愛因斯坦和牛頓的爭執是如何被一次日全食結束的?
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1919年5月29日,非洲普林西比島。幾個人站在一臺口徑爲33釐米的天體照相儀前,時而擡頭望望烏雲密佈的天空,時而低頭看看已經架設好的照相儀器,滿臉焦急。爲首的是一位三十多歲的男子,靜靜地等待着,他就是英國天文學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓教授。
原來這是一支英國的科學觀測隊,他們不遠萬里來到非洲,是爲了拍攝日全食,從而驗證科學家愛因斯坦提出的新理論是否正確。
三年前,愛因斯坦發表了一篇論文,其中對牛頓的“萬有引力”提出了質疑。牛頓認爲宇宙中的任何物體之間都存在着相互吸引的力量,即萬有引力。至於萬有引力怎麼產生的,牛頓回答不了。愛因斯坦認爲牛頓之所以回答不了,是因爲他孤立地看待時間、空間和引力,但實際上,引力是有質量的物體將時空壓彎而導致的。
舉個例子:太陽之所以能成爲太陽系的中心,是因爲太陽的質量太大,使太陽系的時間和空間扭曲了,就像一個平坦的牀墊上放了一個大鐵球,大鐵球的周圍會變得凹陷,牀墊上其他的小鐵球自然有往凹陷處滾動的趨勢。這個關於時空和引力的理論就是後來廣爲人知的“相對論”的核心內容。但在當時,牛頓的經典力學已經盛行了兩百多年,並沒有人認同愛因斯坦的說法。
怎樣證明自己的理論正確呢?愛因斯坦想了一個辦法:恆星射到地球的光線經過太陽時,也會受到太陽引力的影響而發生折射,愛因斯坦根據自己的理論計算出的折射率是1.75弧秒,而按照牛頓的萬有引力定律計算的折射率是3.5弧秒。但由於人力、物力有限,愛因斯坦無法證實自己的理論。
幸運的是,愛因斯坦並非一個人在戰鬥。英國劍橋大學天文臺臺長愛丁頓教授看了愛因斯坦的論文後,一下子被吸引住了,興奮地評論說:如果能證實這個理論,英國天文學界將獲得國際聲譽,人類對宇宙的認知也會改變。
機會終於來了。天文學家測算出1919年5月29日南半球將會出現日全食,愛丁頓認爲這是驗證愛因斯坦理論是否正確的最好機會。因爲平時陽光過於強烈,很難拍攝到太陽背後的恆星,而發生日全食的時候,月球運行到了地球和太陽之間,擋住了大部分的陽光,這樣就能夠拍攝到恆星射來的光線了,然後以此爲據,經過計算,就可以知道愛因斯坦和牛頓孰是孰非了。
爲保證效果,英國派出了兩支觀測隊,一隊是愛丁頓等人前往非洲的普林西比島,另一隊前往巴西的索布萊爾。愛丁頓團隊提前一個月就到達了目的地做準備工作,可是眼看發生日全食的時間越來越近,天空偏偏出現了大片烏雲。時間一分一秒地過去,大家明顯感覺到周圍的光線在漸漸變暗,日全食開始了,可是,天空依然烏雲密佈。正在大家焦急萬分之際,烏雲錯開了縫隙,幾乎被月球完全遮蓋、只露出細小環形的太陽出現了,衆人歡呼一聲就趕緊操作天體照相儀進行拍攝。
總算沒白忙活。愛丁頓總共拍了16張照片,但只有2張能顯示出太陽背後的恆星,他們據此測算出光線的偏折角是1.64弧秒。巴西在日全食發生的時候天氣晴朗,觀測隊拍攝了很多照片,他們據此測出的偏折角是1.98弧秒。
很明顯,兩支觀測隊所測的結果都和愛因斯坦的推算更接近。愛丁頓據此寫了一篇長達46頁的論文,證明愛因斯坦的理論是正確的。從此,愛因斯坦的名聲越來越大,“相對論”被越來越多的人所接受。
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