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星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

 h0ping 2017-09-18

提到相对论你会想到什么,时空弯曲,好吧,那就讲时空弯曲。星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

爱因斯坦从1905年狭义相对论到1915广义相对论相关论文发表,实际上是没有几个科学家附和的,一方面确实是因为相对论思想过于超前,另一方面受限于科学仪器的精度,像什么时间膨胀,空间收缩都无法被实验验证。

我们知道物理学是一门自然科学,你说的东西都不能被证明是对的或者错的,等于没说。但是这次不同了,为了证明时空确实可以被弯曲,我们聪明的小爱想出了一个绝妙而容易检验的实验——星光实验,下面来看看星光实验是怎么回事。星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

星光实验实际很简单,但需要借助图片,如图,甲乙是两颗恒星,恒星之所以叫恒星,就是因为古人认为它们位置是不会变动的,至少我们的观测精度感受不了它的变动。星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

星光实验示意图

地球一年围着太阳转一圈,当地球转到a点时,对着甲乙恒星所在的星空拍一张照片,等到地球转到b点时,再对着两颗星星拍张照,因为星星离我们足够远,可以理解为视位置不变,所以两张照片拍出来星星距离是一样的,就是这样。星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

星光实验示意图

但真的是这样吗!在相对论之前,这答案无疑是人们所认可的,但是牛顿的经典物理已经一去不复返了,在爱因斯坦的时空观下,再把太阳公公当空气它可是要生气的,还是再来看图,在相对论所描述的时空观下,太阳周围的时空会变得扭曲,因此我们看到的光线已经发生了一定偏折,由此爱因斯坦预言,我们拍出来两张照片上的星星距离也是不同的。

这就是爱因斯坦提出的星光实验,这个实验的意义是非凡的,以往人们难以想象光是可以被弯曲的,一旦验证,那些信奉经典时空观科学家的信念将会轰然坍塌。

可能有心的小伙伴也发现了,我们在b点时怎么看星星呢,大白天啊,说好了不能把太阳公公当空气的,不过白天也不是一定没可能看星星,这就需要等待一个绝佳的时刻,猜到了吗,就是日全食,等月亮把阳光全部遮挡时就可以看到它旁边的星星了。星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

日全食

说来也巧,即将到来的1919年刚好有一次绝佳的日全食观测机会,相对论的忠实拥护者爱丁顿号召一大拨天文学家分成两队,远赴巴西和西非进行观测,拍照后进行了长达五个月的数据分析,最后宣布爱因斯坦的预言得到了完美的证实!星光实验——验证相对论的时空弯曲,你也可以试试

天文学家爱丁顿(右)

之前这十几年小爱一次又一次因为自己绝妙的想法所折服,但一次又一次也因为这些想法无法证实而被吐槽,终于在这次星光实验后扬眉吐气,也算是一战成名,世界各地的媒体蜂拥而至,其中最有趣的是美国派出了专职负责高尔夫采访的记者去采访爱因斯坦,回国后发表的文章把美国吃瓜群众弄得稀里糊涂,那一年,美国西瓜销量爆增。

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