Ще Ньютон запитував: чи не зазнають світлові промені дії сил тяжіння? У ті часи на це питання не можна було відповісти ні ствердно, ні заперечно, дослідні дані й теоретичні узагальнення з цього приводу не могли сказати нічого.
Після встановлення зв'язку між масою та енергією стало ясно, що світло повинно мати інертну масу, адже давно відомо, що світлові хвилі переносять енергію. А якщо так, то, згідно з принципом еквівалентності, світло повинно мати й гравітаційну масу, тобто закон всесвітнього тяжіння повинен поширюватися і на промені світла. Пролітаючи повз важке тіло, світло повинно відхилятися від прямолінійного шляху (рис. 37). Спостерігач, що перебуває в точці A, побачить джерело світла B не в напрямку AB, а в напрямку AB′. Враження буде таке, ніби важке тіло C відштовхує джерела світла, що перебувають позаду нього.
Після встановлення зв'язку між масою та енергією стало ясно, що світло повинно мати інертну масу, адже давно відомо, що світлові хвилі переносять енергію. А якщо так, то, згідно з принципом еквівалентності, світло повинно мати й гравітаційну масу, тобто закон всесвітнього тяжіння повинен поширюватися і на промені світла. Пролітаючи повз важке тіло, світло повинно відхилятися від прямолінійного шляху (рис. 37). Спостерігач, що перебуває в точці A, побачить джерело світла B не в напрямку AB, а в напрямку AB′. Враження буде таке, ніби важке тіло C відштовхує джерела світла, що перебувають позаду нього.
Зображення
На це явище Ейнштейн указав ще 1907 року; проте величину самого відхилення він спочатку обчислив неправильно. У наступних працях 1911 і 1915 рр. він вніс необхідні виправлення й звернувся до астрономів із пропозицією спробувати перевірити ці висновки.
Річ у тім, що це відхилення дуже мале. Одразу виявляється, що викривлення світлових променів поблизу будь-якого тіла, яке ми маємо в своєму розпорядженні на земній поверхні, настільки незначне, що пробувати виявити його на досліді абсолютно безнадійно. Для цього маси всіх цих тіл надто малі. Єдине, що можна сподіватися виявити, — це викривлення променів світла поблизу Сонця. Якби можна було поряд із Сонцем побачити зорі, то ефект відштовхування міг би, в принципі, бути помітним.
Але як побачити зорі поряд із Сонцем? Така можливість здійснюється в моменти повних сонячних затемнень. Зважаючи на те, що навіть біля самого краю Сонця, попри колосальну його масу, зміщення зір все ж надзвичайно малі (приблизно у тисячу разів менші за видимий кутовий діаметр Сонця), виявити їх можна лише фотографічним шляхом. Для цього слід за допомогою відповідного астрономічного інструмента зробити знімок прилеглої до Сонця частини неба в момент затемнення, а потім, приблизно через півроку, коли ті самі зорі будуть видні вночі, зробити тим самим інструментом, по можливості в тих самих умовах, другий, контрольний знімок. Порівнюючи їх між собою під мікроскопом (зміщення зір на пластинці становлять соті частки міліметра), можна спробувати виявити й виміряти ефект Ейнштейна.
Першим дослідам завадила світова війна, що почалася, але 1919 року двом астрономічним експедиціям пощастило отримати порівняно вдалі знімки. Після ретельних вимірювань і належного, їх опрацювання виявилося, що ефект відштовхування безперечно існує. Числова його величина виявилася надзвичайно близькою до тієї, яку обчислив Ейнштейн.
Оприлюднення цих результатів свого часу справило дуже сильне враження. Теорія відносності привернула загальну увагу, про неї заговорили буквально всі; дуже скоро інтерес до неї набув зовсім безпрецедентних розмірів. Статті з теорії відносності друкувалися в найрізноманітніших журналах, аж до медичних і сільськогосподарських. Ейнштейн став однією з найпопулярніших людей у світі.
