Что увидел Эддингтон

В этом году мы отмечаем две знаменательные даты: 100 лет назад основоположник ядерной физики Эрнест Резерфорд осуществил первую в истории человечества рукотворную ядерную реакцию, и в том же году британский астрофизик, автор первой теории внутреннего строения звёзд Артур Эддингтон предпринял попытку подтвердить эмпирически одно из предсказаний релятивистской теории гравитации Эйнштейна, только что построенной, но уже претендовавшей на описание Вселенной. В марте 1919 года, в Южное полушарие с научной экспедицией отправились два корабля: один держал путь к западному побережью Африки, другой — к берегам северной Бразилии.

Ещё в ходе первых попыток применить теорию относительности к гравитации Эйнштейн вычислил угол отклонения светового луча в поле тяготения Солнца и получил то же, что давала корпускулярная теория света Ньютона. Идея проверить это во время солнечного затмения, измерив видимое смещение звёзд вблизи Солнца, увлекла Эйнштейна в 1913 году, когда он уже искал подходы к математическому формализму общей теории относительности. Ближайшее затмение ожидалось в августе 1914 года; планировалось провести наблюдения в Крыму, но тут началась война, и затею пришлось отложить.

И вот наступило 29 мая 1919 года, день очередного полного солнечного затмения. Как будто сатана подсунул свой скользкий хвост: у Эддингтона в Африке накануне поднялся шторм, небо заволокло облаками, и только две фотопластинки оказались пригодными для обработки, в Западном полушарии из-за смены температурного режима один из телескопов вышел из строя...

Природа ничего не знает об уравнениях, которые пишут для неё физики, но часто с удивительной скрупулёзностью следует им, как в случае с квантовой электродинамикой. В данном же случае природа вполне определённого ответа не дала: как говорится, и не то чтобы «да», и не то чтобы «нет». К тому времени общая теория относительности (она же релятивистская теория гравитации) была построена, Эйнштейн пересчитал угол отклонения и получил вдвое большее значение; Эддингтон потом признавал, что отклонения, похоже, находятся где-то между предсказаниями ньютоновской и релятивистской теорий, но это не помешало ему сделать выбор в пользу последней.

С тех пор этот вывод не раз подвергался сомнению, и подвергается до сих пор. Анализируя погрешности, которые дают разрешающая способность телескопа, суточное вращение Земли, аберрация поля, атмосферная рефракция, звёздная аберрация, собственные движения звёзд и наконец неизбежные ошибки обработки, критики делают вывод, что замеченный Эддингтоном эффект тонет в погрешностях измерений (не говоря уже о том, что часть изображений Эддингтон просто отбросил). 

Сходную ситуацию, с доказательством вращения Земли, описал В. И. Арнольд в книге «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук»: «Шары бросались в соборе с высоты около 9 м при тщательно закрытых дверях и окнах, чтобы предохранить шар от вредного воздействия сквозняков. Если как следует всё подсчитать, учтя турбулентность, то станет ясно, что при такой маленькой высоте никакого эффекта наблюдаться не может (теоретическое отклонение — 0,3 мм). Но Гук был очень искусным экспериментатором. С тех пор ни у кого больше этот опыт не получался, но у Гука он «получился». Королевскому обществу Гук сообщил, что шар при трёх испытаниях каждый раз отклонялся на юго-восток не менее чем на четверть дюйма. По-видимому, он не совсем владел статистическим анализом, и число испытаний было недостаточно велико. Кроме того, он, скорее всего, не проверил полученное отклонение по соответствующему уровню значимости и признал явление установленным, хотя ничего ещё толком доказано не было». По-настоящему вращение Земли наглядно продемонстрировал два века спустя Леон Фуко, когда никто уже не сомневался в том, что Земля вертится.

Поздравление с блестящим подтверждением своей теории Эйнштейн принял с деланным равнодушием: «Я в этом не сомневался». Не сомневался и Эддингтон, которому была близка мысль Эйнштейна, что в эксперименте может обнаружиться лишь то, что подсказывает теория. Настоящий британец всегда парадоксален, таков был и Эддингтон: с одной стороны, от природы застенчив, с другой, мог бы с успехом играть в триллерах Хичкока, с такой-то внешностью. Горячий сторонник релятивистской теории гравитации, он обещал застрелиться, если результат окажется отрицательным; в XVII веке представленные им результаты не были бы приняты Королевским обществом уже в силу того, что он был заинтересованным лицом, а по Уставу свидетельства таких лиц не подлежали рассмотрению. Но на дворе было начало XX века, и европейский рационализм снова брал верх над британским эмпиризмом, и на совместном заседании физиков и астрономов, подводя итог обсуждению, патриарх британской физики Дж. Дж. Томсон внушительно сказал: «Этот результат — одно из величайших достижений человеческой мысли».

