相對論理論的證明者-愛丁頓

2020-11-26 騰訊網

今天我們講一位非常著名的科學家,他就是亞瑟·斯坦利·愛丁頓,愛丁頓是英國天文學家,物理學家,數學家,愛丁頓是第一個用英語宣講相對論的科學家。自然界密實物體的發光強度極限被命名為愛丁頓極限。

在1919年愛丁頓第一次用英語向世界宣布了並且介紹了愛因斯坦的廣義相對論理論。

在1882年愛丁頓出生於英格蘭肯達爾一個貴族家庭裡。愛丁頓的父親是一個中學校長,而愛丁頓的父親在1884年死於英格蘭的傷寒大流行時期,所以愛丁頓的幼年都是跟著母親在家中學習的,直到1839年才進入了布裡麥倫學校學習。

在學校裡愛丁頓顯現出了他的數學和文學方面的天賦,並且在1898年獲得了60英鎊的獎學金而進入了曼徹斯特的歐文斯學院學習物理學。在1902年愛丁頓以優異的成績獲得了科學學士學位。

愛丁頓因為突出的成績而獲得了劍橋大學三一學院75英鎊的獎學金,並且在1905年獲得了三一學院碩士學位。同時也進入了卡文迪許實驗室研究熱輻射。在1905年愛丁頓到了格林威治天文臺工作並且在進行了分析小行星愛神星的視差。

在視差期間愛丁頓發現了一種基於背景兩顆星星的位移進行了統計的方法,因此在1907年獲得了史密斯獎。這個獎項也使愛丁頓獲得了劍橋大學研究員的資格,在1912年達爾文的兒子在英國逝世,於是愛丁頓被推薦代替了其職位。在1913年愛丁頓被任命為劍橋大學天文學和實驗物理學終身教授,在1914年又被任命為劍橋大學天文臺臺長,不久就被選為英國皇家學會會員。

在第一次世界大戰過後,愛丁頓率領一個觀測隊到了西非普林西比島觀測日全食,並且拍攝了日全食時,太陽附近的星星位置,愛丁頓這種根據廣義相對論的理論。證實了太陽的重力會使光線彎曲太陽附近的星星視位置發生了變化。從而驗證了愛因斯坦的理論是正確的。而這也被當時全世界的媒體所報導並且引發了巨大的轟動。

愛丁頓最大的貢獻是進行了恆星內部的研究,並且從理論上還研究了恆星內部的結構,提出了恆星是由內的重力和向外的光輻射壓力維持平衡的內部是高溫的離子化狀態的氣體相當於是最理想的氣體,經過愛丁頓的數學模型計算愛丁頓解釋了造父變星的變化周期理論。

愛丁頓也是第一個提出恆星的能源是來自於核聚變的。並且因為這件事情愛丁頓和詹姆仕·金斯進行了一場非常持久的辯論。直到1939年才有美國天文學家貝特計算出太陽的能源是氫原子經過四步核聚變反應形成氦才算結束。

愛丁頓最早的工作是關於恆星運動的研究。並在此之後,愛丁頓又從1919年開始研究星體的內部結構。愛丁頓總結研究結果並且發表了他第一部星體著作,在這本著作中愛丁頓介紹了一種往往容易被忽視的現象就是可能通過輻射壓力對星體的平衡產生的巨大影響,可能由星體內部到外部的傳播,並不像人們原先所設想的那樣,通過對流實現,而是通過輻射實現的。

