广义相对论可能是上世纪最富神奇色彩,却又最命运多舛的理论之一。它从诞生到被接受在科学家之间和国家之间都经历了一场角逐。

2009年,不仅7月22日的日全食令天文爱好者兴奋万分,在普林西比岛,90年前的另一场日食也让很多人为它举行了一场庆祝典礼。1919年这里的一次日食不仅仅是一场恒星与行星的相遇,还见证了科学上的重要进展——相对论被证实的那一刻。

战争夹缝中的科学探险

1911年,爱因斯坦在《物理年鉴》上发表了题为《关于引力对光线传播的影响》的论文,论文中预言:当恒星的光非常接近太阳时,会因为太阳的引力而产生小小的偏离,而这种光线的弯曲是可以测量的。

光线在通过强引力场附近时会发生弯曲,是广义相对论的重要预言之一,在当时却因为过于深奥而不被科学界所接受。但爱因斯坦同时还提出验证方法:在日全食时太阳光线被遮盖,可以通过测定此时附近恒星的位置,并和平时星体的位置进行比较,来验证这个预言。

尽管将信将疑,但天文学界马上开展了一场验证的竞赛。最先参与的,是德国年轻天文学家弗罗因德里希(Erwin Freundlich)。

他本是柏林天文台的工作人员,对天体物理学充满热情,但他的上司并不关注天体物理学的新进展,只让他负责繁琐的星表编辑以及带领人们参观天文台的工作。

1911年8月,一名德国物理学家里奥•波拉克(Leo W. Pollack)来柏林天文台参观。他带来了弗罗因德里希天文学生涯的转机——他告诉弗罗因德里希,一个名叫爱因斯坦的新人加入了他们研究所,最近发表了一篇论文,预测引力场可以使得光线弯曲。最重要的是,他还给出了验证方法。

弗罗因德里希对此很感兴趣,因此波拉克催促年轻人赶快给爱因斯坦写信,看看作为柏林天文台的工作人员能不能做点什么。

弗罗因德里希很快给爱因斯坦写了信,爱因斯坦回信说,希望他可以通过观测来验证光线弯曲的预言。

19世纪正是天文摄影术开始广泛的应用之时,美国里克天文台(Lick Observatory)台长威廉•华莱士•坎贝尔(William Wallace Campbell)已率先将观察重点转向对日食观测和摄影上。在爱因斯坦的预言提出之前,他及其他天文学家就已经进行了多次日全食观测,留下了不少日全食时拍下的星空照片。

佛罗因德里给坎贝尔等几个天文学家写了信,请他们寄来一些日全食时拍下的照片,但以往拍摄日食时望远镜一直瞄准太阳,而不是瞄准太阳附近的星星,因此很难通过以往日食期间拍到的照片来寻找恒星的光线偏折的证据。

1912年10月在南美洲北部有一次日全食,阿根廷科尔多瓦天文台(Córdoba Observatory)准备观测恒星的光线偏折,但发生日食那天刚好阴云密布,根本无法进行拍摄和观测,所以只有等到两年后。

1914年8月,这次的日食带很宽,从东欧的西北直到东南。佛罗因德里决定亲自到日食现场去拍摄,但这个满怀热情的年轻人遇到了经费问题——他所在的柏林天文台对此丝毫不感兴趣,为了观测顺利进行,他不得不到处募集资金,连爱因斯坦也用自己的影响来帮助他,最后还是美国里克天文台的坎贝尔为他提供了一些经费,并派了一队人马和他同行。

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