Солнечное затмение 29 мая 1919 года

Гравитационное искривление света — изменение траектории светового луча под действием гравитации — следует из классической механики и было предсказано ещё Исааком Ньютоном. Для луча, проходящего вблизи поверхности Солнца, величина искривления траектории в классической механике должна составлять 0,87″. Общая теория относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915 году, предсказывает вдвое большую величину отклонения луча: 1,75″[6].

Наблюдение звёзд, свет которых проходит рядом с Солнцем, возможно только во время полного солнечного затмения, когда небо становится полностью тёмным. Теоретически возможно наблюдать искривление света и от планет Солнечной системы, но для реальных измерений оно слишком мало: для самой массивной планеты Солнечной системы, Юпитера, это значение составляет 0,017″[7].

После публикации общей теории относительности были проанализированы фотопластинки с затмения 30 августа 1905 года, но на них не удалось обнаружить искривление света. Другое измерение было проведено во время затмения 8 июня 1918 года, но результат оказался слишком неточным для определения, какая из теорий верна. Ожидалось, что затмение 1919 года станет более удобным для наблюдения из-за своей длительности, а также того, что Солнце в это время будет находиться на фоне звёздного скопления Гиады. Поэтому к затмению 1919 года Великобритания организовала две астрономических экспедиции: одна была направлена в Собрал, расположенный в Бразилии, другая — на остров Принсипи у побережья Африки. В первой группе были астрономы из Гринвичской обсерватории: Эндрю Кроммелин и Чарльз Дэвидсон, во второй — из Кембриджской обсерватории: Артур Эддингтон и Эдвин Коттингем[6][8].

Организацией экспедиций руководил британский астроном Фрэнк Дайсон, а Королевское общество и Королевское астрономическое общество профинансировало их. 8 марта 1919 года обе группы наблюдателей отправились из Ливерпуля к местам наблюдения[8].

В распоряжении обеих групп имелись линзы с астрографов диаметром 13 дюймов (33 см) и фокусным расстоянием 11 футов и 3 дюйма (3,4 м), но для улучшения качества изображения края линз были перекрыты, так что эффективный диаметр составил 8 дюймов (20 см). Группа, отправленная в Собрал, также имела линзу диаметром 4 дюйма (10 см) и фокусным расстоянием 19 футов (5,8 м). Телескопы были собраны уже на месте[8].

В Собрале утром в день затмения было облачно, но к его началу погода стала ясной, лишь в течение одной минуты небольшое облако закрывало Солнце и звёзды фона. Группа оставалась в Бразилии ещё некоторое время: ей нужно было сделать фотографию тех же звёзд, но уже без искажений, вызванных гравитацией Солнца. 9 июля они наблюдались уже на предрассветном небе и были сфотографированы. В Англию группа вернулась 25 августа[8].

Группа, отправленная в Принсипи, прибыла туда 28 апреля. Утро дня затмения началось с грозы, но, как и в Собрале, небо расчистилось до начала полной фазы затмения. Эддингтон и Коттингем покинули Принсипи 12 июня, а 14 июля вернулись в Англию. В Принсипи пришлось бы ждать около полугода до того, как звёзды фона бы оказались на ночном небе в том же положении, поэтому снимки для сравнения были сделаны заранее — на том телескопе, с которого была снята линза для экспедиции, расположенном в Оксфорде[8].

Измеренные в Собрале и в Принсипи величины искривления лучей составили 1,98″ и 1,61″ соответственно[7]. Полученные результаты явно указывали на то, что свет искривляется в соответствии с теорией Эйнштейна, о чём Эддингтон объявил 6 ноября. С другой стороны, общая теория относительности предсказывала, в частности, гравитационное красное смещение, которого у Солнца на тот момент не обнаруживалось, что оставляло некоторые сомнения[7][8]. Тем не менее именно наблюдение этого затмения считается подтверждением общей теории относительности, а газета The Times назвала это «революцией в науке» и «наиболее значимым научным достижением с момента открытия Нептуна»[6][9].