在這項研究中愛丁頓全面的總結了質量和發光度之間的關係。

在1938年愛丁頓擔任了國際天文學聯合會主席直到去世,在1944年愛丁頓逝世。

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    1919年5月29日,英國天文學家亞瑟·愛丁頓和安德魯·克羅姆林決定利用日食驗證一項具有革命性的新引力理論——愛因斯坦的廣義相對論。雖然早在1915年愛因斯坦就提出了這一理論,但直到1919年的這場日食,廣義相對論才得到證實。1919年,巴西索布拉爾的日全食。
  • 100年前的一次日全食證實愛因斯坦的廣義相對論
    據外媒報導,一個世紀以前,亞瑟·愛丁頓領導一組天文學家前往西非海岸附近的一個小島上觀測日全食。他們的目標是觀測太陽附近的星星位置。 該實驗在100年前證實了愛因斯坦的廣義相對論,並使愛因斯坦名揚天下。雖然愛因斯坦1915年的廣義相對論理論並沒有直接與牛頓相悖,但愛因斯坦將引力視為時空扭曲。他假設太陽的重力會使光線彎曲,太陽附近的星星視位置會變化。愛丁頓開始通過在日食期間觀測恆星來驗證愛因斯坦的理論。1919年5月29日,愛丁頓成功地拍攝了一些最接近黑暗太陽的星星。經過多次計算,當天從普林西比島捕獲的這些恆星在天空中的位置將表明愛因斯坦的理論通過了驗證。
  • 1919年日食是檢驗廣義相對論的第一個實驗,確認愛因斯坦巨星地位
    在歷史的轉折中,使這位德國出生的物理學家成為超級巨星的天文學家(愛丁頓)來自英格蘭————牛頓的出生地和第一次世界大戰期間德國的敵人,這場戰爭在日食之前就已結束。他們測試愛因斯坦理論的科學探索將超越戰爭恐怖而受到讚揚。盯著太陽廣義相對論拋棄了牛頓關於重力是將物體拉在一起的力量的想法。
  • 100年前那場日食證明了相對論
    1915年,一次世界大戰期間,愛因斯坦從牛頓的萬有引力定律孤立地看待時間和空間的局限中跳脫出來,認為時間和空間在宇宙中共同組成一張大網,提出了廣義相對論。在那個時代宣稱牛頓錯了,無異於向擁有基督信仰的人宣稱上帝死了。沒有可靠的科學實驗論證,科學界不會接受這一理論。
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    1882年12月28日,亞瑟·斯坦利·愛丁頓出生於英格蘭肯達爾一個貴格會家庭。 圖片來源:Keystone-France/Gamma-Keystone via Getty Images/視覺中國1893年他進入布裡麥倫學校,他顯示出在數學和英國文學方面的天賦。
  • 看完這5個預言的檢驗,你還想推翻愛因斯坦的廣義相對論嗎?
    1915年,愛因斯坦的廣義相對論出來後,得到了一些人的支持,但是,還有很多的科學家對他的理論持質疑態度,而真正看得懂的更是非常之少。愛因斯坦需要實驗來驗證廣義相對論的正確性。他們相信1919年的遠徵隊員們在分析數據時,可能是被廣義相對論的激情淹沒了。要知道,愛丁頓是愛因斯坦的「鐵粉」,並且這次高調觀測,愛丁頓是不會輕易認輸的。現在我們也很難得出準確的證據,愛丁頓團隊當時有沒有刻意處理過他們的數據,這個不得而知。
  • 看完這5個預言的檢驗,你還想推翻愛因斯坦的廣義相對論嗎?
    第二天,英國倫敦的《泰晤士報》,頭版頭條醒目的打出:科學革命——宇宙新理論——牛頓觀念破產——重大聲明——空間是彎曲的。愛因斯坦和他的廣義相對論火了!可是,隨之而來的還有大量的質疑和批評。在科學界主要的質疑的聲音是不相信愛丁頓團隊,真的能準確測量出星光的偏折角度。
  • 除了黑洞,愛因斯坦的理論還有哪些預言?
    也就是說,聊到相對論的預言,不能只聊那些愛因斯坦本人的預言,而是要關注理論本身,看看理論能給出什麼樣的預言。接下來,我們來一個個聊一聊:引力透鏡引力透鏡是指:當背景光源經過引力場附近(比如:星系,黑洞,星系團)時,光線就會像是通過了透鏡一樣發生彎曲。這個彎曲的程度取決於引力場的大小。
  • 沒有了相對論,很多人都無法駕車遠遊
    愛因斯坦的相對論之所以被科學界接受,主要源於英國天文學家愛丁頓爵士的大力讚許和宣傳。愛丁頓爵士也是一個超重量級大牛,當時是英國科學界的扛把子。正是因為愛丁頓爵士的強烈推薦,相對論才引起當時英國科學界上層的重視,最後由英國皇家學會資助,組織了兩支科考隊,分別在非洲幾內亞萬灣的普林西比島和巴西的索布拉爾進行了實地觀測。
  • 在這裡,運用相對論有些東西是行不通的
    現代物理學家已經反覆驗證了愛因斯坦的廣義相對論,而且每一次都很成功。但是,科學家們仍然對這個理論的未來命運感到疑惑。問題是,這個理論是否對宇宙的所有條件和地方都適用呢?或者說這只是物理定律的一個特例?例如牛頓定律,這是愛因斯坦所描述的物理過程的變體之一。