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第4章 愛因斯坦的望遠鏡(2)

愛因斯坦的望遠鏡 作者:(美)艾弗琳·蓋茨


在接下來的幾年中,戰(zhàn)爭和大自然繼續(xù)阻礙著我們在日食期間對引力彎曲光線的檢驗,不斷拖延對愛因斯坦新理論的決定性考驗。幸運的是,日全食并不少見——如果天氣狀況良好且觀察地點合適的話,我們在地球上每十年間大約可以看到七次。因此,在1919年春季,兩支由英國天文學家組成的隊伍再次向南出發(fā),希望在赤道附近觀測將于5月29日出現(xiàn)的日食。這次觀測的特別(且關鍵)之處,在于日食期間的太陽將剛好位于一個被稱為畢星系團(Hyades)3的特別明亮的恒星區(qū)前方。阿瑟·埃丁頓爵士(Sir Arthur Eddington)帶領著他的團隊來到西非海岸外的普林西比島(Pr ncipe Island),而安德魯·克勞姆林(Andrew Crommelin)則在大西洋對岸巴西的索布拉爾(Sobral)搭建營地和相機。

那一段時間非洲的天氣一直很差,只在日食期間出現(xiàn)了短暫的晴天;而在巴西搭建的儀器也由于溫度變化對設備的影響,只能給出模糊的圖像。但是,依靠一個設置在索布拉爾的小型4英寸備用望遠鏡,兩個小組的努力沒有白費。在索布拉爾和普林西比的觀察者們拿回家的照片中,可以清楚地看到在日食中的太陽附近出現(xiàn)的十幾顆恒星。他們獲得了有史以來第一張在太陽引力透鏡作用之下的畢星系團照片。通過與之前在夜間拍攝的同一組恒星照片進行比對(這時太陽引起的時空凹陷不在恒星與地球之間,因此不會影響對這些恒星的觀測,即不存在透鏡效應),他們發(fā)現(xiàn)恒星的視覺位置確實發(fā)生了改變。埃丁頓爵士發(fā)表的偏轉數據,與愛因斯坦的理論計算值1.74弧秒(略少于萬分之五度)在20%的誤差范圍內吻合,而近期的測量則證實兩者之間的誤差小于1%。時空的彎曲就此成為事實。

在這里不妨說一點題外話,埃丁頓爵士對日食數據的處理曾經被認為是有問題的。4他手中有三組原始觀測數據——兩組來自索布拉爾,一組來自普林西比。位于索布拉爾的小型望遠鏡得到的數據是質量最好的一組,它給出的偏轉角為1.98弧秒(加減0.12弧秒)。而普林西比的望遠鏡在日食的大部分時間內都被云層所遮擋,因此數據并不理想,給出的結果是1.61弧秒(加減0.30弧秒)。索布拉爾大型設備中的攝影板,由于遭遇到“技術困難”,給出的數據更差,并發(fā)現(xiàn)偏轉只有0.93弧秒——更接近牛頓力學的預測而非愛因斯坦的。因為第三組數據相比于前兩組質量低劣,而且也確實存在客觀原因,埃丁頓決定不對這三組數據取平均,而是把它們同時呈交給英國皇家學會。雖然更仔細的統(tǒng)計分析可能會更有說服力,但這種數據處理顯然不能算是隱匿或篡改數據。


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