Проте тверезе оцінювання результатів спостережень ефекту Ейнштейна показало згодом, що ці результати більш ніж скромні. Відхилення світлових променів поблизу Сонця справді виявлялося. Але точне його вимірювання пов'язане з цілим рядом труднощів. За своєю величиною відхилення дуже мале і близьке до межі точності астрономічних вимірювань. Під час фотографування сонячні промені сильно діють на прилади, нагріваючи й деформуючи їхні найважливіші деталі, зокрема дзеркала та лінзи. Контрольні знімки роблять завжди так чи інакше в інших умовах (наприклад, за іншої температури). Усе це якнайсильніше знижує надійність кількісних результатів. Тому висновок про «блискуче підтвердження передбачень теорії відносності» в даному разі слід визнати дещо поспішним.
Після 1919 року спроби спостереження ефекту Ейнштейна неодноразово повторювалися, зокрема й радянськими вченими (А. А. Михайлов), але становище поліпшилося мало. Кількісна згода формули Ейнштейна з дослідом все ще лишається під питанням. Що ж до якісного боку справи, то тепер можна вважати з повною впевненістю, що висновок теорії відносності про відхилення світла під дією сили тяжіння цілком підтверджений спостереженнями.
Річ у тім, що це відхилення дуже мале. Одразу виявляється, що викривлення світлових променів поблизу будь-якого тіла, яке ми маємо в своєму розпорядженні на земній поверхні, настільки незначне, що пробувати виявити його на досліді абсолютно безнадійно. Для цього маси всіх цих тіл надто малі. Єдине, що можна сподіватися виявити, — це викривлення променів світла поблизу Сонця. Якби можна було поряд із Сонцем побачити зорі, то ефект відштовхування міг би, в принципі, бути помітним.
Але як побачити зорі поряд із Сонцем? Така можливість здійснюється в моменти повних сонячних затемнень. Зважаючи на те, що навіть біля самого краю Сонця, попри колосальну його масу, зміщення зір все ж надзвичайно малі (приблизно у тисячу разів менші за видимий кутовий діаметр Сонця), виявити їх можна лише фотографічним шляхом. Для цього слід за допомогою відповідного астрономічного інструмента зробити знімок прилеглої до Сонця частини неба в момент затемнення, а потім, приблизно через півроку, коли ті самі зорі будуть видні вночі, зробити тим самим інструментом, по можливості в тих самих умовах, другий, контрольний знімок. Порівнюючи їх між собою під мікроскопом (зміщення зір на пластинці становлять соті частки міліметра), можна спробувати виявити й виміряти ефект Ейнштейна.
Першим дослідам завадила світова війна, що почалася, але 1919 року двом астрономічним експедиціям пощастило отримати порівняно вдалі знімки. Після ретельних вимірювань і належного, їх опрацювання виявилося, що ефект відштовхування безперечно існує. Числова його величина виявилася надзвичайно близькою до тієї, яку обчислив Ейнштейн.
Оприлюднення цих результатів свого часу справило дуже сильне враження. Теорія відносності привернула загальну увагу, про неї заговорили буквально всі; дуже скоро інтерес до неї набув зовсім безпрецедентних розмірів. Статті з теорії відносності друкувалися в найрізноманітніших журналах, аж до медичних і сільськогосподарських. Ейнштейн став однією з найпопулярніших людей у світі.
Проте тверезе оцінювання результатів спостережень ефекту Ейнштейна показало згодом, що ці результати більш ніж скромні. Відхилення світлових променів поблизу Сонця справді виявлялося. Але точне його вимірювання пов'язане з цілим рядом труднощів. За своєю величиною відхилення дуже мале і близьке до межі точності астрономічних вимірювань. Під час фотографування сонячні промені сильно діють на прилади, нагріваючи й деформуючи їхні найважливіші деталі, зокрема дзеркала та лінзи. Контрольні знімки роблять завжди так чи інакше в інших умовах (наприклад, за іншої температури). Усе це якнайсильніше знижує надійність кількісних результатів. Тому висновок про «блискуче підтвердження передбачень теорії відносності» в даному разі слід визнати дещо поспішним.
Після 1919 року спроби спостереження ефекту Ейнштейна неодноразово повторювалися, зокрема й радянськими вченими (А. А. Михайлов), але становище поліпшилося мало. Кількісна згода формули Ейнштейна з дослідом все ще лишається під питанням. Що ж до якісного боку справи, то тепер можна вважати з повною впевненістю, що висновок теорії відносності про відхилення світла під дією сили тяжіння цілком підтверджений спостереженнями.