100年前發生的一次日全食，徹底改變人類對宇宙的認識

一直以來，天文學家觀測到的各種天體運動都在牛頓萬有引力定律的支配之下。甚至，天文學家還通過牛頓的引力理論直接預言了海王星的存在。然而，後來發現的水星近日點進動問題讓天文學家感到不安。

牛頓引力理論的局限性

以太陽作為靜止參照系，水星環繞太陽運動的軌道並非是封閉的。因為受到其他天體引力的作用，水星的近日點在不斷發生變化。根據測量，水星的近日點進動值與牛頓引力理論的預言並不完全一致，兩者相差每世紀43角秒。雖然這個誤差很小，但是不能忽略，一定有其他因素在起作用。

當時天文學家的猜測，水星的軌道之內可能還存在一顆行星，其引力作用使水星的近日點進動出現了異常。這就像由於海王星的存在，導致天王星的運動受到引力攝動。然而，無論天文學家怎樣搜尋，都沒能找到水內行星。

新的引力理論

到了1915年，為了解決引力無法納入狹義相對論框架的問題，愛因斯坦創立了另一種引力理論——廣義相對論。愛因斯坦認為，引力其實是由物體彎曲時空之後產生的幾何效應。質量越大的物體會更加劇烈彎曲時空，使得經過其附近的任何東西（包括光）都要在彎曲的空間中運動，這樣就會表現出引力效應。

愛因斯坦通過計算髮現，廣義相對論可以完美地解釋水星近日點的反常進動現象。除此之外，金星、地球等行星的近日點進動也都完全符合廣義相對論的預言。

此後，愛因斯坦又預言了光經過引力場時，其行進方向會發生偏轉，他計算了光經過太陽邊緣所發生的偏轉角度。雖然牛頓的萬有引力定律也能預言光經過太陽邊緣會有偏轉，但偏轉角度只有廣義相對論預言值的一半。對此，英國天文學家愛丁頓決定用實驗來確定哪個理論預言是正確的，日全食是最好的機會。

星光偏轉實驗

在白天，明亮的太陽會淹沒其周圍的背景星光，所以我們在地球上無法觀測到太陽附近的恆星。但在日全食期間，太陽被月球完全遮擋住時，我們可以觀測到太陽附近的背景恆星。通過拍攝這些恆星，以確定它們在天空中的位置，並將其與在夜空中的位置作對比，這樣就能測出星光經過太陽邊緣時所發生的偏轉角度。

在100年前，也就是1919年5月29日，愛丁頓通過日全食測出了星光偏轉角度，結果證明了廣義相對論的正確性，並且牛頓錯了。不過，愛丁頓的測量誤差其實很大，他誤打誤撞地證實了廣義相對論。但愛丁頓的實驗原理並沒有問題，後來的天文學家通過更為精確的實驗，證實了星光偏轉。

不管怎樣，得益於愛丁頓的觀測結果，愛因斯坦與他的廣義相對論從此享譽世界。廣義相對論徹底改變了人類對宇宙的認識，這個引力理論的預言至今還在不斷得到證實。

愛丁頓是最早接受廣義相對論，並對該理論進行宣傳的物理學家之一。當年，愛丁頓被問及理解相對論的人是否只有三個，他則回答「第三個人是誰？」。

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