Насколько интенсивны гравитационные поля там, где мы смогли проверить общую теорию относительности?

Количественная оценка силы гравитационного поля, как известно, сложна. Две основные величины, которые люди используют для оценки силы гравитационного поля, исследуемого в эксперименте:

1. Глубина гравитационного потенциала $\Phi$(вы можете думать об этом как о гравитационной энергии связи системы). Если$M$- типичный масштаб массы, участвующий в эксперименте, и$L$типичная шкала длины, затем$\Phi$масштабируется как$M/L$.
2. Шкала длины кривизны $R$, вы можете грубо думать об этом как о размере сферы, которая локально имеет аналогичную кривизну. Это масштабируется примерно как$\sqrt{M/L^3}$.

Экспериментальные/наблюдательные тесты общей теории относительности можно нанести на диаграмму, отображающую эти две величины относительно друг друга, см., например, (обратите внимание, что эта диаграмма включает как прошлые тесты, так и прогнозы будущих тестов с использованием LISA ) :

Изображение из: BS Sathyaprakash et al., "Extreme Gravity and Fundamental Physics", 1903.09221 .

_

Мы видим, что самые сильные гравитационные поля (в обеих метриках) в настоящее время исследуются наблюдениями гравитационных волн от слияния черных дыр звездной массы наземными обсерваториями гравитационных волн (такими как LIGO, Virgo и KAGRA).

Наблюдения за горизонтом событий с помощью телескопа горизонта событий (EHT) исследуют аналогичные потенциальные глубины.$\Phi$, но поскольку изображенная сверхмассивная черная дыра намного больше, масштаб кривизны$R$на самом деле намного меньше.