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2024-04-26 22:54

帮助重建1919年证明爱因斯坦是正确的实验

周四,本·森森(Ben Senson)把东西装上车,动身前往德克萨斯州,以证明爱因斯坦是对的。

森森是麦迪逊学区天文馆的主任,他是一个由15名天文学家和物理学家组成的团队的一员,他们计划在周一的日全食期间重现1919年首次进行的“爱丁顿实验”。

“这个团队将其称为现代爱丁顿实验,或' MEE 2024 ',”Senson谈到该项目时说。“复制这样一个具有历史意义的实验是非常不寻常的。”

爱因斯坦于1915年完成了他的广义相对论。但是20世纪早期的公众并不相信像太阳这样的大质量物体的引力会使光线弯曲,直到英国天文学家弗兰克·沃森·戴森和阿瑟·斯坦利·爱丁顿用1919年5月29日日食的观测结果证实了这一点。他们发现,在被月亮遮住的太阳附近,恒星的位置似乎略有不同,这证明爱因斯坦是对的。

一个世纪后,森森加入的团队将拥有比戴森和爱丁顿使用的望远镜先进得多的技术优势,包括他们团队成员编写的定制软件。

“在物理学和天文学领域,每个人都听说过爱丁顿实验,”同时在麦迪逊地区技术学院教授天文学和物理学的森森说。

“爱因斯坦写了这篇关于广义相对论的小论文,它改变了我们对引力的定义,”他解释说。“他做了很多预测,其中之一是太阳的质量,或者像恒星这样的巨大物体,应该能够弯曲时空,使直线弯曲。所以在日食期间,在太阳旁边,东西看起来应该有点太远了——只差一点点。”

这是爱丁顿在检查了他的团队在1919年拍摄的三张照片后发现的,这些照片是用当时为相机制造的笨重的玻璃板拍摄的。

科学家们将会加倍他们的胜算

即将到来的日食只会在美国的某些地区出现微弱的“日全食”,即完全覆盖太阳。如果麦迪逊周一的天空晴朗,该市的居民将见证日食,太阳的覆盖率约为89%。观看日全食最近的地点将是印第安纳州中部或伊利诺伊州南部,日全食持续约4分钟。无论在哪里观看日食,特殊的日食眼镜都是必不可少的,预计会有一大群人沿着日全食的路径观看。

Senson在1月份参加美国天文学会的一次会议时听说了一个七人小组的计划,他们将前往德克萨斯州的利基——从历史上看,这是4月8日最不可能多云的地方之一——另外七八人将前往墨西哥的萨尔托,进行现代版的爱丁顿实验。

森森说,在全食的路径上有两个地方,德克萨斯州和墨西哥,提高了团队获得晴朗天空和良好图像的机会。开着他的丰田普锐斯开了21个小时到达利基后,他将在他的观赏地点露营几个晚上。(另一方面,爱丁顿和戴森的团队为了这次日食,千里迢迢来到巴西和非洲西海岸的一个岛屿。)

麦迪逊天文学会(Madison Astronomical Society)主席约翰·拉梅尔(John Rummel)说,试图复制爱丁顿实验并不是什么新鲜事。麦迪逊天文学会是一个由130名业余天文学家组成的团体,将于4月12日主办一场由森森主持的关于他这次旅行的讲座。

Rummel说,新的是,由于市场上为公民科学家提供的大量高科技设备,今天这样的实验是多么容易获得。

最初的爱丁顿实验“在当时是前沿科学,”拉梅尔说。为爱因斯坦的广义相对论找到支持“是一件大事,因为爱因斯坦的理论在那些日子里经常出现在新闻中。”

更好的设备ng证明

在4分20秒的全日食期间,从德克萨斯州的利基可以看到,MEE 2024团队将使用最先进的相机拍摄大量的短曝光,“然后你可以做一些叫做'堆叠'的事情,你基本上告诉计算机把它们加在一起,”森森说。

他说:“通过叠加技术,我们可以看到那些在单个图片中看不到的暗淡恒星从图像中浮现出来,我们可以告诉计算机找出它们的确切位置。”

该团队还将使用来自欧洲盖亚太空观测站的数据,该观测站正在绘制银河系内外超过10亿颗恒星的三维地图。

Senson将提供他使用他的宽视场ZWO天文成像相机和Stellarvue 102望远镜拍摄的图像。

他说,在墨西哥和德克萨斯州的天文学家的帮助下,“我们将获得如此多的数据,使用略有不同的望远镜,略有不同的相机,我们可以真正对数据进行更深入的分析”。“我们将以比最初的实验更大的信心证明爱因斯坦是正确的,或者从那以后的四五次重复实验,因为有了现代设备。”

学校天文馆为麦迪逊带来了历史性的“月球的阴暗面”

MEE 2024团队预计会有一些全国性的媒体报道,并计划就这些发现发表一篇科学论文。森森希望明年秋天在学校天文馆把他的经历变成一场公开展览。

“这真的很令人兴奋,”他谈到即将到来的冒险。“我们没有人有证明相对论的错觉。这有17或18种不同的方法。每个人都知道爱因斯坦是对的,牛顿是错的——但这一直是证明爱因斯坦是对的最早的决定性证据之一,实验的实际质量只是受到当时设备的限制。”