هفتم خردادماه سال ۱۲۹۸ بود و جمعی از دانشمندان انگلیسی تلاش داشتند با کمک آن خورشید گرفتگی نظریه انقلابی تازه‌ای تحت عنوان نسبیت عام را در رابطه با نیروی جاذبه بررسی کنند؛ نسبت عام در واقع زاییده ذهن آلبرت اینشتین بود که در آن زمان هنوز به شهرت نرسیده بود و آنطور که بعد‌ها جوزف جان تامسون فیزیکدان شهیر انگلیسی از آن یاد کرد به عنوان یکی از «بزرگ‌ترین دستاورد‌های اندیشه بشری» شناخته شد. با این حال تا خورشید گرفتگی سال ۱۲۹۸، نظریه نسبیت (که اینشتین در سال ۱۲۹۴ مطرح کرده بود) ثابت نشد.
بعد از ماه‌ها آمادگی، آرتور ادینگتون مدیر رصدخانه کمبریج، تلسکوپ‌ها و تجهیزات عکاسی آن رصدخانه را در جزیره‌ای به نام Principe واقع در سواحل غربی آفریقا مستقر کرد. همزمان ستاره شناس دیگری به نام اندرو کراملین از رصدخانه سلطنتی گرینویچ نیز تجهیزات خود را در شهر Sobral برزیل مستقر کرد.
البته پیشتر دو تلاش ناموفق دیگر برای بررسی نظریه اینشتین انجام گرفته بود و مشخص نبود که این بار هم تلاش اخترشناسان با شکست روبرو می‌شود یا نتیجه دیگری حاصل می‌گردد. در تلاش اول که طی سال ۱۲۹۱ صورت گرفت آب و هوا رو به وخامت گذاشت و تلاش دیگر که قرار بود دو سال بعد از این تاریخ انجام شود به خاطر آغاز جنگ جهانی اول راه به جایی نبرد. اما در خرداد سال ۱۲۹۸ جنگ جهانی تمام شده بود و اخترشناسان خوشبین بودند که سرانجام میتوانند صحت دیدگاه‌های اینشتین را به اثبات برسانند.
مفهومی تازه از فضا، زمان و گرانش
برای بیش از دو قرن مردم جاذبه را به همان شیوه‌ای در نظر می‌گرفتند که نیوتون (از حقایق پشت پرده این اسطوره دنیای علم باخبر شوید) به تصویر می‌کشید؛ نوعی نیروی کشنده میان اشیاء. اما در سال ۱۲۹۴ اینشتین تعریفی تازه برای جاذبه ارائه کرد و از آن نه به عنوان یک نیرو که نوعی خمیدگی یا انحنا در فضا یاد کرد که در نتیجه حضور اجرام بزرگی نظیر ستاره‌ها و سیارات شکل گرفته بود.
البته به تصویر کشیدن چنین ایده‌ای اندکی دشوار بود، اما اینشتین و همکارانش به این نتیجه رسیدند که اگر چنین فرضیه‌ای صحت داشته باشد آنگاه باید اثری قابل اندازه گیری و ساده هم داشته باشد: به بیان دیگر جاذبه باید میتوانست مسیر یک پرتو نوری را به میزانی هر قدر کم تغییر می‌داد.
ما معمولا نور را کاملا بدون وزن در نظر می‌گیریم، اما ماجرا به این سادگی‌ها هم نیست. نور شکلی از انرژی است و اینشتین با معادله مشهور E=mc۲ در سال ۱۲۸۴ نشان داد که انرژی میتواند رفتاری شبیه به جرم را از خود نشان دهد. این درک تازه در کنار کشف خمیدگی فضا بدان معنا بود که پرتو نور باید خم شود؛ به بیان دیگر پرتو نور در واکنش به جاذبه باید مسیری خمیده را طی کند نه مستقیم.
براساس نظریه اینشتین هر توده‌ای (از توپ بولینگ گرفته تا کوهستان و زمین) میتواند پرتو نور را خم کند با این حال اخترشناسان می‌دانستند که تغییر مسیر نور نسبت مستقیم با توده‌ای دارد که باعث این خمیدگی می‌شود. اما آن‌ها برای اندازه گیری انحراف ناچیز پرتوی نور به جرمی بسیار بزرگ نظیر خورشید نیاز داشتند.
تصور کنید پرتویی از نور یک ستاره دور دست به سمت ما در حرکت باشد و در این مسیر با خورشید برخورد نماید. در این صورت جاذبه خورشید باید مسیر نور را کمی منحرف نماید و موقعیت ستاره را اندکی تغییر دهد.
دنیل کنفیک از اخترشناسان و مورخان علوم دانشگاه آرکانزاس در Fayetteville در این رابطه می‌گوید:
اینشتین این مشاهده دقیق را انجام داد که نور باید تحت تاثیر جاذبه قرار بگیرد. این یعنی پرتو‌های نوری اندکی منحرف می‌شوند و ما باید بتوانیم این انحراف را اندازه بگیریم.
اما اندازه گیری این انحراف مسیر، دشواری‌های خودش را دارد. در اغلب زمان‌ها خورشید آنقدر روشن است که به سختی می‌توان ستاره‌های مجاور به آن را مشاهده کرد. اما برای چند دقیقه در طول خورشیدگرفتگی، ماه از زیر نور خورشید بیرون می‌آید و دانشمندان میتوانند از ستاره‌های مجاور به آن عکس بگیرند و موقعیت دقیق شان را مشخص نمایند.
