1919 年 5 月 29 日の皆既日食は、科学史上最も有名な実験の 1 つになりました。
アルバート・アインシュタインの一般相対性理論は、重力は単に物体を引き寄せる力ではないと予測しました。それは空間と時間の湾曲でもあります。それが本当であれば、太陽のような巨大な物体の近くを通過する光はわずかに曲がるはずです。
問題は視認性でした。太陽の近くにある星は通常、日光に隠れています。皆既日食では、月が太陽の明るい顔を遮り、空が暗くなり、太陽に近い星々を撮影できます。
その短い暗闇は、天文学者にアインシュタインのアイデアをテストする方法を与えました。
アインシュタインが予言したこと
太陽が星の光を曲げると、日食中に太陽の近くに見える星は、通常の位置からわずかにずれて見えるはずです。
変位は非常に小さく、度ではなく円弧の秒単位で測定されます。小さすぎて目で見てもわかりません。天文学者は皆既中の星域の写真を必要とし、次に太陽が空の他の場所にあるときの同じ星の比較写真を必要としました。
ニュートン重力も光の偏向の可能性を示唆していましたが、アインシュタインの理論は異なる量を予測していました。 1919 年の遠征は、これらの可能性を区別するために計画されました。
1919 年の日食探検隊
皆既の道は南アメリカ、大西洋、アフリカを横断しました。英国のチームは、アフリカ西海岸沖のブラジルのソブラルとプリンシペ島からの観測を組織しました。
探検隊は通常アーサー・エディントンと関連付けられていますが、この研究にはフランク・ダイソン、チャールズ・デイビッドソン、アンドリュー・クロムメリンなども参加しました。目標は現実的かつ困難でした。精密な機器を輸送し、臨時の天文台を設置し、雲や天候に耐え、数分間皆既中の星を撮影し、その後の小さな位置の変化を測定することです。
プリンシペ島では雲があり観測が困難でした。ソブラルでは、いくつかの機器が他の機器よりも優れたパフォーマンスを発揮しました。最終結果は、慎重なプレートの測定と比較によって決まりました。
日食が示したもの
統合された結果は、1919 年 11 月 6 日にロンドンで開催された王立協会と王立天文学協会の合同会議で発表されました。
この測定結果は、ニュートンの代替予測よりもアインシュタインの予測をより強力に裏付けました。新聞はすぐに、新しい重力理論が劇的な日食テストに合格したという技術的な結果を世界的な記事にしました。
この世間の反応により、アインシュタインは物理学を超えて有名になりました。
今日、科学者たちはその結果を「一度の日食がすべてを証明した」よりも注意深く説明するでしょう。これは重要な初期のテストであり、相対性理論に関する最終的な結論ではありませんでした。その後の測定、電波天文学、宇宙船追跡、重力レンズ観測、パルサー、重力波検出はすべて、この主張を裏付けるものとなった。
しかし、1919 年の日食は、抽象的な理論を、太陽の重力によって星が移動するという目に見えるものに変えたために、象徴的なものであり続けています。
なぜ全体性が重要なのか
太陽の明るい光球は近くの星を圧倒するため、実験には皆既性が必要でした。部分日食では十分な暗闇が生じません。金環日食でも明るい太陽光の輪が残ります。太陽に近い星域を明らかにできるのは皆既だけです。
皆既日食がコロナの研究に貴重であるのと同じ理由だ。月は自然の掩蔽円盤のように機能し、明るい表面を隠し、通常はまぶしさで失われるかすかな詳細を明らかにします。
人間の限界がある科学の物語
1919 年の遠征は人間の物語でもありました。この観測は第一次世界大戦後、イギリスとドイツの間の科学協力が政治的に緊張していたときに行われた。クエーカー教徒で平和主義者のエディントンは、国際科学の再構築に関する物語の一部となった。
測定は困難で、データは不完全でしたが、後年の歴史家が分析を詳細に調べました。だからといって、この実験が重要でなくなるわけではありません。それはそれを本当の科学にします。入手可能な最高のツールを使用して行われた困難なテストは、後でより良い方法で再検討されます。
1979 年、元のプレートの再測定により、当初の結論が広く支持されました。現代の天文学では現在、重力レンズ効果として重力の曲がりを日常的に観察しています。
ソースと関連ガイド
- グリニッジ王立天文台の 一般相対性理論と 1919 年の日食 には、遠征と結果発表の詳細な説明が記載されています。
- NASA の 日食の歴史 は、1919 年の日食がアインシュタインの理論を一般にどのように検証したかをまとめています。
- 関連する SolarWatch ガイド: 太陽コロナ、日食予測の仕組み、日食接触時間、日食の安全性。
SolarWatch で確認してください
SolarWatch は星の光を曲げることはできませんが、1919 年の実験が場所とタイミングに依存した理由を示すことはできます。カタログと現地の状況を使用して、皆既現象がどのように短い場所特有の観察窓を作り出すかを確認してください。