100年前发生的一次日全食,彻底改变人类对宇宙的认识

  • 2019年06月07日 07:10
  • 来源:火星一号
  • 作者:免费成人电影_免费成人视频_怡红院成人_成人电影在线观看

一直以来,天文学家观测到的各种天体运动都在牛顿万有引力定律的支配之下。然而,后来发现的水星近日点进动问题让天文学家感到不安。


100年前发生的一次日全食,彻底改变人类对宇宙的认识

一直以来,天文学家观测到的各种天体运动都在牛顿万有引力定律的支配之下。甚至,天文学家还通过牛顿的引力理论直接预言了海王星的存在。然而,后来发现的水星近日点进动问题让天文学家感到不安。

牛顿引力理论的局限性

以太阳作为静止参照系,水星环绕太阳运动的轨道并非是封闭的。因为受到其他天体引力的作用,水星的近日点在不断发生变化。根据测量,水星的近日点进动值与牛顿引力理论的预言并不完全一致,两者相差每世纪43角秒。虽然这个误差很小,但是不能忽略,一定有其他因素在起作用。

100年前发生的一次日全食,彻底改变人类对宇宙的认识

当时天文学家的猜测,水星的轨道之内可能还存在一颗行星,其引力作用使水星的近日点进动出现了异常。这就像由于海王星的存在,导致天王星的运动受到引力摄动。然而,无论天文学家怎样搜寻,都没能找到水内行星。

新的引力理论

到了1915年,为了解决引力无法纳入狭义相对论框架的问题,爱因斯坦创立了另一种引力理论——广义相对论。爱因斯坦认为,引力其实是由物体弯曲时空之后产生的几何效应。质量越大的物体会更加剧烈弯曲时空,使得经过其附近的任何东西(包括光)都要在弯曲的空间中运动,这样就会表现出引力效应。

100年前发生的一次日全食,彻底改变人类对宇宙的认识

爱因斯坦通过计算发现,广义相对论可以完美地解释水星近日点的反常进动现象。除此之外,金星、地球等行星的近日点进动也都完全符合广义相对论的预言。

此后,爱因斯坦又预言了光经过引力场时,其行进方向会发生偏转,他计算了光经过太阳边缘所发生的偏转角度。虽然牛顿的万有引力定律也能预言光经过太阳边缘会有偏转,但偏转角度只有广义相对论预言值的一半。对此,英国天文学家爱丁顿决定用实验来确定哪个理论预言是正确的,日全食是最好的机会。

星光偏转实验

在白天,明亮的太阳会淹没其周围的背景星光,所以我们在地球上无法观测到太阳附近的恒星。但在日全食期间,太阳被月球完全遮挡住时,我们可以观测到太阳附近的背景恒星。通过拍摄这些恒星,以确定它们在天空中的位置,并将其与在夜空中的位置作对比,这样就能测出星光经过太阳边缘时所发生的偏转角度。

在100年前,也就是1919年5月29日,爱丁顿通过日全食测出了星光偏转角度,结果证明了广义相对论的正确性,并且牛顿错了。不过,爱丁顿的测量误差其实很大,他误打误撞地证实了广义相对论。但爱丁顿的实验原理并没有问题,后来的天文学家通过更为精确的实验,证实了星光偏转。

不管怎样,得益于爱丁顿的观测结果,爱因斯坦与他的广义相对论从此享誉世界。广义相对论彻底改变了人类对宇宙的认识,这个引力理论的预言至今还在不断得到证实。

爱丁顿是最早接受广义相对论,并对该理论进行宣传的物理学家之一。当年,爱丁顿被问及理解相对论的人是否只有三个,他则回答“第三个人是谁?”。



(注:来源如注明,免费成人电影_免费成人视频_怡红院成人_成人电影在线观看,编辑:玟善)
" 探索 " 的相关文章

热门关注

极力推荐