Первое наблюдение эффекта Эйнштейна

наблюдение эффекта Эйнштейна

А. Эйнштейн, создавая общую теорию относительности (ОТО), опасался, что она станет чисто математической, оторванной от наблюдений. Поэтому он большое значение придавал ее экспериментальной проверке: «Было бы крайне желательным, чтобы астрономы заинтересовались поставленным здесь вопросом даже и в том случае, если бы предыдущие рассуждения казались недостаточно обоснованными или фантастическими».

Известны три эффекта, которые могут быть проверены астрономическим путем: движение перигелиев планет, гравитационное смещение частоты и отклонение светового луча. Недавно был указан четвертый способ проверки ОТО, основанный на радиолокации планет. Мы рассмотрим лишь один из эффектов — отклонение луча света в гравитационном поле массивных тел. Следует отметить, что для обнаружения этого эффекта требуются исключительно точные измерения.

Из работы А. Эйнштейна «Основы общей теории относительности» следует, что величина отклонения луча света в гравитационном поле Солнца составляет:

&r = А/r,

где А — постоянная величина, равная 1″,75, а r — угловое расстояние от центра Солнца до луча, выраженное в радиусах Солнца. Очевидно, что максимальным смещением обладает звезда, траектория луча которой касается поверхности Солнца: r = 1 и &r = 1″,75.

Проверка этого эффекта проводилась только во время полных солнечных затмений. Астрономы измеряли ее и потом вычисляли значение А и сравнивали его с теоретическим. Впервые такие наблюдения были выполнены еще в 1919 г. В этот день произошло солнечное затмение, которое оказалось очень благоприятным для наблюдения эффекта Эйнштейна: Солнце было видно на фоне ярких звезд скопления Гиад.

Затмение наблюдали две английские экспедиции: в Собрале (Северная Бразилия) и на острове Принсипе, у берегов Западной Африки. На Принсипе было сделано 16 снимков, но лишь на одном из них оказалось достаточно хорошее изображение пяти звезд. Сравнив этот снимок с фотографией того же участка неба, сделанной в Англии в январе 1919 г., астрономы вычислили относительные смещения звезд. Величина А оказалась равной 1″,61 ± 0″,30.

Экспедиция, работавшая в Бразилии, собрала более обширный материал. Астрономам удалось определить точное положение семи звезд, две из которых находились на расстоянии двух солнечных радиусов от центра Солнца. Для величины А было получено значение 1″,98 ± 0″,12. В дальнейшем, когда учли поправки, связанные с условиями, в которых получали фотографии, значение А увеличилось до 2″,0,7 ± 0″,13.

Таким образом, во время затмения 1919 г. было доказано существование радиальных смещений у звезд, но полученные результаты не позволили уверенно определить величину этого смещения и тем более проверить закон &r = const/r.

Проверка эффекта Эйнштейна проводилась и во время полных затмений 1922, 1929, 1936, 1947 и 1952 гг. Полученные значения постоянной А на десятые доли секунды отличались от теоретического.

Автор: Е. Ю. Данилевская.