广义相对论难吗爱因斯坦对牛顿万有引力的新解说由日食即可证明

日食证明了爱因斯坦是对的，改动了咱们对世界的了解。1919年5月29日，当月球遮住太阳时，科学家们证明了物理学家的相对论。

一百年前，一次日全食时刻短地遮住了太阳，使人类对世界有了新的知道。

1919年5月29日，英国科学家预备使用日食来查验一种被称为广义相对论的革命性引力新理论——这是其时还不太知名的爱因斯坦的主意。当年获得诺贝尔奖的物理学家j·j·汤普森(J.J. Thompson)后来这样称号相对论，也便是现在众所周知的：“人类思维最巨大的成果之一”。可是直到1919年日食之前，爱因斯坦在1915年提出的相对论一向没有正真获得证明。

图片：1919年5月29日的日全食-来自巴西索夫拉尔1919年拍照的全太阳周期图。

经过几个月的预备，剑桥地理台主任阿瑟·爱丁顿在非洲西海岸的普林西比岛上安装了他的望远镜和拍照设备。另一位来自皇家格林尼治地理台的地理学家安德鲁·克罗默林在巴西小镇索布拉尔安顿好了他的仪器。

地理学家们并不清楚他们是否能够成功，霉运曾两次阻止了对爱因斯坦理论的查验。1912年日食期间，气候影响了观测；两年后，第一次世界大战的迸发使另一次实验的方案失败。可是1919年5月，战役完毕了，地理学家们希望着能够对爱因斯坦的理论进行证明。

空间、时刻和重力的新概念

两个多世纪以来，人们一向用艾萨克·牛顿的方法来看待重力——即物体之间的引力。但在1915年，爱因斯坦对引力提出了一个新的解说，他不是把引力描绘为一种力，而是由包含恒星和行星在内的大型物体的存在所形成的空间曲折。

其实这对咱们来说有点不可思议，但爱因斯坦和他的搭档们以为，假如这个理论是正确的，它将会发作一个简略的、可丈量的影响：重力会将一束光的途径改动一点点。

图片：1919年，40岁的阿尔伯特·爱因斯坦在柏林进行研究

咱们倾向于以为光是肯定没分量的，但实际并非如此简略。光是能量的一种方式，爱因斯坦在他1905年闻名的等式E=mc2中指出，能量能够表现为质量。这个新的知道，加上爱因斯坦对曲折空间的发现，意味着一束光会曲折——也便是说，沿着曲折的而不是垂直的途径——来呼应重力。

任何质量——一个保龄球，一座山，地球——都会使一束光曲折。可是地理学家知道光的偏转与形成偏转的物体质量成正比。为了丈量细微的误差，他们需求真实的、巨大的质量——像太阳这样的东西。

幻想一下，一束光从悠远的恒星射出，穿过太阳抵达地球。当光线经过太阳时，太阳的引力会使光束的途径发作曲折，使得恒星的外表方位发作细微的改动。

坐落费耶特维尔的阿肯色大学的天体物理学家和科学历史学家丹尼尔·肯尼菲克说:“爱因斯坦做了一个十分深入的论说——光应该遭到引力的影响。”这在某种程度上预示着一束光会被一小部分偏转，“咱们该能够丈量这种偏转。”

进行这样的丈量是很扎手的。大多数时分，太阳是如此的亮堂以至于在天空中不或许调查到它邻近的星星。但在日食期间的几分钟内，月亮会遮住太阳的光线，布景恒星能够被拍照下来，它们的方位也能够被确认。

当然，日全食是稀有的，每年只发作一次，只能在地球外表的某些狭隘地带才干看到。让工作变得更杂乱的是，爱因斯坦的理论只猜测了星光的细微移动——相当于从一英里外看一枚镍的宽度。那个年代的望远镜和照相底片简直不能探测到如此细微的移动。

“有望持续调查”

肯尼菲克在他的新书《疑影不再》中叙述了对爱因斯坦理论的决定性查验。其时，科学家们为了日食现已至少预备了一年的时刻，没有人知道战役会拖多久。1918年11月——日食发作的前6个月——肯尼迪菲克说，艾迪顿和克罗默林“简直要撤销观测日食”。“假如战役不是在一周后完毕，他们或许现已抛弃了。”

最终，气候好坏参半。索布拉尔天空晴朗。可是普林西比的天空被云层覆盖了，不过云层散失的空隙刚好够爱丁顿的团队在日食完毕前获得几张相片。

爱丁顿给他在伦敦的搭档发了一封三个字的电报:“有望持续调查。”

图片：1919年，巴西索夫拉尔，用来调查日全食的望远镜。

在日食期间，两个带有可移动镜面的定日镜被用来将日食的图画导向一对水平望远镜。经过这些仪器拍照的相片的丈量来查看太阳邻近恒星方位的任何细微误差。

日食完毕后，地理学家们回到了家，他们花了几个月的时刻来丈量照相底片上可见恒星的准确方位。最终，他们得出结论，星光的确发作了偏移，并且偏移的起伏与爱因斯坦的理论共同。

1919年11月6日，英国皇家地理学家弗兰克·戴森在伦敦举办的皇家地理学会和皇家学会联合会议上发布了这一成果。戴森说:“毫无疑问，日食的丈量成果证明了爱因斯坦的猜测。”

爱因斯坦成为名人

第二天，《伦敦时报》报导了这一音讯，几天后，《纽约时报》也报导了这一音讯。虽然广义相对论杂乱得令人犯难，爱因斯坦理论的证明仍是引起了全世界数百万人的共识。

“这是一个十分严重的音讯，牛顿的理论忽然被推翻了，取而代之的是这个他们从来就没听说过的人(爱因斯坦)的理论”，肯尼菲克说，“这个理论如此奇妙，基本上没有人能了解它。我以为，这对人们来说是十分戏剧化的。”

实际上，人们好像对这一理论很感兴趣，虽然它很杂乱，但这也正是由于它的杂乱性。

“广义相对论是一个张狂的、全新的、难以了解的理论的典型代表，它对实际的实质具有戏剧性的含义，”加州理工学院的物理学家肖恩· 卡罗尔说。“但你能够正常的看到成果；你还能够拍下来。所以人们被这种振奋所招引。”

多年来，历史学家一向质疑1919年的测验成果是否得到了准确的报导。有些人以为，其时的科学家，尤其是爱丁顿，是如此巴望证明爱因斯坦是正确的，以至于他清理了数据——或许乃至省掉了好像不合适的数据点。可是肯尼菲克说，对1919年观测数据的后续剖析证明了开始的发现，并且爱因斯坦的理论的确经过了巨大的检测。

在随后的几十年里，相对论现已被证明了几十次，并且愈加准确——它还使其他令人费解的奇观，包含黑洞和引力波得到了发现。

参考资料

1.WJ百科全书

2.地理学名词

3. nbcnews-舟舟

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