Aniversare: primul experiment care a confirmat teoria lui Einstein

In acest week-end s-au implinit 90 de ani de la unul dintre cele mai celebre experimente din istoria fizicii: primul experiment care a confirmat Teoria Generala a Relativitatii. Experimentul – sau, mai precis- observatia efectuata de savantul britanic Arthur Eddington, in ultimele zile ale lui mai 1919, pe insula Principe, in apropierea coastei de Vest a Africii. Sau „eclipsa de soare care a schimbat lumea”: lumea fizicienilor, in orice caz.

Despre ce este vorba?

Expeditia lui Eddington este citata in orice manual de istoria stiintei: in 1919, teoria lui Einstein avea nevoie de o confirmare experimentala. Un astfel de test, insa, nu era simplu.

„Einstein’s cross”: un alt efect al Teoriei Generale a Relativitatii Foto: NASA

A fost nevoie de o expeditie de cateva luni si de ocazia nesperata a unei eclipse de soare.

Observand stelele in timpul unei eclipse de soare, in indepartata insula Principe, Eddinton a fost capabil sa vina cu prima confirmare experimentala a unei foarte stranii teorii despre realitate.

Teoria lui Einstein si provocarile ei

Astazi multi dintre noi am invatat-o la scoala. Face parte dintre cunostintele minimale de cultura generala. Dar imaginati-va cum suna Teoria Relativitatii Generalizate pentru contemporanii ei, in 1915.

Spatiul si timpul alcatuiesc un „bloc continuu” 4dimensional, in care exista ciudate distorsiuni non-liniare, zone in care distanta cea mai scurta intre doua puncte este un arc de cerc, de elipsa, sau orice alta curba stranie – distorsiuni datorate prezentei unor obiecte masive, deci fortelor.

Masa si energia sunt echivalente, spatiul si timpul se „dilata” si se „contracta”…cum puteau fi toate acestea testate experimental?

Efectul de „lentila gravitationala Foto: NASA

Primul lucru la care s-a gandit Einstein a fost sa detecteze modul in care corpurile masive produc aceste efecte de distorsiune ale spatiului si timpului.

Daca este asa, atunci lumina – a carei raze „calatoresc” in linie dreapta, ar putea fi un indiciu.

O raza de lumina ar trece pe langa un obiect masiv pe echivalentul „liniei drepte” intr-un spatiu curb (se numeste geodezica). Ar fi, cu alte cuvinte, „curbata” la apropierea de un obiect cosmic masiv.

Ca urmare, observarea unor surse luminoase distante care se afla „in spatele” unui obiect masiv, ar echivala cu observarea unui obiect printr-o lentila: razele de lumina s-ar curba in apropierea obiectului masiv, iar imaginea obtinuta de noi va fi deplasata: mai apropiata, mai indepartata sau, uneori, multipla.

Efectul se numeste „lentila gravitationala”. Cu ajutorul acestui efect putem vedea astazi galaxii aflate la distante uriase de Pamant.

Povestea expeditiei

In 1919, Societatea Regala Britanica a lansat o expeditie al carei scop era confirmarea sau infirmarea a ceea ce era atunci doar o ipoteza: efectul de „lentila gravitationala” al soarelui.

La comanda expeditiei era unul dintre cei mai renumiti astronomi britanici, Arthur Eddington de la Trinity College, Cambridge (arhiva Eddington exista inca acolo, inclusiv jurnalul expeditiei). Au fost necesare 6 saptamani ca Eddington si echipa sa sa ajunga pe coasta de vest a Africii si inca trei pentru a gasi un mijloc de transport care sa-i duca pe insula Principe: era sfarsitul Primului Razboi Mondial si toate vasele se intorceau acasa pline de soldati. Expeditia a ajuns totusi la timp pentru a observa eclipsa din 29 mai.

Astronomii au observat un grup de stele, clusterul Hyadelor, in timpul eclipsei totale de Soare, reusind sa observe „deplasarea aparenta” produsa de efectul de lentila gravitationala. Imediat dupa intoarcerea in Anglia, Eddington a anuntat, intr-un articol experimentul care „confirma” teoria lui Einstein.

E, poate, interesant de remarcat ca o observatii simultane, realizate la Sobral, in Brazilia, n-au reusit sa puna in evidenta acest efect. Majoritatea specialistilor cred ca acest lucru s-a datorat unui defect al aparatelor de masura folosite in experimentul din Brazilia, si nu entuziasmului prea mare pentru Einstein al savantului britanic.

Stiinta fara frontiere

Un alt lucru remarcabil, poate, este faptul ca Arthur Stanley Eddington, un mare savant britanic, s-a angajat, in plin razboi mondial, sa demonstreze spectaculoasa teorie stiintifica a lui Albert Einstein, un savant aflat, teoretic, de cealalta parte a liniei frontului, in Germania.

Linkuri interesante:

Mai multe informatii despre eclipsa din 1919 si povestea expeditiei

Aniversarea experimentului este unul dintre evenimentele importante organizate de Anul Mondial al Astronomiei

In sfarsit, un simpatic film despre Einstein si Eddington, in regia lui Philip Martin (2008) – vezi trailerul