Einsteins allmänna relativitetsteori - tanken att tyngdkraften är materia som förvränger rymdtiden - har tålt över 100 års granskning och testning, inklusive det senaste testet från Event Horizon Telescope -samarbetet, publicerad idag i det senaste numret av Fysiska granskningsbrev .

Enligt resultaten, Einsteins teori blev precis 500 gånger svårare att slå.

Trots dess framgångar, Einsteins robusta teori förblir matematiskt oförsonlig med kvantmekanik, den vetenskapliga förståelsen av den subatomära världen. Att testa allmän relativitet är viktigt eftersom universums ultimata teori måste omfatta både gravitation och kvantmekanik.

"Vi förväntar oss att en fullständig gravitationsteori skiljer sig från allmän relativitet, men det finns många sätt man kan ändra det. Vi fann att oavsett rätt teori är, Det kan inte skilja sig väsentligt från allmän relativitet när det gäller svarta hål. Vi pressade verkligen ner utrymmet för möjliga ändringar, "sade professor i astrofysik i UArizona, Dimitrios Psaltis, som tills nyligen var projektvetare för Event Horizon Telescope -samarbetet. Psaltis är huvudförfattare till ett nytt dokument som beskriver forskarnas resultat.

"Detta är ett helt nytt sätt att testa allmän relativitet med hjälp av supermassiva svarta hål, "sa Keiichi Asada, en EHT -vetenskapsrådsmedlem och en expert på radioobservationer av svarta hål för Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics.

För att utföra testet, laget använde den första bilden som någonsin tagits av det supermassiva svarta hålet i mitten av den närliggande galaxen M87 som erhölls med EHT förra året. De första resultaten hade visat att storleken på svarthålsskuggan överensstämde med storleken som förutses av allmän relativitet.

"Vid den tiden, vi kunde inte ställa den motsatta frågan:Hur annorlunda kan en gravitationsteori vara från allmän relativitet och fortfarande vara förenlig med skuggstorleken? "sade UArizona Steward Theory Fellow Pierre Christian." Vi undrade om det var något vi kunde göra med dessa observationer för att ta bort några av alternativen. "

Teamet gjorde en mycket bred analys av många modifieringar av teorin om allmän relativitetsteori för att identifiera den unika egenskapen hos en gravitationsteori som bestämmer storleken på en svart hålskugga.

"På det här sättet, vi kan nu ta reda på om något alternativ till allmän relativitet överensstämmer med Event Horizon Telescope -observationerna, utan att oroa dig för andra detaljer, "sa Lia Medeiros, en postdoktor vid Institute for Advanced Study som har varit en del av EHT -samarbetet sedan hennes tid som doktorand i UArizona.

Teamet fokuserade på olika alternativ som hade klarat alla tidigare tester i solsystemet.

"Med hjälp av mätaren som vi utvecklade, vi visade att den uppmätta storleken på det svarta hålets skugga i M87 stramar upp viftrummet för ändringar av Einsteins relativitetsteori med nästan en faktor 500, jämfört med tidigare tester i solsystemet, "sade professor i astrofysik i UArizona, Feryal Özel, en senior medlem i EHT -samarbetet. "Många sätt att ändra allmän relativitet misslyckas vid detta nya och stramare skuggprov av svart hål."

"Svarta hålsbilder ger en helt ny vinkel för att testa Einsteins teori om allmän relativitet, "sa Michael Kramer, chef för Max Planck Institute for Radio Astronomy och EHT -samarbetsmedlem.

"Tillsammans med gravitationella vågobservationer, detta markerar början på en ny era inom astrofysik med svart hål, "Sa Psaltis.

Att testa gravitationsteorin är en pågående strävan:Är de allmänna relativitetstipsen för olika astrofysiska objekt tillräckligt bra för att astrofysiker inte ska oroa sig för eventuella skillnader eller modifieringar av allmän relativitet?

"Vi säger alltid att allmän relativitet klarade alla tester med glans - om jag hade en krona för varje gång jag hörde det, "Özel sa." Men det är sant, när du gör vissa tester, du ser inte att resultaten avviker från vad allmän relativitet förutspår. Vad vi säger är att även om allt är korrekt, för första gången har vi en annan mätare med vilken vi kan göra ett test som är 500 gånger bättre, och den mätaren är skuggstorleken på ett svart hål. "

Nästa, EHT -teamet förväntar sig bilder med högre trovärdighet som kommer att fångas av det utökade utbudet av teleskop, som inkluderar Grönlandsteleskopet, 12-meters teleskopet på Kitt Peak nära Tucson, och Northern Extended Millimeter Array Observatory i Frankrike.

"När vi får en bild av det svarta hålet i mitten av vår egen galax, då kan vi begränsa avvikelser från allmän relativitet ännu mer, "Sa Özel.

Kommer Einstein fortfarande att ha rätt, sedan?