Testy doświadczalne ogólnej teorii względności: Różnice pomiędzy wersjami

Ugięcie światła w polu grawitacyjnym Słońca
(Precesja peryhelium orbity Merkurego)
(Ugięcie światła w polu grawitacyjnym Słońca)
 
==Klasyczne testy==
W 1916 Albert Einstein zaproponował trzy testy ogólnej teorii względności, w następnych latach nazywanenazwane '''klasycznymi testami ogólnej teorii względności''':
 
# precesje peryhelium orbity Merkurego
 
Ruch innych planet również wykazuje precesje perihelium orbity, jednak z uwagi na odległość od Słońca w jakiej się znajdują jak również ich okresy orbitalne, precesja jest mniejsza i została zaobserwowana na długo po odkryciu precesji peryhelium Merkurego. Na przykład precesja peryhelium Wenus i Ziemi zgodnie z ogólną teorią względności wynosi odpowiednio 8.62″ i 3.84″ (sekund lukowych) na wiek. Obie wartości zostały zmierzone z wynikiem zgodnym z teorią. Wykonano również pomiary ruchu [[Apsyda (astronomia)|perycentrum]] w układzie pulsarów podwójnych [[PSR B1913+16|PSR 1913+16]] z wartością 4.2º na rok. Jest to wynik spójny z przewidywaniami ogólnej teorii względności. Istnieje także możliwość wykonania pomiarów dla układów gwiazd podwójnych, które nie zawierają ultra gęstych gwiazd (takich jak pulsary), jednakże w przypadku takich obserwacji pozostaje problem dokładnego modelowania klasycznych zjawisk - na przykład prawidłowa interpretacja pomiaru wymaga dokładnej znajomości momentów pędu gwiazd względem ich płaszczymy orbitalnej. Dla kilku układów gwiazd np. [[DI Herculis]] takie pomiary zostały wykonane w ramach testów ogólnej teorii względności.
 
===Ugięcie światła w polu grawitacyjnym Słońca===
[[File:1919 eclipse negative.jpg|right|thumb|150px|Jedna z fotografii wykonana przez [[Arthur Stanley Eddington|Eddingtona]] w 1919 podczas [[zaćmienie Słońca|zaćmienia Słońca]] w ramach obserwacji mających na celu wykrycie ugięcie światła w polu grawitacyjnym.]]
 
[[Henry Cavendish]] w 1784 (w nieopublikowanej pracy) i [[Johann Georg von Soldner]] w 1801 (w pracy opublikowanej w 1804) zwrócili uwagę, że z newtonowskiej teorii grawitacji wynika ze światło zakrzywi się w polu grawitacyjnym. W 1911 Einstein powtórzył obliczenia Solder'a z takim samym wynikiem bazując jedynie na zasadzie równoważności. Natomiast w 1915 w trakcie pracy nad ogólną teorią względności Einstein zauważył, że jego wynik (a tym samym również Solder'a) stanowi zaledwie połowę poprawnej wartości. Einstein jako pierwszy
wykonał prawidłowe obliczenie w oparciu o ogólną teorie względności.
 
Pierwsze testy ugięcia światła w polu grawitacyjnym polegały na obserwacji zmian położenia [[gwiazda|gwiazd]] na [[Sfera niebieska|sferze niebieskiej]] w pobliżu Słońca. Obserwacje zostały wykonane przez [[Arthur Stanley Eddington|Arthura Eddingtona]] i jego współpracowników podczas całkowitego zaćmienia Słońca 29 maja 1919 roku, które pozwoliło zaobserwować położenie gwiazd w pobliżu Słońca (podczas [[zaćmienie Słońca 29 maja 1919|zaćmienia 29 maja 1919]] w [[Gwiazdozbiór Byka|konstelacji Byka]]). Obserwacje zostały wykonane jednocześnie w miastach [[Sobral, Ceará]], Brazil i w [[Sao Tomé i Príncipe]] na zachodnim Wybrzeżu Afryki. Ich pozytywny rezultat został uznany za spektakularny, a informacja o nim pojawiła się na pierwszych stronach większości ówczesnych gazet. W skutego tego Einstein wraz ze swoją teorią stał się sławny na skale światową. Kiedy został zapytany przez swojego asystenta jak zareagowałby na wieść, że obserwacje Eddigntona i Dysona z 1919 nie potwierdziły jego teorii, Einstein zażartował: "Byłoby mi naprawdę przykro drogi panie. Teoria byłaby mimo wszystko prawdziwa."
 
Jednakże dokładność wczesnych pomiarów była niewielka. Niektórzy twierdzili, że obserwacje Eddinghtona mogły być [[Efekt potwierdzenia|stronnicze]] i obciążone [[Błąd pomiaru|błędami systematycznymi]]. Natomiast współczesne analizy danych Eddingtona sugerują, że pomiary były dokładne. Obserwacje zostały powtórzone przez badaczy z [[Obserwatorium Licka|Lick Obserwavtory]] podczas zaćmienia w 1922 z rezultatem zgodnym z tym który otrzymano w 1919. W następnych latach tego rodzaju obserwacje były powtarzane kilkukrotnie, na przykład w 1953 przez astronomów z [[Obserwatorium Yerkes|Yerkes Obserwavtory]] i w 1973 przez grupę z [[University of Texas at Austin|Univesity of Texas]]. Tego rodzaju pomiary byłby obciążone znaczną niepewnością przez blisko pięćdziesiąt lat do czasu gdy zaczęto przeprowadzać pomiary w [[Radioastronomia|częstotliwościach radiowych]]. [[Pierścień Eisensteina]] jest przykładem ugięcia światła pochodzącego z odległych galaktyk w polu grawitacyjnym bliższych obiektów.