¿Cuáles fueron las medidas tomadas cuando S2 alcanzó el periapsis que fueron la "mejor prueba de GR hasta la fecha"?

Hubo algunos artículos de noticias en la prensa popular y en revistas como Science que afirmaban que el periapsis (o peribothron, como supe hoy) de la estrella S2 que orbita alrededor de Sagitario A* era "la prueba más rigurosa hasta ahora" para el corrimiento al rojo gravitatorio .

¿Cuáles fueron específicamente las medidas tomadas, cuánto se corrió hacia el rojo la luz de las estrellas, de qué factores? ¿Eran los superlativos puramente una cuestión de grado frente a clase? ¿Hay algunos efectos adicionales (en GR o teorías alternativas) que solo serían medibles con el campo alto?

Un artículo de Abuter, et al. sobre las menciones del periapsis S2

los efectos de primer orden de la relatividad especial y general ahora se han vuelto detectables con las capacidades actuales

¿Antes no lo eran?

Respuestas (1)

No estoy seguro de estar de acuerdo en que las observaciones S2 son la mejor prueba de GR, o incluso la prueba más rigurosa . Sin embargo, son una prueba en un régimen que no hemos podido probar directamente antes.

Las pruebas fáciles de GR están todas en el límite de campo débil. Por ejemplo, podemos medir el desplazamiento al rojo gravitacional y la dilatación del tiempo en la Tierra, y podemos medir los desplazamientos del perihelio de varios de los planetas del Sistema Solar. Estas son mediciones de alta precisión, pero las mediciones en la Tierra o en el Sistema Solar son mediciones en un campo gravitatorio débil cerca de masas relativamente pequeñas.

Tenemos fuertes pruebas de campo de las detecciones de ondas gravitacionales LIGO, pero estas son algo indirectas. Es decir, asumimos que GR es correcto y calculamos cómo deberían verse las ondas gravitacionales de una fusión de agujeros negros, luego ajustamos esos cálculos a los datos de LIGO. El hecho de que obtengamos resultados sensatos es una fuerte evidencia de GR, pero no es como si observáramos directamente las órbitas de los agujeros negros que se fusionan.

Las mediciones de S2 nos brindan una prueba directa de GR cerca de una masa mucho mayor que la masa del Sol (¡cuatro millones de veces mayor!) y en curvaturas que son mucho mayores que en cualquier parte del sistema solar, aunque todavía bastante pequeñas. Y estas son medidas directas, es decir, medimos la órbita directamente desde la posición de S2 y medimos la dilatación del tiempo midiendo el desplazamiento hacia el rojo de la luz de S2. Y como dicen los artículos que vinculaste, las observaciones encajan perfectamente con GR.

Entonces, las observaciones de S2 son una prueba muy importante de GR porque lo prueban en un régimen que no se había probado antes. ¿ Pero la mejor prueba o la más precisa ? Supongo que depende de lo que entiendas por mejor o más preciso .