116
Мира, в котором уже не было абсолютного времени и абсолютного пространства.
Эта новость о громком открытии была сделана по результатам наблюдения солнечного затмения в мае 1919 года, которые подтвердили, что сила тяготения Солнца отклоняет лучи света от прямолинейной траектории, причем величина этого отклонения была предсказана недавно сформулированной Альбертом Эйнштейном общей теорией относительности и не согласовывалась с классической теорией тяготения Ньютона.
Эйнштейн предположил, что гравитация должна отклонять лучи света. В 1911 году он подсчитал, что величина отклонения луча света, проходящего по касательной к поверхности Солнца, должна составлять 0,875 угловых секунды. Тогда же Эйнштейн предложил измерить это отклонение во время полного солнечного затмения, когда близкие к Солнцу звезды будут видны. Если их свет будет отклоняться Солнцем, то покажется, что звезда сдвинута относительно своего нормального положения.
При всем при этом точность измерения гравитационного отклонения света еще долгое время оставалась невысокой: в разных работах заявлялось, что измеренное отклонение то на четверть меньше предсказываемого теорией Эйнштейна, то, наоборот, в полтора раза больше.
Первые попытки проверить утверждение Эйнштейна были предприняты в 1914 году. 21 августа сразу несколько экспедиций отправились к берегам Крыма. Их планам помешало начало Первой мировой войны.
В ноябре 1915 года Эйнштейн, только что окончательно сформулировавший общую теорию относительности и разобравшийся с ее непростой математикой, понял, что отклонение света должно быть на самом деле в два раза больше того, что он подсчитал ранее. С современной точки зрения это удвоение является следствием того, что первоначально Эйнштейн не учел искривления пространства вблизи от Солнца, вызванного его гравитацией. А это означало, что эффект должен быть сильнее, чем считалось ранее, а следовательно, его легче измерить.
Человеком, который взялся осуществить необходимые наблюдения, стал Артур Эддингтон (Arthur Eddington). Он понял, что затмение 29 мая 1919 года станет одной из лучших возможностей для проверки эйнштейновской теории, поскольку Солнце будет находиться на фоне сразу нескольких ярких звезд, положение которых будет относительно просто измерить.
Идея эксперимента была проста. Во время затмения, когда Луна полностью закрывает Солнце, проступает свет звезд, находящихся на небосводе рядом с ним. С помощью телескопа и фотографических пластин астрономы делают снимки скрытого Луной Солнца и близко расположенных звезд. Снимки затем сравниваются с отпечатками этого же участка неба, полученными через несколько месяцев до или после затмения, когда Солнце находится в совсем другой части неба. Признаком отклонения лучей света будет смещение видимого положения звезд, расположенных вблизи от Солнца, на снимках, сделанных во время затмения, относительно звезд, расположенных далеко от него.
Главным источником ошибок была естественная турбулентность воздуха. Находясь в постоянном движении, атмосфера вносит неконтролируемые искажения в видимое положение звезд. Чтобы снизить влияние этого случайного фактора, планировалось сделать несколько снимков, которые затем можно было усреднить.
Этого, однако, хватило, чтобы после сравнения со снимками, сделанными заранее в Оксфордском университете, заявить, что величина отклонения лучей света составила 1,60±0,31 угловых секунды, или 0,91±0,18 от значения, предсказанного Эйнштейном.
После того как 6 ноября 1919 года на заседании Королевского научного общества были обнародованы результаты экспедиции Эддингтона, Эйнштейн, который до этого был ещё малоизвестным физиком-теоретиком (его хорошо знали и уважали в узких кругах европейского научного сообщества и не более) проснулся мировой звездой.
В дальнейшем исследования, аналогичные наблюдениям Эддингтона, проводились в 1929, 1939, 1947, 1952 и 1973 годах. Каждый раз результаты совпадали с предсказаниями общей теории относительности, хотя, справедливости ради, точность измерений практически не выросла. Даже уже хорошо развитые технологии 1970-х годов дали лишь 0,95±0,11 от эйнштейновского значения
Значительно увеличить точность удалось лишь с развитием методов радиоастрономии, и в частности радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой — когда несколько телескопов, расположенных на противоположных концах Земли, работают совместно, тем самым значительно увеличивая точность измерений. Этот метод позволил к 2010 году установить, что отклонение радиосигнала (который, так же как и свет, является электромагнитной волной и подчиняется тем же законам) Солнцем отличается от предсказания теории Эйнштейна не более чем на 0,02%
Таким образом, сейчас общая теория относительности является не только общепринятой теорией гравитации, но и имеет убедительное экспериментальное подтверждение.
PS. Эта статья в рубрике “Разное”, а не “Физика”, потому что меня мало волнует эта замечательная отрасль знаний, как предмет изучения и исследования. Мне гораздо интереснее люди, которые посвящают ей свою жизнь, интересные факты их жизней. Здесь мне показалось интересным, что мировую славу учёным иногда приносят странные вещи. Яблоко, упавшее на голову, или солнечное затмение …
