100年前发生的一次日全食，彻底改变人类对宇宙的认识

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一直以来，天文学家观测到的各种天体运动都在牛顿万有引力定律的支配之下。甚至，天文学家还通过牛顿的引力理论直接预言了海王星的存在。然而，后来发现的水星近日点进动问题让天文学家感到不安。

牛顿引力理论的局限性

以太阳作为静止参照系，水星环绕太阳运动的轨道并非是封闭的。因为受到其他天体引力的作用，水星的近日点在不断发生变化。根据测量，水星的近日点进动值与牛顿引力理论的预言并不完全一致，两者相差每世纪43角秒。虽然这个误差很小，但是不能忽略，一定有其他因素在起作用。

当时天文学家的猜测，水星的轨道之内可能还存在一颗行星，其引力作用使水星的近日点进动出现了异常。这就像由于海王星的存在，导致天王星的运动受到引力摄动。然而，无论天文学家怎样搜寻，都没能找到水内行星。

新的引力理论

到了1915年，为了解决引力无法纳入狭义相对论框架的问题，爱因斯坦创立了另一种引力理论——广义相对论。爱因斯坦认为，引力其实是由物体弯曲时空之后产生的几何效应。质量越大的物体会更加剧烈弯曲时空，使得经过其附近的任何东西（包括光）都要在弯曲的空间中运动，这样就会表现出引力效应。

爱因斯坦通过计算发现，广义相对论可以完美地解释水星近日点的反常进动现象。除此之外，金星、地球等行星的近日点进动也都完全符合广义相对论的预言。

此后，爱因斯坦又预言了光经过引力场时，其行进方向会发生偏转，他计算了光经过太阳边缘所发生的偏转角度。虽然牛顿的万有引力定律也能预言光经过太阳边缘会有偏转，但偏转角度只有广义相对论预言值的一半。对此，英国天文学家爱丁顿决定用实验来确定哪个理论预言是正确的，日全食是最好的机会。

星光偏转实验

在白天，明亮的太阳会淹没其周围的背景星光，所以我们在地球上无法观测到太阳附近的恒星。但在日全食期间，太阳被月球完全遮挡住时，我们可以观测到太阳附近的背景恒星。通过拍摄这些恒星，以确定它们在天空中的位置，并将其与在夜空中的位置作对比，这样就能测出星光经过太阳边缘时所发生的偏转角度。

在100年前，也就是1919年5月29日，爱丁顿通过日全食测出了星光偏转角度，结果证明了广义相对论的正确性，并且牛顿错了。不过，爱丁顿的测量误差其实很大，他误打误撞地证实了广义相对论。但爱丁顿的实验原理并没有问题，后来的天文学家通过更为精确的实验，证实了星光偏转。

不管怎样，得益于爱丁顿的观测结果，爱因斯坦与他的广义相对论从此享誉世界。广义相对论彻底改变了人类对宇宙的认识，这个引力理论的预言至今还在不断得到证实。

爱丁顿是最早接受广义相对论，并对该理论进行宣传的物理学家之一。当年，爱丁顿被问及理解相对论的人是否只有三个，他则回答“第三个人是谁？”。


本文选自：今日头条

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想问一下广义相对论对水星近日点的进动预测与现在的测量还有误差吗？