物理故事
日食照片上的弯曲星光
战争结束后的两支观测队,如何借一场日全食检验太阳附近的时空是否会弯曲。
- 年代
- 1919 年
- 人物
- 阿瑟·爱丁顿, 弗兰克·戴森, 阿尔伯特·爱因斯坦, 查尔斯·戴维森
- 思想线索
- 广义相对论, 引力, 光线偏折, 日食
必须等太阳被月亮遮住
广义相对论把引力描述成物质造成的时空弯曲,光沿弯曲时空前进,经过太阳附近应偏转。平时太阳光淹没背景星,只有日全食能让附近星点出现在照片上。
英国天文学家弗兰克·戴森组织 1919 年观测。爱丁顿和科廷厄姆前往西非普林西比岛,戴维森和克罗姆林前往巴西索布拉尔。战争刚结束不久,一群英国科学家去检验德国物理学家的理论,这也被赋予修复国际科学交流的象征意义。
云、热变形和几张珍贵底片
5 月 29 日,普林西比在全食时多云,只留下少量可用照片;索布拉尔一台望远镜因受热失焦,另一台较小镜头得到更清晰底片。团队再把星点位置与太阳不在该区域时拍摄的参考照片比较。
相对论预言太阳边缘星光偏折约 1.75 角秒,大约是一度的两千分之一。1919 年结果支持这一数值,并在 11 月皇家学会会议公布。报纸把爱因斯坦推成全球名人。
图示说明
静态物理图:eclipse_gravitational_lens。
后来人争论数据是否足够精确、爱丁顿是否带着理论偏好。保存的记录显示观测确有困难,结论也不像新闻标题那么干净;但并无简单证据证明他为了爱因斯坦任意丢弃数据。后续更精确观测不断确认光的引力偏折。
这场日食的意义不在一次照片永远终结争论,而在一个极小几何位移把抽象时空理论与天空中的可测位置连接起来。
史料与延伸阅读