В соответствии с теорией Эйнштейна, гравитация — это не сила, которая удерживает объекты. На самом деле оказывалось, что она появлялась потому, что пространство рядом с массивным телом искривлялось. Чем больше тело, тем более сильным было искривление.
Небольшое скопление материи, приближающееся к более крупному телу, просто следует по изгибу и вращается вокруг него. Это вполне естественная вещь: так сани, быстро мчащиеся с горы и подкатывающиеся к крутому склону, естественно взбираются на этот склон, начиная двигаться по изогнутой траектории.
Конечно, искривление пространства действует так, что движение планет оказывается приблизительно таким, как если бы между ними и Солнцем действительно существовали гравитационные силы, как это предположил Ньютон. Разница становится заметной только при экстремальных условиях.
Одним из экстремальных условий можно назвать ситуацию, когда маленькое тело оказывается очень близко от крупного. В нашей Солнечной системе Меркурий — единственная планета, которая находится достаточно близко от Солнца, так что условия становятся достаточно экстремальными, чтобы продемонстрировать различие между системами Ньютона и Эйнштейна. Это добавочное перемещение перигелия в 40 секунд за сто лет не может быть объяснено с помощью гравитационной математики, зато его можно точно объяснить с помощью релятивистской механики.
РЕШАЮЩЕЕ ЗАТМЕНИЕ
Таким образом, движение перигелия Меркурия было объяснено — при условии, что теория Эйнштейна верна. Но была ли она верна? Астрономам не хотелось без особых оснований отказываться от идей Ньютона.
В конце концов, Эйнштейн заранее знал о наличии 40-секундного несовпадения движения Меркурия, накапливающегося за сто лет. Естественно, он подогнал свою теорию так, чтобы это объяснить. Значит, одного этого было недостаточно, чтобы доказать правильность его теории.
Однако предположим, что удалось бы найти еще какое-то условие, которые окажется достаточно экстремальным, чтобы продемонстрировать различие между системами Эйнштейна и Ньютона, причем такое, которое ученые еще не исследовали. Тогда обе системы будут работать, так сказать, вслепую. Затем можно провести необходимые наблюдения и прийти к выводу относительно обеих систем.
Например, если пространство искривлено, как это утверждал Эйнштейн, то свет должен следовать но кривой, точно так же, как и планеты. Поскольку свет движется чрезвычайно быстро, то он изгибается очень слабо, но Эйнштейн предсказал, что при экстремальных условиях, если бы свет проходил очень близко от Солнца, его искривление станет достаточно большим, чтобы его можно было измерить.
В то же время, согласно Ньютону, гравитация воздействует только на материю. Свет гравитации не подвержен (луч фонарика легко уходит вверх, против направления притяжения Земли), так что луч света не подвергнется воздействию гравитации и будет продолжать движение но идеально прямому пути, как бы близко от Солнца он ни проходил.
Итак, никому не приходило в голову проверить, не искривляется ли свет, проходя мимо Солнца, так что наблюдений этого явления не существовало.
Однако Эйнштейн выдвинул свою общую теорию относительности в 1915 г. Европа тогда была охвачена войной, и науке пришлось подождать.
В 1918 г. война закончилась, а в 1919 г. должно было произойти полное затмение, которое можно было наблюдать с острова Принсипи в Западной Африке. Международный характер науки таков, что никого не удивило, что англичане возьмут на себя лидерство в проверке теории немца после того, как Англия и Германия в течение четырех лет вели кровопролитную войну.
Королевское астрономическое общество Англии организовало экспедицию на Принсипи специально для того, чтобы проверить системы Эйнштейна и Ньютона. |