Επιβεβαίωση της Γενικής θεωρίας της Σχετικότητας του Einstein-29 Μαΐου 1919
«Η ανεξήγητη μετακίνηση του περιηλίου του πλανήτη Ερμή»
Στις 18 Νοεμβρίου 1915, ο Αϊνστάιν βρήκε κατά τύχη ένα στοιχείο πλανητικής συμπεριφοράς που απασχολούσε τους αστρονόμους επί δεκαετίες:
Το 1859, ο Γάλλος αστρονόμος Urben Le Verrier είχε μελετήσει μια ανωμαλία στην τροχιά του Ερμή. O πλανήτης είχε ελλειπτική τροχιά, αλλά η έλλειψη αντί να είναι σταθερή, αλλάζει προσανατολισμό γύρω από τον Ήλιο, όπως φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία.
Συγκεκριμένα, κάθε 100 χρόνια η τροχιά του πλανήτη μετατοπίζεται κατά 574 δευτερόλεπτα του τόξου κι έτσι δημιουργείται το φαινόμενο της μετακίνησης του περιηλίου του Ερμή με την πάροδο του χρόνου.
(Περιήλιο ενός πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος είναι το σημείο της τροχιάς του που βρίσκεται στη μικρότερη απόσταση από τον Ήλιο.)
Το φαινόμενο αυτό είναι εμφανές μόνο στον Ερμή γιατί είναι πολύ κοντά στον Ήλιο, επομένως σε περιοχή ισχυρού βαρυτικού πεδίου.
Σύμφωνα με τους τύπους του Νεύτωνα, η επίδραση των υπόλοιπων πλανητών θα μπορούσε να δικαιολογήσει μόνο τα 531 από τα 574 δευτερόλεπτα του τόξου. Επομένως, τα 43 δευτερόλεπτα του τόξου παρέμεναν ανεξήγητα.
O Αϊνστάιν με τους δικούς του υπολογισμούς με βάση τη Γενική Σχετικότητα βρήκε μετατόπιση του περιηλίου κατά 574 δευτερόλεπτα του τόξου ανά 100 χρόνια που συμφωνούσε ακριβώς με την παρατήρηση.
Όμως, το επιστημονικό κατεστημένο δεν δέχθηκε τη Γενική Σχετικότητα του Einstein και ισχυρίστηκε ότι ο τύπος του Νεύτωνα ήταν σωστός και ότι ο αστρονόμοι θα ανακάλυπταν κάποιο νέο αντικείμενο που θα εξηγούσε πλήρως τη μετατόπιση της τροχιάς του Ερμή.
«Έλεγχος της ορθότητας της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας»
Ο Einstein έπρεπε να βρει ακόμη ένα φαινόμενο που να εξηγείται μόνο από τη δική του θεωρία και όχι από του Νεύτωνα.
Σύμφωνα με τη διατύπωση της βαρύτητας από τον Einstein, όταν μια δέσμη φωτός περνούσε κοντά από κάποιον αστέρα ή πλανήτη με μεγάλη μάζα, θα καμπυλωνόταν λόγω του παραμορφωμένου χωροχρόνου.
Επικέντρωσε την προσοχή του στον Ήλιο. Η περιοχή γύρω από τον Ήλιο είναι πάντα γεμάτη με αστέρες, όμως δεν μπορούν να γίνουν ορατοί λόγω της μεγάλης λαμπρότητας του Ήλιου. Σκέφτηκε λοιπόν ότι έπρεπε να αναζητηθούν αστρικές μετατοπίσεις κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης Ηλίου, όταν οι αστέρες γύρω από αυτόν γίνονται ορατοί.
Πραγματικά, στις 29 Μαΐου του 1919 θα γινόταν μια έκλειψη ορατή στο Νότιο ημισφαίριο. Έτσι, οι αστρονόμοι αποφάσισαν να την φωτογραφίσουν παρά τα μεγάλα προβλήματα της εποχής.
Σχηματίστηκαν δύο ομάδες αστρονόμων: μια που θα πήγαινε στην βραζιλιάνικη ζούγκλα και μια με επικεφαλής τον Βρετανό Arthur Eddington που κατευθύνθηκε έξω από τις ακτές της Γουϊνέας, στη Δυτική Αφρική.
Οι παρατηρήσεις της έκλειψης θα οδηγούσαν σε τρία πιθανά αποτελέσματα. Ίσως το αστρικό φως να ήταν ελαφρώς καμπυλωμένο σύμφωνα με τη θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα, ή θα υπήρχε μια πιο σημαντική καμπύλωση σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα ή το αποτέλεσμα δεν θα συμφωνούσε με καμία από τις δυο θεωρίες.
O Αϊνστάιν πρόβλεψε ότι το φως ενός αστέρα ο οποίος εμφανίζεται ακριβώς δίπλα από τον Ήλιο, θα έπρεπε να καμπυλώνεται κατά 1,74 δευτερόλεπτα του τόξου (0,0005°), που ήταν «διπλάσια» από την απόκλιση που προέβλεπε ο Νεύτωνας.
Η ομάδα λόγω δυσμενών καιρικών συνθηκών κατάφερε να τραβήξει μόνο μία φωτογραφία με επιστημονική αξία.
Τα αποτελέσματα όμως από αυτή τη φωτογραφία συμφωνούσαν με την πρόβλεψη με βάση τη θεωρία του Αϊνστάιν ενώ ήταν σε πλήρη ασυμφωνία με τη νευτώνεια πρόβλεψη.
Έτσι, ο Βρετανός Arthur Eddington βοήθησε να δοκιμαστεί η πρόβλεψη της θεωρίας του Αϊνστάιν, παρά το γεγονός ότι η Βρετανία και η Γερμανία βρίσκονταν σε εμπόλεμη κατάσταση.
Τα αποτελέσματα του Eddington από την αποστολή της έκλειψης της 29ης Μαΐου του 1919 επιβεβαιώθηκαν το 1922 από μία ομάδα αστρονόμων, η οποία παρατήρησε μια ηλιακή έκλειψη από την Αυστραλία.