Общая теория относительности: строгий экзамен

Когда Альберт Эйнштейн в своей эпохальной работе 1915 г. изложил общую теорию относительности, научный мир был потрясен - и не только потому, что Эйнштейн имел смелость предложить взамен ньютоновских представлений свой собственный взгляд на Вселенную. Огромная привлекательность теории Эйнштейна заключалась в ее способности предсказывать многие явления, что давало возможность проверки ее состоятельности. Скажем сразу, что все проверки, с первой (касающейся движения Меркурия - ближайшей к Солнцу планеты) и до самой последней (с пульсаром в двойной звездной системе), подтвердили предсказания теории Эйнштейна. Разумеется, это еще не доказывает справедливость общей теории относительности, но, во всяком случае, говорит о том, что пока ни один эксперимент не смог ее опровергнуть.

Особенно широкое внимание привлек астрономический эксперимент, связанный с изменением отклонения света звезды во время солнечного затмения 1919 г. Эйнштейн утверждал, что гравитация есть проявление криволинейной геометрии пространства-времени; это искривление, однако, слишком мало, чтобы его можно было наблюдать в земных условиях. Подобные эффекты ничтожны даже для Солнца, масса которого в 330 тыс. превышает массу Земли, но все же доступны точному измерению. Эйнштейн, в частности, предсказал, что свет, идущий от далекой звезды, должен искривляться в гравитационном поле Солнца так, что звезда, находящаяся в поле зрения в непосредственной близости от солнечного диска, должна казаться чуть-чуть "отодвинутой". Из-за рассеяния солнечного света в атмосфере этот эффект обычно не удается наблюдать, но он становится видимым во время полного солнечного затмения, когда Луна закрывает диск Солнца.

Фрэнк Дайсон, занимавший с 1910 г. пост Королевского астронома (титул директора Гринвичской обсерватории. - Перев.), еще до окончания первой мировой войны начал планировать две экспедиции - в надежде, что погода будет благоприятствовать хотя бы одной из них, - в места, удобные для наблюдения солнечного затмения 29 мая 1919 г. Артур Стэнли Эддингтон, директор Кембриджской обсерватории, и Э. Т. Коттингем должны были отправиться с Оксфордским астрографическим телескопом на остров Принсипе у западного побережья Африки, а С. Р. Дэвидсон и А. Кроммелин, с аналогичным телескопом Гринвичской обсерватории и еще одним, меньшим инструментом, - в Собрал (Бразилия). На Принсипе экспедиция разбила лагерь на плантанции какао в Роса Сюнди, а группа, прибывшая в Собрал, разместилась на ипподроме местного жокейского клуба. Утром в день затмения обе группы немало поволновались из-за облаков - в Принсипе даже собиралась гроза. Слабая облачность сохранилась в Сюнди и во время затмения, тем не менее на 7 снимках (из 16 сделанных) удалось получить изображения звезд, пригодные для измерений. В Собрале облака рассеялись в самый последний момент, так что большая часть из 19 фотографий, полученных на 13-дюймовом астрографе (на снимке он виден справа), и 8 фотографий, сделанных с 4-дюймовым инструментом, оказались удачными. Одна из этих восьми и приводится здесь: семь звезд, для которых проводились измерения, помечены короткими черточками.

Общая теория относительности: строгий экзамен

Согласно предсказаниям Эйнштейна, гравитационное отклонение вблизи солнечного диска должно было составлять 1,75" (секунды дуги) - под таким углом виден желудь с расстояния в милю. Малейшие ошибки могли свести на нет все старания, и для контроля в обоих пунктах наблюдений были сфотографированы также участки неба вдали от солнечного диска; это было сделано как во время затмения, так и несколько месяцев спустя, когда Солнце достаточно сместилось от своего прежнего положения. Измерения, проведенные Эддингтоном на первой же пластинке, дали результаты, совпадающие с теоретическими предсказаниями Эйнштейна, - как он говорил впоследствии, это был величайший момент в его жизни. Дальнейшие тщательные измерения выявили следующие величины отклонения от теоретических значений: 1,61" ±0,30 (для телескопа на Принсипе) и 1,98" ±0,12 (для 4-дюймового телескопа в Собрале). "Таким образом, результаты, - указывалось в отчете, - не оставляют сомнений в том, что вблизи Солнца свет отклоняется и что величина этого отклонения совпадает с предсказанием общей теории относительности Эйнштейна".

29 мая 1919 г. Собрал, Бразилия С. Р. Дэвидсон и А. Кроммелин 20-сантиметровый целостат и 10-сантиметровый телескоп 'Илфорд Спешиал Рапид'. 28 с. Королевская Гринвичская обсерватория [45, 80, 81]