البته خورشیدگرفتگی‌های کامل به ندرت رخ می‌دهند و سالی یکبار آن هم در محدوده بسیار کوچکی از زمین قابل رویت هستند. اما پیچیدگی این مساله زمانی بیشتر می‌شود که بدانیم براساس نظریه اینشتین تنها انحراف کوچکی در نور ستاره‌ای رخ می‌دهد؛ در واقع مثل این میماند که بخواهید از یک کیلومتر آنطرف‌تر عرض یک سکه پنج تومانی را مشاهده کنید. متاسفانه تلسکوپ‌ها و تجهیزات تصویربرداری آن دوران آنقدر هم پیشرفته نبودند که بتوانند چنین انحراف کوچکی را در مسیر نور شناسایی کنند.
آنسوی ابرها، امیدواری
اما آنطور که کنفیک می‌گوید رفتن به موقعیت‌های از پیش تعیین شده برای مشاهده خورشیدگرفتی سال ۱۲۹۸ هم چندان ساده نبود. در آن دوران دست کم به یکسال زمان نیاز بود تا شرایط و تجهیزات لازم برای مشاهده خورشیدگرفتگی تدارک دیده شوند، ضمن اینکه کسی خبر نداشت آینده جنگ چه می‌شود. در آبان ماه ۱۲۹۷ یعنی حدودا شش ماه پیش از خورشیدگرفتگی چیزی نمانده بود که جبر زمانه ادینگتون و کراملین را وادار به لغو برنامه رصد خورشیدگرفتگی کند. کنفیک می‌گوید اگر جنگ یک هفته بعد تمام نمی‌شد آن‌ها احتمالا تسلیم می‌شدند.
در نهایت شرایط جوی هم متغیر بود. در Sobral آسمان صاف بود، اما آسمان Principe ابری بود و زمانی صاف شد که چیزی به پایان خورشیدگرفتگی نمانده بود و ادینگتون و همکارانش تنها توانستند چند عکس از آن بگیرند.
بیشتر بخوانید:تلنگر مهم «اینشتین» در روز‌های پایانی عمرش / بازنگری زندگی!
ادینگتون تلگرافی سه کلمه‌ای برای همکارانش در لندن فرستاد: «آنسوی ابرها، امیدواری».
در طول خورشیدگرفتگی دو هلیوستات با آینه‌های متحرک تصاویر مستقیم از خورشید نقاب دار را روی دو تلسکوپ افقی می‌انداختند. در ادامه عکس‌های گرفته شده از طریق این تجهیزات بررسی می‌شد تا انحراف احتمالی موقعیت ستاره‌ها نسبت به خورشید اندازه گیری شود.
بعد از آنکه خورشید گرفتگی پایان پیدا کرد و اخترشناسان به خانه بازگشتند ماه‌ها زمان سپری شد تا موفق شدند موقعیت‌های دقیق ستاره‌های قابل رویت را در فیلم‌های عکاسی اندازه بگیرند. در نهایت آن‌ها به این نتیجه رسیدند که نور ستاره‌ای تغییر مسیر داده و به اندازه ثابت نظریه اینشتین منحرف شده است.
فرانک دایسون اخترشناس در جریان نشستی مشترک بین جامعه اخترشناسی سلطنتی انگستان و جامعه سلطنتی این کشور که در ۱۴ آبان ۱۲۹۸ خورشیدی در لندن برگزار شد گزارشی از نتایج این بررسی را ارائه کرد. او در این نشست گفت:
تردیدی نیست که بررسی خورشیدگرفتگی پیش بینی اینشتین را ثابت می‌کند.
اینشتین شهرت یافت
نشریه تایمز لندن روز بعد گزارشی از این اتفاق منتشر کرد و دو روز بعد این خبر در نشریه نیویورک تایمز درج شد و اینشتین به چهره‌ای شناخته شده در سطح جهانی بدل گردید؛ و علیرغم پیچیدگی کلی نسبت عام اینشتین، میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از این کشف مطلع شدند.
Kennefick در این رابطه می‌گوید:
این خبر فوق العاده منتشر شد که به یکباره نظریه نیوتن رد شده و جایش را به نظریه فردی ناشناخته به نام اینشتین داده که تا آن زمان نامش هم شنیده نشده بود. نظریه اینشتین هم آنقدر هوشمندانه بود که افراد کمی می‌توانستند آن را درک کنند؛ و این بسیار غم انگیز بود.
در واقع اینطور به نظر می‌رسید که مردم علیرغم پیچیدگی آن نظریه و شاید هم به همین خاطر آن را باور داشتند.
در طول این سالیان مورخان همواره این پرسش را مطرح کرده اند که آیا نتایج آزمایش سال ۱۲۹۸ دقیق بوده اند یا خیر. برخی این فرضیه را مطرح کرده اند که ادینگتون به قدری مشتاق اثبات نظریه اینشتین بوده که دیتای به دست آمده را دستکاری کرده است و چه بسا اطلاعاتی که با این نظریه همخوانی نداشتند را هم حذف نموده. با این حال طبق گفته کنفیک تحلیل‌هایی که یک سال بعد از آن ماجرا روی دیتای رصدخانه صورت گرفته یافته‌های این دو دانشمند را ثابت می‌کند و نظریه اینشتین آزمون بزرگش را با موفقیت پشت سر گذاشت.
در دهه‌های بعد هم نظریه نسبیت عام بار‌ها و بار‌ها با دقتی بیشتر از قبل ثابت شد و به کشفیات مهم از جمله سیاهچاله‌ها و امواج گرانشی منجر گردید.
منبع : دیجیاتو
انتهای پیام/