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1919年5月29日发生了一次不同寻常的日食。它持续了6分51秒，是20世纪时间最长的日食之一。更为重要的是，在这次日食中，英国天文学家亚瑟·爱丁顿组织了一次天文观测，首次证实了爱因斯坦的广义相对论：在有质量的物体周围，时空会弯曲，引力使得光也无法直线传播。
正是这次发现让爱因斯坦一夜成名，广义相对论战胜了牛顿的理论。
1919年，牛顿的万有引力定律仍然主导着科学界，因为它非常精准地符合观测和实验。这使得爱因斯坦的理论看起来惊世骇俗：时间和空间是相对的，形成一个四维的连续体——时空。在重力场中，时空会弯曲。
广义相对论预言，光线不会沿完美的直线传播。有质量的物体周围的时空会弯曲，光线也会随之弯曲，当然这个尺度非常小。例如，从太阳边缘经过的光线，会偏折非常微小的1.75角秒（1角秒=1°的1/3600）。1.75角秒有多小呢？如果一个直角三角形有一个内角为1.75角秒，它要达到1200米长，才能有1厘米高。当然，光线弯曲不是相对论的专利，早在1704年，牛顿就提出，大质量物体可能会弯曲光线，不过他是基于把光子看做有质量的粒子。根据牛顿力学，德国天文学家索德纳预言，光线经过太阳边缘时会偏折0.875角秒，这比相对论的预言小了差不多一半。
这样小的区别，根本无法在地球上做实验来验证。
1917年，英国皇家天文学会的天文学家弗兰克·沃森·戴森爵士（Sir Frank Watson
Dyson）想出了一个完美的实验来解决这个问题。1919年5月29日即将发生一次日全食，此时太阳将接近明亮的毕星团（Hyades）。戴森意识到，星团中的星光到达地球之前，会先通过太阳的重力场。而日食遮挡了阳光，这样人们就可以精确地测量星光在太阳重力场中偏折的位置。
英国天文学家亚瑟·爱丁顿爵士（Sir Arthur Stanley
Eddington）首先在1919年1月和2月观测确认了毕星团恒星的“真实”位置。5月，他来到了非洲几内亚湾东南部的火山岛普林西比岛（Príncipe）等待日食。
为防普林西比岛天气不利于观测，另一组由戴森带队的天文学家来到了巴西的索布拉尔（Sobral）进行观测。在那个没有越洋飞机和全球通讯的年代，分头在两地进行这样的实验，还携带着大量的设备，是相当困难的。
天公作美。1919年5月29日下午2点15分，两个地方的天气都很好。天文学家在这短短六分钟的日食过程中，拍下了许多珍贵的照片。
几个月后，观测队回到英国，用加权平均的方法算出了星光偏折的角度：1.64角秒，与爱因斯坦的预言很接近。
1919年11月6日，爱丁顿宣布了他的发现，引起了巨大的轰动。第二天早上，爱因斯坦登上了全球各大媒体的头版，一夜成名。伦敦《泰晤士报》的头版标题为“科学革命：牛顿的思想被推翻”。
光线在大质量物体的重力场中会弯曲的事实，后来被称为“引力透镜”（gravitational
lensing），在现代已经成为一个非常重要的天文学工具。
关于爱因斯坦和爱丁顿，他们的互相欣赏发展出了深厚的友谊。BBC在2008年还曾拍了一部电影《爱因斯坦与爱丁顿》（Einstein
And Eddington），讲述这两人的友情。
和所有新事物所受到的待遇一样，爱丁顿的观测结果受到了很多质疑。直到1922年，一次澳大利亚的日食观测结果再次证实了相对论的预言，科学界才算完全承认了爱因斯坦的理论。1919年5月29日这次不同寻常的日食，是对相对论预言的第一次伟大的尝试，将永远铭刻在科学史上。
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【科学世界博主编译，转载请注明】
2014-05-29 01:13:03
