat is."

Ghez en haar team, waaronder hoofdauteur Aurelien Hees en co-auteur Tuan Do, beide van UCLA, kijken uit naar de zomer van 2018. Dan zal de ster S0-2 het dichtst bij het superzware zwarte gat van onze melkweg staan. Hierdoor kan het team getuige zijn van het trekken van de ster met maximale zwaartekracht - een punt waarop naar verwachting de grootste afwijkingen van de theorie van Einstein zullen zijn.