天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的

当太阳高悬天空中时想要看到星星只有一种办法 , 那就是在一次日全食期间观测 。 你必须在正确的时间出现在正确的地点 。 在清澈的天空下 , 站在一处狭窄的能看到月球刚好完美的横亘在地球与太阳之间的道路上 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
当月球从太阳的盘面前经过时 , 天空暗下来 , 恰好能让远方的恒星显形 。 有很多摄影作品是关于日全食的 , 但是这一张很特殊 , 因为它帮助证明了一个先进的重新定义引力的观点 , 也从而使阿尔伯特.爱因斯坦名扬天下 。 为什么呢?因为这张图片中的恒星不在它本来应该在的位置上 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
在1687年出版的《原理》一书中 , 艾萨克.牛顿阐述了理解物质世界的基石 。 在书中 , 他将引力定义为一种吸引力 , 拉扯质量巨大的物体—如恒星和行星—靠近对方 , 并使它们保持在轨道上 。 从此 , 200多年以来 , 引力一直被定义为一种吸引力 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
但爱因斯坦对于引力有着完全不同的理解 。 根据他1915年发表的关于广义相对论的理论 , 引力并非一种存在于宇宙中两物体之间的力 , 而是物体对于空间形状的影响本身 。 根据爱因斯坦的理解 , 质量巨大的物体 , 比如太阳 , 能使它们周围的空间扭曲 。 所以当一个质量较小的物体沿着这部分空间做直线运动经过时 , 它会因为大质量物体'造成的空间弯曲而改变方向 , 从而使得一个物体进入了环绕另一个物体的轨道 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
如果爱因斯坦是正确的 , 那么同样的空间弯曲必然也会造成光线运行路径的改变 。 这意味着 , 如果你在地球上用望远镜观测被太阳遮挡的恒星背景时 , 恒星发出的光会被太阳的引力弯曲 , 从而使它们看上去稍稍偏离了原本的位置 。 这是一个革命性的观点 。 但是有一个很大的矛盾阻止了爱因斯坦去证实它 , 那就是当时正在进行的世界大战 。 当时 , 爱因斯坦在德国但他的这项工作却落到了一个英国天体物理学家亚瑟.爱丁顿的手中 。 纵使他们在战争中是对立的双方 , 爱丁顿依然与天文学家弗兰克.迪森一起 , 出发前去验证这项理论 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
他们将拍摄一次日全食 。 他们需要将一组恒星在夜空中的位置与同一组恒星在一次日食中所拍摄的照片进行比较 。 如果这组恒星的表观位置发生了变化 , 就能证明星光穿越了由于太阳的重力场而弯曲的空间 。 1919年5月的日食是本实验最理想的一次 。 当时太阳位于毕星团的前方 , 毕星团拥有一组非常密集的恒星 。 这意味着许多明亮的恒星能在日食过程中被看到 。 计划开始于1917年 , 在几年之后 , 有两支探险队从英格兰出发 。 其中一支由爱丁顿带领前往西非的普林西比岛 , 另一支队伍则去往位于巴西的索布拉尔 。 这两个地点都在日食的路径上且气候宜人 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
每支队伍都携带了功能强大的照相望远镜 , 从而可以在玻璃板上记录太空的精细照片 。 拍照日食需要进行现场传输 , 并需要仔细地将结果收集起来 。 望远镜上的玻璃板会倾斜至45度来囊括尽可能多的恒星 。 以下的就是结果 。 这是来自1919年探险队得到的少数几个成功记录了日全食的玻璃板之一 , 它来自于巴西 。 从太阳日冕爆发到罕见的日珥 , 这块玻璃板展现了日全食的全过程 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
最重要的是 , 它展现了毕星团中闪耀的恒星 。 回到英格兰 , 爱丁顿利用一台精度达到微观水平的仪器对照片进行了测量 , 并完成从日食记录玻璃板中得到的恒星的位置与另一个夜空记录的这些恒星的位置之间的比较 。 比较结果揭示了恒星在日食过程中的位移与爱丁顿的预测大致相同 。 根据牛顿的计算 , 星光在太阳附近会发生弯曲 。 但是如果爱因斯坦是正确的 , 星光的弯曲偏移量应该是牛顿预测的两倍之多 。

天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的
【天文|显而易见!爱因斯坦是因为这张日食照片而出名的】爱丁顿的结果显示恒星的偏转更接近于爱因斯坦的结果 , 而非牛顿的结果 。 虽然爱丁顿的结果没有实现完美匹配 , 但它仍足以验证广义相对论 , 并完全地改变了我们对于宇宙的认知 。 这次成功的试验于1919年11月7日首次发表在《伦敦时报》上 。

    推荐阅读