在日食中,尋找愛因斯坦的預言!太陽周圍的時空,或許真的發生了改變

天空之城 2020/09/19 檢舉 我要评论

對於日食,在我們普通人眼裡,它可能就是一次罕見的自然現象,一次簡單的日食,也根本不可能讓我們瞭解到宇宙的真諦。然而就是這樣在我們看來不可能發生的事情,在100多年前,卻發生了。1919年5月29日,英國科學家愛丁頓利用日全食現象,首次成功的驗證了一個革命性的理論,也正是這次驗證,從此讓我們人類對宇宙有了全新的認識,而這次驗證,就是被稱為廣義相對論三大驗證之一的,光線偏折驗證。這期呢,我們就來談談這個光線偏折到底是怎麼一回事。

提起光線偏折,我們先回到17世紀那個年代,在1687年,一篇名叫《自然哲學的數學原理》橫空出世,它讓我們驚訝的意識到,宇宙天體的運行和蘋果落地的原理,竟然是相同的,這兩個看起來毫不相干,差別如此巨大物體的運動,竟然都被一種相同的力所支配,而這個力,是和物體的品質成正比於物體距離的平方成反比。

宇宙萬物只要有品質,都會受這個力所支配,而這個力就是牛頓發現的萬有引力,萬有引力的發現,這是人類科學的一次巨大飛躍,它讓我們統一了天上地下萬物的運動,牛頓也因此,被捧上了神壇。

可令人外外沒有想到的卻是,在牛頓力學統治幾百年後的1915年,竟然有人提出了質疑的聲音,並且他還拿出了自己的理論與牛頓力學所抗衡!而這個人呢,就是被我們後人稱為神人的阿爾伯特~愛因斯坦。

當然,這個神人的稱呼是在廣義相對論被驗證之後,人們才把牛頓趕下神壇稱他為神的,可在1915年廣義相對論發表時,他的這個理論並不被人們接受,因為牛頓力學的強大已深入人心,沒有人會相信一個統治百年的強大理論會存在錯誤。即便它有一些無法解釋的現象,比如水星近日點進動。

在牛頓力學統治的時期,太陽系內幾乎所有行星的運動都符合萬有引力的計算,唯獨水星的運行軌跡是牛頓力學無法解釋的,水星的運行軌跡每當接近太陽時,它的軌道就會發生偏移,使水星的運行形成一個花瓣形的運行軌跡,這個就是水星近日點進動現象,

而這個現象根據當時的萬有引力是無法精確計算的,根據萬有引力的計算,每百年會出現43角秒的偏差,而這個偏差的存在,使得牛頓的萬有引力在強引力場下顯示出了明顯的不足,在強引力下它不能精確計算只能得到大概值,這對於一個科學理論來說是致命的,但即便當時的科學家已經發現了這個致命弱點,可還是不願相信萬有引力的不足,他們認為,萬有引力之所以無法精確計算水星近日點進動,肯定是因為,水星附近還存在一個未曾發現的未知天體,而正是這個天體的引力擾動才使得計算出現偏差,就像當年科學家計算天王星軌道出現偏差發現海王星那樣。可問題是,直到今日我們都沒有發現水星軌道附近存在任何天體。

相反,1915年愛因斯坦的廣義相對論沒有借助天體的額外引力,卻精確的計算了水星近日點進動!這次的計算也預示著一個新理論的誕生,但在當時卻沒有得到足夠的重視。也只是吸引了一小部分粉絲,其中就包括使愛因斯坦一夜成名的英國科學家愛丁頓。

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