Ne poate spune eclipsa dacă Einstein a avut dreptate în privința relativității generale?

În urmă cu aproape un secol, o eclipsă de soare a dezvăluit geometria spațiu-timpului. Acum, fizicienii și astronomii amatori – înarmați cu echipament de făcut singur – vor verifica din nou această matematică în timpul eclipsei de soare din 21 august.

În teoria sa generală a relativității din 1915, Albert Einstein a prezis că gravitația soarelui ar trebui să distorsioneze spațiu-timp în vecinătatea lui. Stelele din spatele soarelui ar apărea în poziții diferite una față de cealaltă în timpul unei eclipse decât ar apărea într-o noapte obișnuită când soarele nu este nicăieri la vedere.

Teoria a marcat o revoluție în fizică, transformând universul dintr-un peisaj static, neschimbător într-un loc de joacă dinamic și maleabil.

Doar patru ani mai târziu, în timpul eclipsei de soare din mai 1919, astronomul britanic Arthur Stanley Eddington a făcut fotografii care i-au dat dreptate lui Einstein. „Luminile sunt toate înclinate în ceruri”, strigă 9 noiembrie New York Times într-unul dintre cele mai faimoase titluri ale ziarelor științifice vreodată. Subtitlul său: „Oamenii de știință se chinuiesc mai mult sau mai puțin de rezultatele observațiilor eclipselor”. L-a aruncat pe Einstein la faima internațională – și a lansat teste nesfârșite pentru a stabili dacă Einstein avea sau nu dreptate în privința relativității generale.

IN INTUNERIC Astronomul Arthur Eddington a realizat această imagine a soarelui eclipsat în mai 1919, care arăta stelele pe fundal în poziții ușor diferite decât atunci când soarele nu era în preajmă. Această lentilă gravitațională a dovedit pentru prima dată că teoria generală a relativității a lui Einstein era corectă. FW Dyson, AS Eddington și C. Davidson

Nu există prea multe îndoieli că a fost, pentru a fi corect. Relativitatea a trecut fiecare test

a fost pus cu brio (

SN: 17/10/15

, p. 16

).

„Până acum, relativitatea generală a fost complet, jenant, exact corectă de fiecare dată când cineva iese și se uită la ea”, spune astrofizicianul Bradley Schaefer de la Universitatea de Stat Louisiana din Baton Rouge.

Dar experimentul Eddington a fost repetat doar de șase ori, ultima în 1973. Fiecare test a folosit plăci fotografice, iar acuratețea pozițiilor măsurate ale stelelor nu a fost niciodată mai mare de aproximativ 10 la sută, spune Schaefer. Dacă pozițiile stelelor ar fi deviat de fapt de la predicțiile lui Einstein, dar într-o măsură mai mică, acele experimente anterioare nu ar fi putut găsi o diferență măsurabilă în pozițiile stelelor.

Progresele tehnologice recente înseamnă că o singură persoană poate face de 10 ori mai bine. Și Schaefer intenționează să fie acea persoană.

„Ceea ce voi face nu va fi o cercetare reală în primă linie”, admite Schaefer. „Acest lucru reproduce unul dintre marile experimente științifice din toate timpurile – și o faci singur și o faci mult mai bine decât a făcut-o oricine. Eu, voi testa dacă relativitatea generală este corectă.”

Progresele în camerele digitale sunt cheia. Pe lângă faptul că pot realiza rapid o mulțime de imagini, camerele au CCD-uri sau dispozitive cuplate la încărcare, care pot stoarce mii de pixeli pe un cip mic. Acest lucru permite imagini de înaltă rezoluție fără a fi nevoie de o cameră mare.

CCD-urile sunt o problemă standard în telescoapele profesionale și camerele de astrofotografie hobby. În urmă cu aproximativ doi ani, o cameră CCD cu 4.096 pixeli pe parte a devenit disponibilă comercial. Deși costă aproape 10.000 de dolari, Schaefer nu a ezitat să-și găsească unul.

„Acesta este ceea ce face posibil să faci mult mai bine decât Eddington”, spune Schaefer. „În timpul eclipsei propriu-zise, ​​faci integrări de una sau două secunde ale soarelui, bang-bang-bang-bang-bang, și acestea sunt datele tale. Este destul de ușor.”

Faptul că eclipsa lui Eddington a fost în mai, dar NYT Povestea difuzată în noiembrie este de asemenea semnificativă: Eddington a trebuit să aștepte ca stelele să revină în aceleași poziții pe cer pe care le-au avut în timpul eclipsei pentru a-și verifica rezultatele.

Asta nu va fi o problemă pentru Schaefer: configurația lui va primi fotografii de comparație peste noapte. „Cu un telescop amator modest și o cameră CCD bună, se pot face toate observațiile, inclusiv calibrarea, în 24 de ore”, spune Schaefer.

Schaefer și un grup de alți astronomi vor începe în apropiere de Casper, Wyo., dar sunt gata să sară în mașină și să conducă oriunde altundeva de-a lungul traseului eclipsei dacă pare că ar putea fi înnorat. „[We] va face acest lucru ca un exercițiu mobil”, spune el. „Preocuparea mea cea mai mare este de fapt obținerea datelor.”