Fyrstu mælingarnar á sveigju ljóss í þyngdarsviði og fundurinn frægi í London 6. nóvember 1919

Frá vinstri til hægri: Albert Einstein, Arthur S. Eddington og Frank W. Dyson. Myndir: Veraldarvefurinn.

Fyrri heimstyrjöldin gerði það að verkum, að fréttir af almennu afstæðiskenningunni bárust tiltölulega seint til Bretlands. Hinn merki breski stjarnvísindamaður og prófessor í Cambridge, Arthur S. Eddington, fékk þó upplýsingar um verk Einsteins eftir krókaleiðum og var ótrúlega fljótur að tileinka sér hugmyndir hans. Þrátt fyrir styrjaldarástandið, tók Eddington svo að sér óbeðinn að kynna félögum sínum almennu afstæðiskenninguna.

Í hópnum var vinur Eddingtons, konunglegi stjörnufræðingurinn Frank W. Dyson, sem var sérfræðingur í rannsóknum á sólmyrkvum. Þótt Dyson væri ekki sérlega trúaður á kenningu Einsteins, benti hann á það árið 1917, að í lok maí 1919 yrði almyrkvi á sólu, sem gengi frá Suður Ameríku yfir til Afríku. Ef veðurfar og aðrar aðstæður yrðu hagstæðar, skapaðist þarna kjörið tækifæri til að kanna spá Einsteins um sveigju ljós í þyngdarsviði.

Teikningin sýnir ljóssveigjuna við yfirborð sólar samkvæmt almennu afstæðiskenningunni. Heildarhornið er 1,75 bogasekúndur. Helmingurinn stafar af sveigju rúmsins umhverfis sólina, en afgangurinn er til kominn vegna jafngildislögmálsins. Úr bókinni Was Einstein Right? eftir C. M. Will frá 1986, bls. 74. Sjá nánari umfjöllun um Einstein og afstæðiskenninguna í seinni hluta þessarar færslu.

Dyson lét ekki sitja við orðin tóm, heldur átti frumkvæðið að því, að Bretar hófu að undirbúa leiðangur til að fylgjast með myrkvanum. Hann fékk Eddington í lið með sér, enda var hann eini maðurinn á Bretlandseyjum, sem hafði full tök á almennu afstæðiskenningunni. Að auk þótti Eddington framúrskarandi stjörnufræðingur.

Þegar upp var staðið, urðu leiðangrarnir tveir:  Eddington fór til eyjarinnar Príncipe fyrir utan versturströnd Afríku, ásamt aðstoðarmanni sínum  Edwin T. Cottingham.  Dyson skipulagði hins vegar leiðangur til Sobral í Brasilíu, en fór ekki sjálfur, heldur sendi þangað tvo aðstoðarmenn, þá Andrew C. D. Crommelin og  Charles R. Davidson.

Crommelin (til vinstri) og Davidson í Sobral í maí 1919. Mynd: Observatório Nacional í Brasilíu.

Búnaðurinn í Sobral, 29. maí 1919. Fremst eru tveir geislabeinar, vélknúnir speglar, sem beina stöðugt ljósi frá næsta umhverfi  myrkvaðrar sólar til láréttu kíkjanna í kofanum.  Viðfangsgler sívalningslaga sjónaukans er 13 þumlungar en aðeins 4 þumlungar í þeim kassalaga. Þegar til kom reyndist sá sjónauki mun betur.

Ein af sólmyrkvamyndunum sem þeir Crommelin og Davidson tóku í Sobral. Bláu örvarnar, sem teiknaðar eru inn á myndina, sýna spá Einsteins um hlutfallslega hliðrun stjarna á hvelfingunni vegna ljóssveigjunnar. Til þess að  örvarnar sjáist nógu vel eru þær hafðar 320 sinnum of langar miðað við stærð sólkringlunnar. Mynd: The Royal Observatory í Greenwich.

Mælingar bresku vísindamanna á ljóssveigjunni við sólmyrkvann 29. maí 1919 tókust bærilega, en úrvinnslan tók umtalsverðan tíma. Af þeim sökum var ekki skýrt frá niðurstöðunum fyrr en tæpu hálfu ári síðar, eða hinn 6. nóvember. Þá var kunngjört, að stefnubreyting ljóssins væri í fullu samræmi við útreikninga Einsteins og almennu afstæðiskenninguna. Fréttin barst eins og eldur í sinu um alla heimsbyggðina og í kjölfarið varð Einstein víðfrægur.

Mikið hefur verið fjallað um sólmyrkvaleiðangrana tvo í ræðu og riti og er ekki ástæða til að endurtaka þær lýsingar hér. Þeim, sem áhuga hafa, má hins vegar benda á eftirfarandi verk, þar sem jafnframt er vísað í frekari heimildir:

 

Fundurinn 6. nóvember 1919

Fundurinn var haldinn á vegum breska vísindafélagsins (the Royal Society) og breska stjarnfræðifélagsins (the Royal Astronomical Society). Samkvæmt prentaðri fundargerð hófst hann á erindum þeirra Dysons, Crommelins og Eddingtons um leiðangrana tvo, mælingarnar og niðurstöðurnar. Eins og áður hefur komið fram taldi hópurinn að mæliniðurstöður væru í fullu samræmi við útreikninga Einsteins.

