爱因斯坦广义相对论是如何被验证的
Frontiers for Young Minds期刊网站上线的一篇最新文章,题为The Solar Eclipse That Validated Einstein's Theory of Relativity(验证了广义相对论的日食观测)。文章介绍了科学史上最重要的里程碑之一,它增进了现代人类对宇宙的理解。《赛先生》获Frontiers for Young Minds官方授权翻译了这篇文章,分享给中文读者。
阿尔伯特·爱因斯坦在1915年完成了他的广义相对论。这一理论改变了我们对艾萨克·牛顿所创立的空间、时间和引力概念的认识。广义相对论预测出,由于太阳的引力以及空间和时间的性质,从遥远的恒星射向我们的光线在经过太阳附近时会发生弯曲。对这一现象进行的天文观测证实了这个预言。这个结果发表后,在科学界和公众中引起了极大的轰动,爱因斯坦在一夜之间成为了超级巨星。
本文作者Hanoch Gutfreund,还对一份独一无二的爱因斯坦手稿的重要性给出了令人振奋的见解。这份手稿于2021年11月被拍卖,其中展示了爱因斯坦和他的终身好友米歇尔·贝索是如何一起研究爱因斯坦于1913年发表的一个初步理论的结果的。他们的工作成果帮助爱因斯坦在2年后完成了他的广义相对论。点击文末阅读原文可了解更多详情。
一个戏剧性的公告
狭义相对论
广义相对论
对一次日食的观测验证了爱因斯坦的理论
图1:当来自遥远的恒星的光线经过太阳的引力场时,光线会发生弯曲。地球上的观察者则会看到,当太阳在恒星光线的路径上时,与太阳不在光线的路径上相比,恒星的位置会发生偏移。
图2:1919年的日食和它周围的星星。将这张照片中看到的星星的位置与太阳在天空中不同位置时拍摄的照片进行对比。通过这种手段,研究人员发现,星星的位置似乎发生了变化。这种现象的原因是太阳引力使恒星的光线发生了弯曲,如图1所示。
爱因斯坦的理论带来的影响
扩展阅读
在那次日食观测的百年之际,新出版的两本书描述了该事件的科学和历史背景。一本是S. James Gates, Jr.和Cathie Pelletier写的Proving Einstein Right-The Daring Expeditions That Changed How We Look at the Universe(2019年出版于阿歇特图书集团)。另一本是Daniel Kennefick写的No Shadow of a Doubt-the 1919 Eclipse That Confirmed Einstein's Theory of Relativity(2019年出版于普林斯顿大学出版社)。
Hanoch Gutfreund是耶路撒冷希伯来大学的理论物理学名誉教授。他的研究领域是固体物理学、统计物理学和神经计算(脑机接口)。他曾在大学担任过各种学术和行政职务——物理研究所所长、高等研究所所长、院长和校长。他曾在以色列和国外的各种大学和与教育和科学政策有关的公共岗位任职。近年来,他一直担任希伯来大学阿尔伯特-爱因斯坦档案馆的学术主任。他负责保护爱因斯坦在以色列和世界各地的遗产。
- 物理术语解释
- 翻译对照表:
《伦敦时报》 London Times
普林西比岛 Principe island
索布拉尔市 Sobral
乔治·黑尔 George Hale
克里米亚地区 Crimea
阿瑟·爱丁顿 Arthur Edington
查尔斯·戴维森 Charles Davidson
弗兰克·戴森 Frank Dyson
米歇尔·贝索 Michele Besso
希伯来大学 Hebrew University
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