愛因斯坦的勝利，100年前的和現在都證明了

阿瑟·愛丁頓爵士1919年5月29日拍攝的日全食的一張照片。愛丁頓在這次日食期間的觀察證實了愛因斯坦關於光線繞太陽彎曲的預言。請留意靠近日食的恆星周圍的刻度標記。正是對這些恆星相對於太陽邊緣位置的精確測量證明了愛因斯坦的理論：質量彎曲時空。這次探險標誌著物理學的一場革命，使愛因斯坦成了名人。

2019年5月29日，是用於測試阿爾伯特愛因斯坦革命性引力理論（即廣義相對論）的日全食100週年紀念日。愛因斯坦本人在當時還不為人所知。他在1915年提出了他的廣義相對論，該理論認為引力來自於物質和能量扭曲時空，產生的曲線改變了物體的運動，甚至改變了光的路徑。科學家們對引力的全新思維方式很感興趣，例如，質量導致空間彎曲的想法。但沒有人證明愛因斯坦是正確的。然後，在1919年5月29日，一支由阿瑟·愛丁頓爵士率領的英國科學家探險隊前往非洲西海岸的普林西比群島觀察日全食。科學家們在日食期間的測量表明，令人吃驚的是，愛因斯坦的預測是正確的。在日食期間，在太陽的邊緣可以看到星星，而月亮遮住了太陽的光。恆星的位置出現了偏移，這是因為它們的光不是沿著直線傳播給我們的，而是像愛因斯坦所描述的那樣，是在圍繞太陽的彎曲空間上傳播的。

那一年晚些時候，1919年11月6日，在倫敦英國皇家天文學家弗蘭克·戴森（Frank Dyson）在皇家天文學會和皇家學會的一次聯席會議上介紹了這一結果。戴森說，“毫無疑問，1919年5月29日日食期間的測量結果證實了愛因斯坦的預測。”在最近一篇慶祝這次傳奇日食100週年的報道中，加州理工學院的物理學家肖恩·卡羅爾(Sean Carroll)解釋說：“廣義相對論是一個瘋狂的、新的、難以理解的理論的典型代表，它對現實的本質有著戲劇性的影響。然而，你可以看到結果，你可以拍攝它。所以人們被那種興奮吸引住了。”

因此，阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)一舉成名，從此在他一直在流行文化中佔有一席之地。

圖中顯示了1919年英國天文學家的測量結果。他們看到了本應隱藏在太陽後面的恆星，這些恆星位於太陽的一側。為什麼？因為就像愛因斯坦的理論所說的那樣，光在質量的存在下彎曲，在這個例子中是恆星的質量，我們的太陽。遠距離恆星的光不是沿著直線行進，而是被迫在靠近太陽的彎曲空間上行走一條彎曲的路徑。

愛因斯坦的廣義相對論是我們最基本的現代宇宙學的基礎，也是我們看待整個宇宙的方式。在愛因斯坦之前，科學家們依賴於艾薩克·牛頓的引力理論，牛頓看待引力的方法仍然有效，並且仍然教授給物理學生。愛因斯坦的理論是對科學家對引力的理解的一種改進。愛因斯坦提出質量導致空間彎曲，例如，雖然有一種“力”(如牛頓所描述的)使我們的地球被引力拉向太陽，但事實上，並沒有這樣的力。根據愛因斯坦的說法，地球只是在圍繞太陽的彎曲空間中運動。

愛因斯坦的廣義相對論不僅解釋了地球和太陽系中其他行星的運動。在我們的現代宇宙學中，它還描述了彎曲空間的極端例子，如黑洞周圍的彎曲空間。它有助於描述整個宇宙的歷史和膨脹。

自1919年日全食以來的一個世紀裡，愛因斯坦的相對論在許多不同的方面得到了反覆的證明。你可能見過最近第一張黑洞的照片？這也再次證明了愛因斯坦是正確的。

今年4月，事件視界望遠鏡(EHT)合作發佈了第一張黑洞邊緣的照片。這張照片再次表明，像黑洞或太陽這樣的大質量物體，可以像愛因斯坦預測的那樣，改變光的傳播方式。

M87星系中心的一個巨大黑洞的第一張真實照片。這幅圖像也證明了愛因斯坦的理論，它以無誤的精度預測了M87的觀測結果。

現在，引力可以彎曲光的想法已經得到了很好的理解，以至於物理學家們都用它來探測時空本身的性質。例如，在2017年事件視界望遠鏡開始收集數據之前，科學家們已經使用愛因斯坦的方程來精確地瞭解如果理論沒有在極端環境中崩潰，黑洞應該是什麼樣子。

1912年,阿爾伯特·愛因斯坦

黑洞極大地彎曲了時空，以至於光線被困在黑洞裡。所以物理學家不能直接看到黑洞發出的光。但是他們可以在周圍明亮的物質上看到黑洞的陰影。在廣義相對論下，陰影應該有一個特定的大小和形狀：一個寬度與其質量直接相關的圓。這一切都源於愛因斯坦的方程式，如果你有一個不同的引力理論，你可以在天空預測一個不同的環。

皇家天文學會主席邁克·克魯斯說：一個世紀前，天文學家證實了廣義相對論，在這個過程中，我們永遠改變了對宇宙的認識。愛因斯坦和愛丁頓的工作是第一次世界大戰後國際合作的一個令人驚異的例子，也是科學如何在這個動盪的時代克服障礙的一個明顯的證明。