Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1 - Эйнштейн А.
Скачать (прямая ссылка):
это обычно принято в физике.) Здесь а - большая полуось эллипса, е - его
эксцентриситет, с - скорость света, Т - период обращения планеты. Этот
результат можно представить также и в следующем виде: со-
694
43
О специальной и общей теории относительности
гласно общей теории относительности, большая ось эллипса вращается вокруг
Солнца в направлении вращения планеты. Согласно теории это вращение
должно составлять для планеты Меркурий 43 угловых секунды в столетие, а у
других планет нашей солнечной системы оно должно быть настолько
незначительным, что недоступно наблюдению27.
В самом деле, астрономы нашли, что теория Ньютона недостаточна для того,
чтобы рассчитать наблюдаемое движение Меркурия с точностью которая может
быть достигнута при наблюдениях в настоящее время. После того как были
приняты в расчет все возмущающие влияния остальных планет на движение
Меркурия, было найдено (Леверьэ, 1859; Ньюкомб, 1895), что остается
необъясненным движение перигелия орбиты Меркурия, скорость которого не
отличается заметно от упомянутых выше +43 угловых секунд в столетие.
Ошибка этого эмпирического результата составляет лишь несколько секунд.
б. Отклонение луча света гравитационным полем
В § 22 уже было упомянуто, что согласно общей теории относительности луч
света, проходя через гравитационное поле, должен искривляться подобно
тому, как искривляется траектория тела, движущегося в гра* витационном
поле. Согласно этой теории можно ожидать, что луч света, проходящий мимо
какого-либо небесного тела, должен отклониться в направлении последнего.
Для луча света, проходящего мимо Солнца на расстоянии А радиусов Солнца
от его центра, угол отклонения а будет составлять
1,7 секунды <* = : ^ .
Можно добавить, что половина этого отклонения вызывается, согласно этой
теории, ньютоновским полем тяготения Солнца, а другая половина -
геометрическим искажением ("искривлением") пространства, обусловленным
Солнцем.
Этот результат допускает экспериментальную проверку путем
фотографирования звезд во время полного солнечного затмения. Единственной
причиной, почему мы должны выбирать такой момент, является то, что во
всякое другое время земная атмосфера, освещенная Солнцвм, светит
настолько сильно, что делает невидимыми звезды, расположенные вблизи,
диска Солнца. Предсказываемый эффект можно ясно видеть из рис. 5. Если бы
Солнца (А1) не было, то практически бесконечно удаленную звезду
27 Особенно, если учесть, что орбита следующей планеты, Венеры,
представляет собой почти точный круг, а это затрудняет точное определение
положения перигелия (Ср. примечание редактора на стр. 447 Ред.).
О специальной и общей теории относительности
1917 г.
при наблюдении с Земли мы увидели бы в направлении D\. Но вследствие
отклонения Солнцем луча света от звезды мы будем видеть звезду в
направлении D 2, т. е. на несколько большем расстоянии от центра диска
Солнца, чем ее реальное положение.
На практике это проверяется следующим образом. Звезды, находящиеся вблизи
Солнца, фотографируются во время солнечного затмения.
Затем делается вторая фотография тех же звезд, когда Солнце находится в
другой части неба, т. е. на несколько месяцев раньше или позже. При
сравнении фотографии, сделанной во время солнечного затмения, с этой
контрольной фотографией положения звезд должны оказаться смещенными в
радиальном направлении (от центра солнечного диска) на величину,
соответствующую углу а.
Исследованием этого важного вывода мы обязаны Королевскому обществу и
Королевскому астрономическому обществу. Несмотря на войну и вызванные ею
трудности материального и психологического характера, эти общества
снарядили две экспедиции - в Собраль (Бразилия) и на
о. Принсипи (у побережья Западной Африки) - и послали нескольких
знаменитых английских астрономов (Эддингтона, Коттин-гэма, Кроммелина и
Дэвидсона) для фотографирования солнечного затмения 29 мая 1919 г.
Ожидавшиеся относительные смещения положений ввезд на снимках солнечного
затмения по сравнению с контрольными снимками достигали лишь нескольких
сотых долей миллиметра. Таким образом, при фотографировании и в
последующих измерениях была необходима высокая точность.
Результаты измерений весьма удовлетворительно подтвердили теорию Две
прямоугольные координаты наблюдавшихся и вычисленных отклонений звезд (в
угловых секундах) приведены в таблице.
Таблица
Номер ввезды Первая координата Вторая координата
наблюдаемое вначение вычисленное значение наблюдаемое вначение
вычисленное значение
И -0,19 -0,22 +0,16 +0,02
5 -(-0,29 +0,31 -0,46 -0,43
4 +0,11 +0,10 +0,83 +0,74
3 +0,20 + 0,12 +1,00 +0,87
6 +0,10 +0,04 +0,57 +0,40
10 -0,08 +0,09 +0,35 +0,32
2 +0,95 +0,85 -0,27 -0,09
*0'
|>1 р\|/0>
Рис. 5.
506
43
О специальной и общей теории относительности
и. Смещение спектральных линий в красному концу спектра
В § 23 было показано, что в системе К', вращающейся относительно
галилеевой системы К, скорость хода покоящихся относительно К' часов