Að loknum fryrirlestri Eddingtons tók forseti vísindafélagsins, eðlisfræðingurinn J. J. Thomson, til máls og sagði meðal annars:

Eins og getið er um í fundargerðinni, lögðu fleiri orð í belg. Frekari umræður urðu þó að bíða betri tíma, því það var ekki fyrr en í lok apríl 1920 sem ítarleg greinargerð leiðangursmannanna kom loks á prenti:

Í eftirfarandi greinum má finna frekari umfjöllun um bakgrunn þessa mikila ævintýris, mælingarnar sjálfar og nákvæmni þeirra:

Í þessu sambandi má einnig mæla með eftirfarandi yfirlitsgrein. Hún fjallar um söguna að baki hugmyndarinnar um sveigju ljóss í þyngdarsviði og beinar afleiðingar hennar, hinar svokölluðu þyngdarlinsur:

 

Fréttaflutningur og viðbrögð

Fréttir af fundinum 6. nóvember birtust strax daginn eftir í Lundúnablaðinu The Times undir fyrirsögninni REVOLUTION IN SCIENCE. Af einhverjum enn óútskýrðum ástæðum hratt umfjöllunin af stað skriðu blaðagreina, bæði heima  og erlendis.  Blaðamenn og allur almenningur varð strax hugfanginn af persónu Einsteins og hugmyndum hans um rúm, tíma og þyngd. Á örfáum vikum öðlaðist hinn fertugi eðlisfræðiprófessor heimsfrægð og enn þann dag í dag er hann talinn einn mesti hugsuður allra tíma.

Fyrirsagnir frétta af fundinum í London. -  Til vinstri: Frétt Lundúnablaðsins The Times frá 7. nóvember. Til hægri: Frétt The New York Times frá 10. nóvember.

Þessi fræga mynd birtist fyrst í tímaritinu The Illustrated London News, hinn 22. nóvember 1919. Hún gefur dágóða lýsingu á því helsta, sem tengist sólmyrkvamælingunum 29. maí sama ár. Grunnmyndin sýnir sjónaukana í Sobral (í kofanum neðst til vinstri) og hvernig þyngd sólar sveigir ljósgeisla frá fjarlægri stjörnu. Til hægri er sýnt efst, hvernig sveigjuhornið er mælt. Fyrir miðju sést braut almyrkvans. Þar fyrir neðan er ljósmynd af kórónu sólar.

Mynd af Einstein á forsíðu þýska blaðsins Berliner Illustrirte Zeitung, 14. desember 1919. Undir myndinni stendur: Eine neue Grösse der Weltgeschichte: Albert Einstein, dessen Forschungen eine völlige Umwälzung unserer Naturbetrachtungen bedeuten und den Erkenntnissen eines Kopernikus, Kepler und Newton gleichwertig sind.

Nánari umfjöllun um fyrstu viðbrögðin við niðurstöðum sólmyrkvamælinganna og kenningum Einsteins má meðal annars finna í eftirfarandi ritsmíðum:

 

Fréttirnar berast til Íslands

Frásagnir af fundinum í London bárust tiltölulega fljótt til Íslands í gegnum Danmörku og 19. nóvember 1919 mátti lesa eftirfarandi smáfrétt á síðu 2 í dagblaðinu Vísi:

Önnur dagblöð fylgdu fljótlega í kjölfarið með sömu frétt og 5. desember birti Morgunblaðið svo greinina Byltingar í heimi vísindanna. Um var að ræða endursögn á grein úr danska dagblaðinu Politiken frá 18. nóvember (sem aftur byggði umfjöllun sína á greinum The Times).

Upphafið á umfjöllun Morgunblaðsins hinn 5. desember 1919.

Síðar í greininni segir:

Þó hefir sú staðhæfing Einsteins vakið mesta athygli að hægt er að vega sólarljósið. En þó hefir það verið sannað meðal annars af tveimur stjörnufræðis rannsóknarnefndum sem athuguðu sólmyrkvan 29.maí sl. ár, bæði í Norður-Brasiliu og á vesturströnd Afríku. Kenningar eða uppgötvanir Einsteins bentu á það, að hreyfing reykistjarnanna væri dálítið frábrugðin því, sem Newton hélt fram. Þetta var sannað hvað braut Merkúrs snerti. En það veittist örðugt að sanna, að ljósið fylgdi öðrum reglum en þeim sem Newton hafði fundið. En meðan á sólmyrkvanum stóð, ljósmynduðu menn margar þær stjörnur, sem senda ljós sitt mjög nærri sólinni til jarðarinnar. Þá kom það í ljós, að geislar þesara stjarna, sveigðust mikið að sólinni um leið og þeir fóru fram hjá henni, vegna aðdráttarafls hennar. Þyngdarlögmál Newtons og yfirhöfuð allar kenningar hans raskast töluvert við þetta.

Á næstu árum var talsvert fjallað um Einstein í íslenskum blöðum og tímaritum. Mest voru það frásagnir af manninum sjálfum, skoðunum hans, yfirlýsingum og athöfnum. Slíkur fréttaflutningur hélt áfram áratugum saman, en inn á milli birtust einnig ritsmíðar þar sem reynt var að útskýra kenningar meistarans í einföldu máli. Frekari umfjöllum um þetta efni má finna í eftirfarandi greinum:

Á tímabilinu 1905 til 1930 virðast þeir Ólafur Dan Daníelsson. stærðfræðingur og Þorkell Þorkelsson eðlisfræðingur hafa verið einu Íslendingarnir, sem gerðu heiðarlega tilraun til að setja sig inn í afstæðiskenninguna, Ólafur í kennilega þáttinn og Þorkell í athuganir og mælingar. Aðrir höfðu og sennilega ekki þá kunnáttu sem til þurfti. Hér sjást þeir félagar á mynd Ólafs Magnússonar frá 1922, Þorkell til vinstri og Ólafur til hægri.

 

About Einar H. Guðmundsson

Prófessor emeritus við Háskóla Íslands - Tölvupóstfang: einar@hi.is - Vefsíða: https://notendur.hi.is/einar/
This entry was posted in Eðlisfræði, Stjörnufræði, Tuttugasta öldin. Bookmark the permalink.