Solformørkelsen, der ændrede verden - var det fup eller fakta?
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Solformørkelsen, der ændrede verden - var det fup eller fakta?

Eureka-øjeblikke er den slags historier, som aviser altid har levet af. Sådan var det også i 1919, da New York Times den 10. november blev en smule tabloid og bragte overskriften 'Light all askew in the heavens ... Einsteins theory triumphs'.

Anledningen var den nok mest berømte solformørkelse nogensinde. Den blev observeret af to hold forskere under ledelse af den britiske fysiker Arthur Stanley Eddington. Verdens konklusion dengang var, at Einsteins relativitetsteori var blevet endeligt bevist i løbet af ganske få minutter under en solformørkelse den 29. maj. Fra det øjeblik var Einstein en berømthed. Relativitetsteorien fik medvind.

I dag ved vi, at teorien holder vand, men forskere verden over diskuterer stadig, om Eddington bare var heldig at sætte sin lid til relativitetsteorien og tilpasse sine data til at bevise den.

En af de mest toneangivende kritikere i nyere tid er nok fysikeren Stephen Hawkins, der i sin bog 'Brief History of Time' direkte skriver om Eddington og hans kolleger:

»Deres resultater var enten rent held eller en konsekvens af, at de vidste præcis, hvilke resultater de ønskede at frembringe.«

Ligesom mange andre forskere, så kritiserer Hawkins 1919-eksperimentet for at være fyldt med fejl. Men så enkelt kan historien om 1919-eksperimentet ikke fortælles. Og skal vi starte et andet sted, så anerkender selv kritikerne Eddington og hans forskerholds vilje og opfindsomhed. Så hvad gik eksperimentet egentlig ud på?

Bevis kunne dæmpe krigstrommerne

Einsteins første relativitetsteori i 1911 forudså ligesom Newton, at lys ville blive afbøjet af tyngdekraften, og han beregnede, at Solens afbøjningen af lys fra en stjerne observeret fra Jorden ville være 0,87 arc-sekund, svarende til vinklen på en retvinklet trekant med en højde på en tomme, og en længde på 1,9 mil. For at bevise sin påstand opfordrede han faktisk astronomer til at drage ud og observere en solformørkelse for at bevise påstanden, men hvis dårligt vejr og Første Verdenskrig var godt for noget, så var det, at de to faktorer forhindrede ekspeditionerne.

I 1916 opdagede Einstein nemlig, at lysets afbøjning - som det var forudsagt af Newton - ikke var korrekt. En yderligere faktor spillede ind, nemlig at Solen også krummer den såkaldte rumtid, og det får afbøjningen af lyset til at være dobbelt så stor, som Newton forudså - faktisk 1,75 arc-sekund.

Læs også: Uden Einstein ingen præcise GPS’er

I Storbritannien vakte den teori stor interesse hos Eddington, og netop hans entusiasme omkring Einsteins teori har senere givet bagslag i form af beskyldninger om, at han var farvet af sin stærke tro på den. Et andet argument fra kritikerne er, at Eddington var pacifist, ligesom Einstein, og så en politisk interesse i, at Storbritannien gav en tysk fysiker anerkendelse, da det måske ville bløde op for spændingerne mellem de to lande oven på Første Verdenskrig.

Den perfekte solformørkelse

Eddington samarbejdede med astronomen Frank Watson Dyson, der også var direktør for Royal Greenwich Observatory, og de opdagede, at en solformørkelse i 1919 var særlig gunstig for at bevise eller modbevise Einsteins teori.

Solformørkelsen i 1919 ville nemlig bringe den klare stjernehob Hyaderne til at placerer sig lige omkring Solen. Deres plan var at tage et billede af stjernehoben under solformørkelsen, og sammenligne med et billede taget af stjernehoben om natten. Hvis Einsteins teori var korrekt, ville stjernerne befinde sig markant længere væk fra Solen på billedet taget under solformørkelsen på grund af tyngdekraften og forskydningen i rumtiden.

