ไม่มีเงาแห่งความสงสัย: คราสปี 1919
ที่ยืนยันทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ แดเนียล เคนเนฟิก สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (2019)
ศตวรรษแห่งแรงโน้มถ่วง: จากคราสของไอน์สไตน์ไปจนถึงภาพหลุมดำ Ron Cowen สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (2019)
สงครามของ Einstein: ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้รับชัยชนะอย่างไรท่ามกลางชาตินิยมที่เลวร้ายของสงครามโลกครั้งที่ 1 Matthew Stanley Dutton (2019)
ในปี 1916 Albert Einstein ได้ตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาในรายละเอียดทางคณิตศาสตร์ทั้งหมด ซึ่งเปิดหน้าต่างสู่กรอบการทำงานใหม่อย่างสิ้นเชิงสำหรับฟิสิกส์ ยกเลิกแนวคิดเกี่ยวกับอวกาศและเวลาที่กำหนดไว้แล้ว และแทนที่สูตรกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน การปฏิวัติของไอน์สไตน์คือการเปลี่ยนแนววิทยาศาสตร์ แต่ในช่วงหลายปีหลังตีพิมพ์ ไม่มีหลักฐานเชิงสังเกตที่แน่ชัดว่าทฤษฎีของเขาถูกต้อง
ป้อน อาเธอร์ สแตนลีย์ เอดดิงตัน นักดาราศาสตร์ที่สนใจทฤษฎีของไอน์สไตน์เนื่องจากมีนัยยะกว้างสำหรับดาราศาสตร์ฟิสิกส์และจักรวาลวิทยา Eddington ทำหน้าที่พิสูจน์ ด้วยการใช้สุริยุปราคาเต็มดวง เขาให้เหตุผลว่าสามารถวัดการโก่งตัวหรือการโค้งงอของแสงด้วยแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ได้ นี่เป็นการทดสอบที่สำคัญ เนื่องจากทฤษฎีของไอน์สไตน์ทำนายการโก่งตัวได้อย่างแม่นยำสองเท่าของค่าที่ได้จากกฎความโน้มถ่วงสากลของไอแซก นิวตัน สุริยุปราคาที่จำเป็นเกิดขึ้นเมื่อ 100 ปีที่แล้วในปี 1919 ปัจจุบันเอดดิงตันมีความเกี่ยวข้องกับการสำรวจสองครั้งตลอดไป: จาก Sobral ในภาคเหนือของบราซิลและเกาะปรินซิปีนอกชายฝั่งแอฟริกาตะวันตก การลงทุนครั้งสำคัญเหล่านั้นกลายเป็นแก่นของหนังสือสามเล่มที่ระลึกถึงการครบรอบ 100 ปี: No Shadow of a Doubt โดยนักฟิสิกส์ Daniel Kennefick, Gravity’s Century โดยนักข่าววิทยาศาสตร์ Ron Cowen และนักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ Matthew Stanley’s Einstein’s War
ทฤษฎีของไอน์สไตน์ ซึ่งใช้เวลาสร้างแปดปี
ผุดขึ้นจากข้อมูลเชิงลึกที่เขาพัฒนาขึ้นหลังจากที่เขาตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาในปี ค.ศ. 1905 ผลกระทบอย่างหนึ่งที่ทฤษฎีใหม่ทำนายไว้ก็คือรังสีของแสงจะผ่านเข้ามาใกล้วัตถุมวลมาก เช่น ดาวฤกษ์ , ควรจะงอด้วยสนามโน้มถ่วงของมัน. ผลกระทบนี้ได้รับการทำนายในเชิงคุณภาพโดยใช้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ยั่วเย้า นิวตันเองได้เขียนไว้ในผลงานออปติกส์ในปี 1704 ของเขาว่า “อย่าทำร่างกายกับแสงในระยะไกล และด้วยการกระทำของพวกเขาทำให้รังสีของมันโค้งงอ…?” แต่ไม่มีหลักฐานว่าเขาคำนวณขนาดของผลกระทบ (การคำนวณแบบเต็มครั้งแรกเผยแพร่โดยนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Johann Georg von Soldner ในปี 1804)
ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันไม่ได้กำหนดแรงโน้มถ่วงอันเป็นผลมาจากพื้นที่โค้ง นั่นคือนวัตกรรมของไอน์สไตน์ และเมื่อเขาคำนวณผลกระทบ เขายืนยันว่าแสงเบี่ยงเบน (ตามทฤษฎีของนิวตัน) แต่ผ่านช่องว่างโค้ง ความโค้งนี้จะเพิ่มการโก่งตัวเป็นสองเท่า
เงื่อนไขการทดสอบ
ไอน์สไตน์เผยแพร่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปต่อสาธารณะครั้งแรกใน Prussian Academy of Sciences ในปีพ. ศ. 2458 สงครามโลกครั้งที่หนึ่งกำลังดำเนินไปได้ด้วยดีด้วยความสยดสยอง ในปีหน้า แม้จะขาดช่องทางการสื่อสารในช่วงสงคราม แต่ Eddington และเพื่อนนักดาราศาสตร์ Frank Watson Dyson ซึ่งในขณะนั้นเป็นผู้อำนวยการหอดูดาวเคมบริดจ์และนักดาราศาสตร์ Royal ตามลำดับ ก็สามารถขอรับเอกสารที่ตีพิมพ์ของ Einstein ได้ Dyson ตระหนักในทันทีว่าสุริยุปราคาเต็มดวงในปี 1919 จะพิสูจน์ให้เห็นถึงการทดสอบในอุดมคติ
ในช่วงสุริยุปราคานี้ ดวงอาทิตย์จะนั่งอยู่หน้าไฮยาเดส ซึ่งเป็นกระจุกดาวสว่างในกลุ่มดาวราศีพฤษภ ดังนั้น โดยรวมแล้ว ดาวหลายดวงจะมองเห็นได้ใกล้จานสุริยุปราคา (นี่เป็นกุญแจสำคัญเพราะเอฟเฟกต์การหักเหของแสงที่ไอน์สไตน์ทำนายไว้นั้นยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับดาวฤกษ์ที่สังเกตใกล้ดวงอาทิตย์) ตำแหน่งของดาวที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์สามารถบันทึกและวัดได้บนจานภาพถ่าย จากนั้นเปรียบเทียบกับแผ่นอ้างอิงที่แสดงดาว เมื่อดวงอาทิตย์ไม่อยู่ใกล้ระยะการมองเห็น การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เกิดขึ้นจากสนามโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์สามารถคำนวณได้ ยิ่งวัดดาวได้มากเท่าไร ผู้สังเกตการณ์ก็ยิ่งมีโอกาสแก้ไขข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบและลดการสุ่มลง
นั่นคือความคิด แต่มีอุปสรรคในทางปฏิบัติมากมายที่จะเอาชนะ ทั้งในด้านเทคนิคของการสังเกตการณ์ และในการขนส่งแบบสำรวจ เส้นทางสุริยุปราคาเต็มดวงผ่านจากภาคเหนือของบราซิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกไปยังแอฟริกาตะวันตก ทำให้ไม่สามารถเดินทางออกจากอังกฤษได้จนกว่าการสู้รบจะยุติลง การสงบศึกในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2461 เหลือเวลาเพียงพอในการดำเนินการตามแผน ไดสัน ซึ่งรับผิดชอบโดยรวมของคณะสำรวจ ยังคงอยู่ในอังกฤษ เอดดิงตันเดินทางไปปรินซิปี แอนดรูว์ ครอมเมลิน ซึ่งทำงานที่หอดูดาวรอยัล กรีนิช ลอนดอน ไปที่โซบราล
รายละเอียดของการสำรวจสองครั้งได้รับการบริการอย่างดีโดย No Shadow of a Doubt การวิจัยอย่างพิถีพิถันและการเขียนที่ชัดเจน เรื่องราวนี้จะกลายเป็นงานอ้างอิงมาตรฐานในตัวอย่างที่น่าสนใจของ ‘Big Science’ อย่างแน่นอน เอดดิงตัน เคนเนฟิกเผย โชคไม่ดี พบกับสภาพอากาศเลวร้ายในปรินซิปี เขาทำการวัดน้อยลง
