爱因斯坦的狭义相对论是怎样被证实的？

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　　狭义相对论是爱因斯坦在1915年提出来的一个精确描写牛顿万有引力的实践。这个实践比牛顿万有引力愈加优美，也愈加精确。

　　事先正值第一次世界大战期间，爱因斯坦在德国提出了这个实践。

　　由于这个实践能够解释水星近日点的进动，以是大家对这个实践还是有点相信的，但物理学家需要找到更多的证据来判断此实践是否准确。（进动，一个自转的物体受外力影响，导致其自转轴绕某一中心旋转，也叫做旋进。）

　　星光偏析试验

　　于是，1919年，第一次世界大战结束的时间，马上有几个英国物理学家投入到了检验狭义相对论实践的试验之中，这个试验就是星光偏折试验。

　　星星，在夜空中眨着眼睛。其实，这些咱们人类肉眼能看到的星星，至少离咱们地球有几光年甚至更远。

　　那么远的距离，对地球人来说，星星发过来的光就是一束平行光芒。但是，由于地球是在太阳的引力场中活动的，以是咱们能够应用狭义相对论的言语：这束平行光芒也是一根“类光测地线”。由于狭义相对论应用的数学工具是微分几何学，以是测地线的方程很容易用微分几何的言语写出，因此能够从数学的角度来描写星光在引力场中的活动轨迹。

　　那么，星光偏折又是怎么回事情呢？

　　原来，在狭义相对论中，引力场的存在被等价为时空的弯曲，以是，光芒在太阳的引力影响下走出来的这条“类光测地线”在空间上看起来就是弯曲的——这非常像一根筷子插在有水的杯子里，在水面附近筷子好像折断了，这是光的折射现象。星光偏折也类似一种光的折射现象。

　　那么，如果物理学家能测量出星光被太阳的引力场偏折了多少，就能够来检验爱因斯坦的狭义相对论到底准确不准确了。

　　在日全食下观测星光偏折

　　事先相信爱因斯坦狭义相对论的物理学家凤毛麟角，很多人不懂他的实践，由于这个实践对数学要求太高，而且在物理上很反传统。以是，1919年，这个试验刚开始的时间，很多外行物理学家对试验能结果的看法可谓莫衷一是。

　　这个试验应该怎么做呢？

　　咱们能够把地球绕太阳的活动看成一个椭圆，那么，某颗恒星与地球的连线交这个椭圆于两个点，咱们能够在这两个点上拍摄星星的照片，而后把这两张照片停止对比。（这两点，一个点是地球在太阳与恒星之间，另外一个点是太阳在地球与恒星之间，位置关系是差别的。）

　　当太阳在地球与恒星之间的时间，太阳光芒太亮，恒星发的光会被太阳光淹没，根本就测不出来。以是，需要找到日全食的时间，这个时间太阳光不见了，恒星发的光能够在地球上拍照拍出来。

　　为了停止1919年的日全食观测，英国的物理学家们共准备了三架千里镜，包括两架10英寸口径的，一架4英寸口径的备用千里镜。

　　爱丁顿带领的剑桥大学小组在非洲西岸的普林西比岛（Principe）应用一架10英寸的，克罗姆林带领的格林威治天文台小组在巴西的索布拉尔（Sobral）应用另两架。

　　由于云彩的影响，爱丁顿小组获得的数据不多，只有两张可用的底片。而且，由于当地轮船公司即将罢工，他们只好提前离去，以是他们缺乏在当地拍摄的同一高度同一天区的对照底片。最后爱丁顿拍了一张另一天区的照片，而后在英国拍摄对照底片。

　　克罗姆林小组的10英寸千里镜是在夜间对好焦距的。当早晨产生日食时，由于温度已经升高，热胀冷缩导致千里镜对焦不准，因此星象大多不清晰。

　　4英寸千里镜失掉的底片效果则比较好。4英寸千里镜底片上共有7颗可用恒星，失掉的偏折角是1.98 角秒；爱丁顿小组10英寸千里镜上有5颗可用星，失掉的结果是1.61 角秒。这两组数据是事先爱丁顿等人公布的数据，具体数据到底有没有被动手脚，科学史上存在一定的争议。

　　根据狭义相对论，远处恒星发出的光芒经过大质量的天体如太阳时，由于引力的影响将产生偏折；日全食期间，太阳被遮蔽，这时拍摄的恒星，与平时在夜间拍摄的同一天区的恒星停止比对，会发明星体的位置产生变化。

　　实际测量的时间，差别的恒星偏折角差别。通过数据拟合，给出在太阳边缘处的偏折角。在建立完整的狭义相对论后，爱因斯坦计算发明在太阳边缘处星光的偏折角是1.74角秒。

　　以是，爱丁顿等人公布的数据与爱因斯坦计算出来的数据是接近的。这意味这什么？

　　这意味这爱丁顿等人的试验是支持狭义相对论的。

　　这对爱因斯坦厥后在全世界声名鹊起，起到了十分重要的影响。厥后有人还把这个事情拍摄成一部电影，叫做《爱因斯坦与爱丁顿》。

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