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為什麼科學家聲稱光會“拐彎”?一個試驗驗證了愛因斯坦的立場


2021年10月12日 - 科學小編 洞心子 
   

洞心子

導語:

光到底重不重呢?引力對它有什麼影響呢?很多人對這個問題非常得感興趣,通過我們不斷的努力探索,使得廣義相對論的正確性得以證明。“光的重量”這個問題涉及範圍之廣,已經涉及現代天文學和宇宙星系的探索問題。

在很久以前,著名的物理學家牛頓就提出光是不是粒子組成的。他用粒子性解釋了反射和折射認為光和其它物體一樣,光也受引力的影響,光在引力場是也是有重量的。而且光還會拐彎,這個說法也讓我們刷新了對宇宙的認知。

為什麼科學家聲稱光會“拐彎”?一個試驗驗證了愛因斯坦的立場

在1704年牛頓在《光學》中寫道:物體能隔著一段距離對光有什麼作用呢?雖然牛頓沒有進一步的研究,但是人們都對這個話題非常感興趣。

在1801年,德國天文學家約翰·索德納做了進一步的研究,他算出了太陽引力作用下的彎曲量。可是這個數值太小了,我們當時沒有先進的儀器,測不出來這個數值,所以驗證不了,很多人當時都不相信。

這時候愛因斯坦創提出了廣義相對論,他得到了一個公式,這個公式就是引力場方程。我們根據這個公式對光線受到太陽引力產生的彎曲進行了計算,經過我們不斷的驗算,算出的結果和愛丁頓的結果是一樣的。

在1917年的時候愛丁頓他看到愛因斯坦的建議,他突然意識到愛因斯坦的建議很重要。愛丁頓是一位天才天文學家,同時也是物理學家然而他對數學也很精通,可以說是一位天才。在別人對愛因斯坦的理論陷入沉思的時候,但他很快的讀懂愛因斯坦的理論。

當他知道愛因斯坦計算出太陽引力彎曲的值是他的兩倍,他很快意識這個數值非常重要。如果可以把這個數值驗證出來,就可以證明兩個理論的其中的一個,而這也引起格林威治天文台台長弗蘭克·戴森的很大的興趣。

他立即組織了兩個隊伍,一隊去往索布拉爾,另一隊去往普林西比島,在日食發生之前兩隊全部到達目的地。在1919年5月29號日食發生的當天,兩隊都已經全部就緒,把所有的設備都已經擺好,一次天文學的壯舉就要開始了。

普林西比島那天天氣不太好,烏雲把太陽給遮住了,因為烏雲把太陽遮住了,我們無法捕捉到太陽後面的光。但是奇跡出現了,雖然後面的觀測到了,但是只得到了兩張數據,最終得出的結果跟愛因斯坦計算出的結果很接近。

巴西天氣很好,他們兩隊人從望遠鏡中都有很大的收獲。兩個望遠鏡分別得出的結果是0.9弧秒和1.98弧秒。愛丁頓選擇了他認為最佳的答案1.98弧秒,因為他說另一種照片很模糊,雖然這樣做還是有疑點,但是我們還是選擇相信愛丁頓。

在經過九個月的奮鬥,實驗成果終於出爐,結果一出來他們就立馬發電報告訴愛因斯坦,愛因斯坦非常高興,而整個物理界都為他感到高興。

在1919年11月6日,在倫敦舉行盛大慶典全世界的人都在為之歡呼。愛因斯坦提出的理論被證實成功,消息一出諾貝爾獎得湯姆森發表說這是人類最偉大成就之一。

這一發現意味著又一個科學難關被攻破,又為科學發現了新的大陸,這是自牛頓引力定律以來最偉大的發現。此時德國也迅速做出了反應,1919年12月14日,德國一份著名的報紙全都是報道愛因斯坦的理論驗證成功的消息。

在兩年後,愛因斯坦當之無愧榮獲“普魯士騎士”勳章,並且還得到了一張普魯士獎章,這張獎狀跟一個大鏡子一樣大,但是愛因斯坦從來沒有戴過。

結語:

在物質世界中,光的“重量”是一個非常重要的問題,這也是我們對宇宙秘密了解的一個法寶。由愛因斯坦的引力理論得出,如果有物質如果根據愛因斯坦的引力的理論,只要有物質空間和時間都會受到波及,光線在引力場中的彎曲就是想象之一。