ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังได้แก้ปัญหาที่คาใจนักฟิสิกส์มานานนับศตวรรษเกี่ยวกับการโคจรของดาวพุธซึ่งมีลักษณะพิเศษเป็นวงรีที่มีการส่ายไปมาเป็นรูปลายดอกกุหลาบ (ดังรูปด้านล่าง) ไม่เป็นวงรีวงเดียวตามการคำนวณโดยใช้กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน แต่เมื่อใช้การคำนวณวงโคจรของดาวพุธด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะให้ผลตรงกับที่สังเกตได้จริง ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคาดการณ์การเลื่อนไปทางแดง (Gravitational redshift) ของแสงภายใต้สนามแรงโน้มถ่วงเข้มข้นซึ่งได้รับการยืนยันด้วยการวัดการเลื่อนไปทางแดงในแสงของดาวแคระขาวเมื่อปี 1954 รวมทั้งมีการพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีนี้อีกหลายครั้งในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา
ทีมนักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ VLT (Very Large Telescope) ที่ประเทศชิลีติดตามเส้นทางโคจรของดาว S2 รอบหลุมดำ Sagittarius A* ซึ่งเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive Blackhole) ที่อยู่ตรงใจกลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือก มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 4 ล้านเท่า อยู่ห่างจากโลก 26,000 ปีแสง ดาว S2 น่าสนใจตรงที่มันเป็นหนึ่งในดาวที่โคจรเข้าใกล้หลุมดำ Sagittarius A* มากที่สุดที่ระยะ 20,000 ล้านกิโลเมตร และโคจรด้วยความเร็วเกือบ 3% ของความเร็วแสง ใช้เวลาในการโคจรแต่ละรอบนาน 16 ปี
ทีมวิจัยติดตามการโคจรของดาว S2 นาน 27 ปีซึ่งมันโคจรรอบหลุมดำ Sagittarius A* ไปราว 2 รอบครึ่ง พวกเขาตรวจวัดตำแหน่งและความเร็วของดาว S2 ราว 330 ครั้งจนได้ข้อมูลมากพอที่จะสามารถเขียนวงโคจรของมันอย่างละเอียดได้ นักวิจัยพบว่าการโคจรของดาว S2 ตรงกับที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ทำนายเอาไว้คือแต่ละครั้งที่มันโคจรเข้าใกล้หลุมดำมันจะถูกแรงโน้มถ่วงของหลุมดำดึงดูดให้วงโคจรของมันเปลี่ยนไปเล็กน้อยจนทำให้เส้นทางโคจรของมันมีรูปร่างเหมือนลายดอกกุหลาบ
“ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าการโคจรของวัตถุหนึ่งรอบวัตถุอื่นจะไม่เป็นวงปิดแบบกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตันแต่มีการควงส่ายในระนาบการเคลื่อนที่” Reinhard Genzel หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “ปรากฏการณ์นี้ถูกอธิบายด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปครั้งแรกในวงโคจรของดาวพุธรอบดวงอาทิตย์ 100 ปีต่อมาเราพบปรากฏการณ์เดียวกันที่ใจกลางของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก”
ส่วนในระยะต่อไปคงจะต้องอาศัยกล้องโทรทรรศน์ ELT (Extremely Large Telescope) ที่กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างซึ่งมันถูกวางแผนให้เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นดวงดาวที่จางมากๆที่โคจรอยู่ใกล้กับหลุมดำ
“ถ้าเราโชคดีเราอาจตรวจจับดาวที่อยู่ใกล้พอที่พวกมันจะรู้สึกถึงการหมุนวนและหมุนรอบตัวของหลุมดำ” Andreas Eckart นักวิจัยอีกคนหนึ่งของโครงการกล่าว “นั่นจะเป็นการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในระดับที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงอีกครั้ง”
ข้อมูลและภาพจาก arstechnica, sciencedaily