第4章　爱因斯坦的望远镜

1914年8月,一个由德国天文学家欧文·弗罗伊德里希(Erwin Freundlich)率领的勇敢(且命运多舛)的观察小组,启程前往俄国克里米亚半岛,预备在那里的一个有利观测地点进行一次日食观测。他们希望能首次发现引力透镜效应,并由此证实爱因斯坦的广义相对论对太阳质量会扭曲时空的预言。根据爱因斯坦理论,由太阳产生的时空凹陷会像透镜一样,干扰我们对远方恒星的观察。尤其是那些在我们看起来几乎和太阳重叠的恒星,它们的影像将偏离原先的位置。当然,遥远的恒星本身是不会移动的,但它们发出的光线,将在太阳引起的空间凹陷中沿着弯曲的轨迹运行,从而改变了恒星影像的位置。如图4—1所示。由于耀眼的阳光会掩盖它附近所有昏暗的恒星光线,这种偏移通常是无法看到的。(尽管作为一个乐观的理论物理学家,爱因斯坦曾经写信给拥有当时最大望远镜的加利福尼亚州威尔逊山天文台(Mount Wilson Observatory)的主任,询问他们是否可以找到一些技巧来克服这一困难1,但得到的却是一个非常明确的否定答案。)因此,观察这些恒星的唯一机会就是在日食发生时,当太阳的光芒暂时被月亮所遮挡,这些恒星才能进入我们的视野。

不幸的是,在弗罗伊德里希和他的团队抵达俄国时,刚好是第一次世界大战爆发的时候。他们被俄国士兵俘虏,根本不可能完成他们的使命。后来想来,这对爱因斯坦和他新发展的理论而言未必不是一件好事。事实上,在1914年,广义相对论仍是一个发展中的理论,而且爱因斯坦当时的计算结果也差了一个系数2——他还没有认识到空间本身也是弯曲的。根据他的预测,由于太阳质量的影响,光线只能发生角度很小的偏转。因此,如果弗罗伊德里希的探险队成功的话,他们的观测结果将偏离理论的预测值,从而很有可能强烈打击人们对这一革命性新理念的支持。革命从来不是一帆风顺的,但这一次至少没造成什么伤害——探险者和新理论都幸存了下来。2天文学家们在被捕一个月后安全回家,而理论则在1915年11月15日最终定稿,并做出了正确的预言。