近100年前拍摄的一张标志性日食照片首次证实了阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论。
1919年5月29日,阿瑟·爱丁顿拍摄了这张标志性的日食照片。
1916年发表的爱因斯坦广义相对论仍然是20世纪科学的一项伟大成就。这位德国物理学家的理论解释了我们所认为的重力实际上于时空的曲率。但是,尽管今天看来不可思议,这一理论并没有立即被人们接受,它需要一张雄心勃勃的日全食照片来保证爱因斯坦一夜成名。
爱因斯坦的广义相对论是第一个推翻了艾萨克·牛顿200多年来的重力概念的理论。
剑桥天文研究所的卡洛林·克劳福德博士概述了这些理论之间的区别。
她说:“与牛顿相比,爱因斯坦关于引力的不同之处在于,质量影响空间的形状。”
所以重力可以被认为是质量周围空间的曲率,它扭曲了质量周围空间的形状。
在爱因斯坦之前,所有人都在使用牛顿的思想,在牛顿的思想中,引力被视为某种无形的力量,作用于远处的物体。
1919年日食:“该望远镜使用了4英寸口径和19英尺焦距。
这是一件更具冒险精神的事情:物体在重力作用下如何绕轨道运行,取决于它们穿过的空间曲率,因此这是一个复杂得多的想法。
爱因斯坦需要的是一个具体的可测试的预测来证明他的理论是正确的。
1919年5月的日食提供了这样的机会。
卡洛林·克劳福德博士补充说:“他所做的一个预测是,由于一个重质量物体周围的空间弯曲,如果你能看到一颗恒星的光,就像它直接经过太阳一样,那么这颗恒星的光现在正穿过一个弯曲的空间,所以光本身会发生偏转,产生海市蜃楼,使恒星的位置发生微小的改变。”
爱因斯坦知道这是一种可能的方式来证明他的理论是正确的。
重点是,在牛顿的理论下,光在重力作用下会发生轻微的偏转,但爱因斯坦的理论预测,这种影响将是牛顿理论的两倍。
这是第一个可以通过观测验证的预测。
阿瑟·爱丁顿:天文学家是第一个证明爱因斯坦广义相对论的人。
在日全食期间,月亮的圆盘会经过太阳的前面。
这就遮住了它耀眼的光线,让天文学家能够研究背景恒星相对较暗的光线。
通过比较某一特定星系团的现有照片和它们在日食期间拍摄的照片,应该有可能发现后者的位置是否发生了变化,因为当太阳从它们面前经过时,空间正在被太阳弯曲。
1919年5月29日,英国天文学家亚瑟·爱丁顿(Arthur Eddington)前往遥远的西非普林西比岛(Principe),记录下了一次日全食,试图大胆地将这一理论付诸实践。
根据牛顿的理论,恒星图像会偏转0.8弧秒,而爱因斯坦说它们会移动1.8弧秒。
arcsecond是1度的1/ 3600分之一,这意味着极小的差异将很难检测到。
科学家们还从前往巴西索布拉尔的皇家格林威治天文台的另一次考察中获得了结果。
在巴西的图像中,他们发现了一个1.98弧秒的光弯曲图形。
1919年阿瑟·爱丁顿照片:在遥远的西非普林西比岛,人们目睹了日食。
普林西比板块的价值是1.6。
这些发现虽然基于有限的数据,但完全符合爱因斯坦的理论。
卡罗林·克劳福德博士认为爱丁顿1919年的照片代表了物理学的一个分水岭。
她说:“通过验证爱因斯坦的广义相对论,这一发现从根本上改变了物理学和天文学。”
这改变了我们今天研究物理的方式。
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