И всё-таки настоящее, хотя и косвенное, подтверждение релятивистской теории тяготения пришло после открытия разбегания галактик и формулировки закона Хаббла, по существу предсказанного нашим великим соотечественником А. А. Фридманом, получившим неожиданное решение уравнений Эйнштейна.

P. S. После того как в 1946 году Джордж Гамов предложил модель горячей вселенной, вся космология пошла в сослагательном наклонении: «Если вы верите в Большой Взрыв...» Как говорится, если бы не было Большого Взрыва, его следовало бы выдумать — хотя бы для того, чтобы поддержать физику высоких энергий. Но это уже другая история.


Рецензии
Здравствуйте, Александр!

Первым назвал Эддингтона и Эйнштейна мошенниками в том же 1919 году русский и советский физик А.К. Тимирязев (приёмный сын знаменитого физиолога растений К.А. Тимирязева). А все повторы опыта Эддингтона, начиная с 1922 года, дали как раз противоположный предсказанному Эйнштейном результат: свет звёзд не прижимался к затемнённому Луной Солнцу, а словно отталкивался от него на 1-2,2 угловые секунды...

Откуда то взялось, что взорвалось, если даже на то, чтобы просто появиться, у него якобы не было ни времени, ни места? Как могут учёные верить в Большой взрыв математической точки?!

С уважением,
Виктор.

Виктор Бабинцев   05.07.2019 16:47     Заявить о нарушении
Ещё. Опорные снимки Артур Эддингтон сделал в Англии в декабре, когда Гиады были примерно на 38 градусах угла склонения. А снимки во время затмения на Принсипи были сделаны почти при 90 градусах склонения, то есть почти в зените. Одна астрономическая рефракция убивает результат опыта буквально наповал. Сам Альберт Эйнштейн прилюдно удивлялся качеству снимков Эддингтона... Вспомним, одна угловая секунда равна толщине человеческого волоса на расстоянии 10 метров.

Виктор Бабинцев   05.07.2019 16:54   Заявить о нарушении
Спасибо за комментарий, Виктор.
С уважением

Александр Расторгуев   06.07.2019 12:51   Заявить о нарушении
Извините за влаз, но! -

Бабинцев, а кто повторял наблюдения сэра Артура? Когда? Ссылки можно?

Сазонов Сергей   06.07.2019 17:54   Заявить о нарушении
Сазонов, ты становишься надоедливым. И делаешь вид, что сам не можешь пользоваться Гуглом.
В 1922 году другие наблюдения были проведены W. W. Campbell и R. J. Trumpler в Wallal, Western Australia, в которых были определены отклонения 15 звезд (см. Рис. 1)...

Рисунок можешь посмотреть здесь: http://www.proza.ru/2018/03/05/605

Виктор Бабинцев   06.07.2019 18:26   Заявить о нарушении
Не надо ругаться - нельзя об'ять необ'ятное. Я не спец по ОТО и фамилии Кэмпбелла и Трамплера мне до сего дня ничего не говорили. Вот теперь есть за что зацепиться (с Тимирязевым-мл все ясно: механицист).

Сазонов Сергей   06.07.2019 19:09   Заявить о нарушении
С тобой, Сазонов, тоже всё ясно: ты - математик. Причём, учёный ("учёный" - это прилагательное).

Эддингтона и Эйнштейна сделали знаменитыми не снимки, не доказательства, а телеграмма Эддингтона из Каира в Лондон: "Наше пространство искривлено". Телеграмму именно с таким текстом ждали журналисты. Эддингтон вернулся в Лондон уже знаменитостью. И после того, как все центральные газеты пропели оды торжеству человеческого разума и науке, разглядывать какие-то чёрточки на снимках никто просто не стал. Кстати, по запросу "Фотографии Эддингтона" ты можешь эти снимки посмотреть... и ужаснуться их качеству.

А.К. Тимирязев был учеником Столетова и был выдающимся организатором науки в разрушенной революцией стране. Да, он был материалистом, доверял только опыту и эксперименту, был противником разных теорий и достаточно безумных гипотез. Но ты же рекомендованные мной статьи читать не хочешь. Очевидно, тебе твои заблуждения дороже всего. Жаль, что я не твой студент...

Виктор Бабинцев   06.07.2019 19:30   Заявить о нарушении