Den totala solförmörkelsen 29 maj 1919 blev ett av de mest kända experimenten i vetenskapens historia.
Albert Einsteins allmänna relativitetsteori förutspådde att gravitationen inte bara är en kraft som drar samman föremål. Det är också en krökning av rum och tid. Om det var sant borde ljus som passerar nära ett massivt föremål som solen böjas något.
Problemet var sikten. Stjärnorna nära solen döljs normalt av dagsljus. Under en total solförmörkelse blockerar månen solens ljusa ansikte, himlen mörknar och stjärnor nära solen kan fotograferas.
Det korta mörkret gav astronomer ett sätt att testa Einsteins idé.
Vad Einstein förutspådde
Om solen böjer stjärnljuset bör en stjärna som ses nära solen under en förmörkelse verka något förskjuten från sin normala position.
Förskjutningen är liten: mätt i bågsekunder, inte grader. Den är alldeles för liten för att märka med ögat. Astronomer behövde fotografier av stjärnfältet under totaliteten, sedan jämförelsefotografier av samma stjärnor när solen var någon annanstans på himlen.
Newtonsk gravitation antydde också en möjlig ljusavböjning, men Einsteins teori förutspådde en annan mängd. 1919 års expedition utformades för att skilja mellan dessa möjligheter.
1919 års förmörkelseexpeditioner
Helhetens väg korsade Sydamerika, Atlanten och Afrika. Brittiska team organiserade observationer från Sobral, Brasilien och ön Principe utanför Afrikas västkust.
Expeditionerna förknippas vanligtvis med Arthur Eddington, men arbetet involverade även Frank Dyson, Charles Davidson, Andrew Crommelin och andra. Målet var praktiskt och svårt: transportera ömtålig utrustning, sätta upp tillfälliga observatorier, överleva moln och väder, fotografera stjärnor under några minuter av helhet och mäta små positionsförskjutningar efteråt.
Vid Principe gjorde moln observationerna svåra. På Sobral presterade vissa instrument bättre än andra. Det slutliga resultatet berodde på noggrann plåtmätning och jämförelse.
Vad förmörkelsen visade
De sammanslagna resultaten tillkännagavs i London den 6 november 1919 vid ett gemensamt möte mellan Royal Society och Royal Astronomical Society.
Mätningarna stödde Einsteins förutsägelse starkare än det newtonska alternativet. Tidningar gjorde snabbt det tekniska resultatet till en global historia: en ny teori om gravitation hade klarat ett dramatiskt förmörkelsetest.
Den offentliga reaktionen bidrog till att göra Einstein känd långt bortom fysiken.
Idag skulle forskare beskriva resultatet mer noggrant än att "en förmörkelse bevisade allt." Det var ett viktigt tidigt test, inte det sista ordet om relativitet. Senare mätningar, radioastronomi, spårning av rymdskepp, observationer av gravitationslinser, pulsarer och detektering av gravitationsvågor stärkte allt detta.
Men 1919 års förmörkelse förblir ikonisk eftersom den förvandlade en abstrakt teori till något synligt: stjärnor förskjutna av solens gravitation.
Varför helheten var viktig
Experimentet behövde helhet eftersom solens ljusa fotosfär överväldiga närliggande stjärnor. En partiell förmörkelse skulle inte skapa tillräckligt med mörker. En ringformig förmörkelse skulle fortfarande lämna en ljus ring av solljus. Endast helheten kunde avslöja stjärnfältet nära solen.
Det är samma anledning till att totala solförmörkelser är värdefulla för att studera korona. Månen fungerar som en naturlig ockultskiva, döljer den ljusa ytan och avslöjar svaga detaljer som vanligtvis går förlorade i bländning.
En vetenskapshistoria med mänskliga gränser
1919 års expedition var också en mänsklig historia. Observationerna skedde strax efter första världskriget, då det vetenskapliga samarbetet mellan Storbritannien och Tyskland var politiskt ansträngt. Eddington, kväkare och pacifist, blev en del av en berättelse om att återuppbygga internationell vetenskap.
Mätningarna var svåra, uppgifterna var ofullkomliga och senare historiker har undersökt analysen i detalj. Det gör inte experimentet oviktigt. Det gör det till verklig vetenskap: ett svårt test, gjort med de bästa tillgängliga verktygen, senare omprövat med bättre metoder.
1979 stödde en ommätning av originalplåtar i stort sett den ursprungliga slutsatsen. Modern astronomi observerar nu gravitationsböjning rutinmässigt som gravitationslinsning.
Källor och relaterade guider
- Royal Observatory Greenwichs General Relativity and the 1919 Solar Eclipse ger en detaljerad redogörelse för expeditionerna och resultatmeddelandet.
- NASA:s History of Eclipses sammanfattar hur 1919 års förmörkelse validerade Einsteins teori för allmänheten.
- Relaterade SolarWatch-guider: solkoronan, hur förmörkelseförutsägelser fungerar, kontakttider för förmörkelse och solförmörkelsesäkerhet.
Se det i SolarWatch
SolarWatch kan inte böja stjärnljuset åt dig, men det kan visa varför experimentet från 1919 berodde på plats och tidpunkt. Använd katalogen och lokala omständigheter för att se hur helheten skapar ett kort, platsspecifikt observationsfönster.