事實(shí)上,第一個(gè)驗(yàn)證廣義相對論的人不是愛丁頓,而是愛因斯坦本人。不過,愛丁頓的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證使愛因斯坦和他的相對論迅速聞名于世。 在廣義相對論問世之前,雖然天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律都能被牛頓引力理論很好地描述,但有個(gè)例外是無法解釋的,那就是水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的問題。雖然水星繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道是近似橢圓形的,但每個(gè)周期的公轉(zhuǎn)軌道與上一個(gè)周期的公轉(zhuǎn)軌道都是不重疊的,表明水星的近日點(diǎn)在每個(gè)周期中都發(fā)生了微小的變化。牛頓引力理論可以對此做出大部分解釋,但還有多出的一小部分進(jìn)動(dòng)無法得到解釋,這個(gè)數(shù)值大約是每百年43角秒。早前人們認(rèn)為,水星可能是受到了更靠近太陽的一顆未發(fā)現(xiàn)行星的影響,但一直以來人們都沒有找到這顆行星的蹤跡。直到1915年,愛因斯坦使用廣義相對論計(jì)算了水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)值,成功地解釋了多余的進(jìn)動(dòng)。 到了1919年,英國天文學(xué)家愛丁頓通過星光偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了廣義相對論。廣義相對論預(yù)言光線經(jīng)過太陽邊緣時(shí)發(fā)生的偏轉(zhuǎn)角度是牛頓引力理論的兩倍,于是,愛丁頓決定去驗(yàn)證究竟哪個(gè)理論的計(jì)算結(jié)果是正確的。 由于太陽非常明亮,根本就無法觀測到太陽邊緣的背景恒星。不過,在日全食期間,太陽光被月球完全遮住,這樣就能觀測到太陽周圍的背景恒星。于是,愛丁頓在日全食期間拍攝了太陽附近的背景恒星位置。然后,在半年之后對同一個(gè)位置的恒星再次進(jìn)行拍照,這樣就能比較出恒星光經(jīng)過太陽邊緣時(shí)所發(fā)生的偏轉(zhuǎn)角度。結(jié)果表明,星光偏轉(zhuǎn)的角度剛好與廣義相對論的計(jì)算值相吻合,進(jìn)一步表明了廣義相對論的正確性。自此之后,愛因斯坦和他的相對論才迅速為世人所知。 |
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