Эйнштейн
Шрифт:
Ньютон произвел свои расчеты.
Эйнштейн знал приблизительную массу каждой планеты. В ответе уравнения получилось смещение в 1,28 секунды при каждом обороте. Но астрономы говорили о 1,38 секунды. Оставалась разница в 0,1 секунды. Цифра может показаться смешной, но в масштабе Вселенной разница громадная, способная потрясти основы ньютоновской теории. Ньютон заблуждался. Ни он, ни один из его современников или последователей не объяснили этой погрешности в расчетах.
Ньютон даже предположить себе не мог, что свет может подвергаться воздействию силы тяжести. Свет — не яблоко.
У многих поколений астрономов и физиков голова шла кругом от орбиты Меркурия. В 1910 году было отмечено, что отклонение света вблизи Солнца
Дав революционное объяснение опережению перигелия Меркурия, он привел величину отклонения, которой теперь следовало ожидать. Свет, проходящий по краю Солнца, должен отклоняться под углом в 1,75 секунды под воздействием притяжения этого небесного тела.
Но его релятивистскую теорию гравитации можно доказать только опытным путем, путем «наблюдений». Свет, излучаемый Солнцем, — словно лаборатория «в полный рост», где можно проводить измерения. Доказательство отклонения световых лучей гравитационным полем Солнца станет определяющим для того, чтобы разделить теорию Ньютона и теорию Эйнштейна. Абсолютное и относительное.
Судя по массе Солнца, оно обладает гигантским гравитационным полем. Это поле позволяет ему притягивать к себе планеты Солнечной системы обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и их весу. Солнце притягивает планеты. Если Эйнштейн прав, масса Солнца будет также воздействовать на свет, изгибать его, искажать. Любой световой луч, посланный звездой, отклонится от заданной траектории, проходя мимо Солнца. Видимое положение звезды отличается от того, каким оно казалось бы в отсутствие солнечной массы.
Отклонение достигает максимальной величины, когда луч света проходит вблизи Солнца, и уменьшается с расстоянием. Но свет Солнца ослепляет и не позволяет произвести замеры. Только во время затмения сияние светила будет приглушено и можно будет разглядеть ближайшие к краю диска звезды.
Смещение положения видимых звезд будет бесконечно малым. И всё же будет возможно сравнить фотографию, сделанную во время затмения, с другим снимком, снятым позже, вне присутствия Солнца. Изменение положения звезд на двух снимках позволило бы подтвердить эффект присутствия солнечной массы, воздействие гравитации на свет.
Иначе говоря, отклонение света гравитационным полем может стать очевидным и быть измерено. «Достаточно» будет изменить видимое изменение положения звезды между первым снимком (во время затмения) и вторым (вдали от затмения).
Молодой немецкий астроном Эрвин Фрейндлих, младший сотрудник Берлинской обсерватории, был заворожен гипотезой Эйнштейна. Он захотел стать тем человеком, который докажет этот тезис и совершит переворот в науке. В июле 1914 года он отправился в экспедицию из Берлина к Северному полюсу. Но планы отчаянного астронома были сорваны продвижением русской армии к немецкой границе.
К 1917 году теории Эйнштейна снискали международную известность. Ставка была высока. Подтверждение этих принципов отменило бы ньютоновский закон всемирного тяготения. Берлинские ученые пытаются предотвратить поражение в войне, которое стало неминуемым после вступления в нее США. Жители Берлина испытывают лишения. Всюду нищета. Соединенное Королевство, хотя и участвует в войне, всё же пострадало меньше остальной Европы. В Кембридже поняли значение работ Эйнштейна. Там увлечены относительностью. Королевское астрономическое общество, подталкиваемое сэром Фрэнком Дайсоном [54] , решило устроить экспедицию, чтобы проверить теорию Эйнштейна во время большого затмения, которое должно состояться в мае 1919 года. Опыт в масштабах Галактики, основанный на одном-единственном
54
Фрэнк Уотсон Дайсон (1868–1939) — английский астроном, в 1910–1933 годах королевский астроном, директор Гринвичской обсерватории. Изучал солнечные затмения, спектр короны и хромосферы. Член Лондонского королевского общества (1901), президент Королевского астрономического общества (1911–1913), президент Британской астрономической ассоциации (1916–1918). Изобрел сигналы проверки времени («шесть писков»), которые стали передаваться по радио ВВС с 5 февраля 1924 года.
В 1918 году две экспедиции отправились к экватору, где солнечное затмение можно будет наблюдать яснее всего. Первую, в африканскую Гвинею, возглавил профессор Эддингтон, вторую, на северо-восток Бразилии, — Дэвидсон.
В назначенный день астрономы направили свои инструменты к небу. Но погода подкачала. Небо затянуло тучами, сделать хорошие снимки было сложно. И там, и здесь опасались неудачи. Неужели всё было затеяно впустую? В момент времени t,в секунду t'на двух противоположных сторонах Земли щелкнули затворы фотоаппаратов. Удалось сделать только две серии снимков. Лагерь сворачивали без особого энтузиазма. Следующее солнечное затмение будет в 1922-м…
Через несколько недель экспедиции вернулись. Пленки отдали в проявку, молясь о том, чтобы свершилось чудо.
Пока проявляли снимки, в голове стучал один вопрос, ставка была колоссальной: будет ли отклонение световых лучей и какое? Дурной знак: двум экспедициям, которые должны были наблюдать затмение 29 мая 1919 года, удалось сделать только два отчетливых снимка!
Два единственных получившихся снимка наложили друг на друга. Измерили гипотетическое смещение положения каждой звезды.
Уравнения Эйнштейна приводили четкие цифры, с точностью до секунды. Сравнение с результатами измерений, сделанных астрономическими приборами, не оставит никаких сомнений. Эйнштейна ославят как очковтирателя или провозгласят величайшим ученым тысячелетия.
6 ноября 1919 года Королевское общество представило результаты экспедиции и сопоставление с цифрами, предсказанными в уравнениях Эйнштейна.
Средняя величина отклонения света заключена в интервале от 1,98 до 1,61… Предсказания Эйнштейна подтвердились.
Свет отклонился от своего направления в соответствии с новым законом тяготения. Загадка опережения перигелия Меркурия наконец-то разъяснена! [55]
Эйнштейн прав. Ньютон пал.
Новость распространилась в мгновение ока. От Берлина до Нью-Йорка прославляли новую теорию, перевернувшую общепринятые представления о движении Вселенной, о пространстве и времени.
Вечером того дня, когда было возвещено о научной революции, из которой он вышел победителем, первым человеком, узнавшим новость от самого Эйнштейна, стала его тяжелобольная мать, лежавшая в больнице в Люцерне. Паулина Эйнштейн отправилась в Берлин, чтобы разделить минуту радости со своим сыном. Счастье продлится недолго.
55
В 1922 году это подтвердит новая экспедиция.