Hverken ekspeditionen eller den efterfølgende data-analyse var dog uden problemer. Den stadigt rasende verdenskrig var ved at forhindre ekspeditionen, men i november 1918 holdt skyderierne op, og Eddington kunne drage af sted mod den lille ø Principe vest for Vestafrika, mens et andet hold tog til Sobral i det nordlige Brasilien.

Ligesom et utal af astronomer har gjort gennem tiden, så bandede Eddington, da tykke skyer samlede sig foran Solen, lige da solformørkelsen gik i gang. Men i de sidste minutter af formørkelsen kom Eureka-øjeblikket: Skyerne åbnede sig og gjorde det muligt at tage billeder af de klareste stjerner i Hyaderne.

I Brasilien var vejret derimod skyfrit, men deres hovedinstrument var gået i stykker, så astronomerne lagde vægt på at tage billeder gennem en fire-tommers linse. Det gjorde billedfeltet så smalt, at de kun kunne fotografere enkelte af stjernerne i Hyaderne.

... Og de ventede på natten

Astronomerne i Brasilien fik deres fotografier i kassen, men de måtte blive siddende på deres post og vente i flere måneder. For at have et sammenligningsgrundlag måtte astronomerne nemlig vente på, at Hyaderne og Solen havde bevæget sig langt nok fra hinanden til, at et billede om natten var muligt.

Eddington og hans hold på øen Principe gad dog ikke vente. Da deres solformørkelse skete midt på dagen, skulle de nemlig vente næsten et år, før de kunne tage et natbillede. I stedet havde Eddington taget et billede af Hyaderne fra et sted i Storbritannien før sin afrejse.

Sammenligninger af billeder taget på forskellige tidspunkter og på forskellige lokaliteter bidrog kun til de mulige fejlkilder, og den lange tid mellem de to observationer kunne i sig selv give en forskydning af stjernerne. Heldigvis var der en nem måde at adskille forskydninger som følge af ændret afstand og som følge af Solens afbøjning. Solens afbøjning af lyset vil nemlig komme størst til udtryk ved stjerner tæt på Solen, mens ændringer i afstanden vil skabe størst ændringer ved stjerner længere væk fra Solen.

'Det er virkelig omfattende, uhåndgribeligt og svært'

Vel hjemme i Storbritannien igen begyndte Eddington at analysere de foreløbige data fra hans egen mission, og resultatet var nedslående. Kun to fotografier kunne bruges, og hver indeholdt de kun fem stjerner. I september løftede Eddington sløret offentligt for de foreløbige resultater og erkendte, at det så ud til, at afbøjningen af lyset hverken støttede Newtons eller Einsteins teori, men placerede sig lige imellem dem. Han var nødt til at få resultaterne fra Brasilien-ekspeditionen for at sammenligne.

Selvom hovedinstrumentet på Brasilien-ekspeditionen ikke virkede, så brugte astronomerne det alligevel til at tage billeder, og de fotografier støttede faktisk fuldt ud Newtons teori. Netop det faktum er et af kritikernes stærkeste argumenter for, at Eddington manipulerede med data til fordel for relativitetsteorien. Men flere studier, herunder et udført af fysiker Daniel Kennefick fra University of Arkansas, peger på, at Eddington slet ikke tog beslutningen om at droppe fotografierne taget med hovedinstrumentet fra Brasilien-ekspeditionen. Den beslutning blev alene taget af ekspeditionsleder Frank Dyson, der også foretog analyserne.

Fotografier fra fire-tommers linsen gav derimod resultater, der passede fuldstændig overens med relativitetsteorien. Og Dyson var i øvrigt meget skeptisk over for relativitetsteorien. I et brev til direktøren for Yale-observatoriet i 1920 skrev han om resultaterne:

'De (resultaterne red.) står i modstrid til mine forventninger, men siden vi har fået dem, så har jeg forsøgt at forstå hele relativitets-tingen, og det er virkelig meget omfattende, omend uhåndgribeligt og svært,' skrev han.

Historien gav dem ret

I 1922 forsøgte Dyson at gentage forsøget under en solformørkelse, men tykke skyer gjorde det umuligt. En gruppe fra det såkaldte Lick Observatory lykkedes dog, og fik resultater, der bekræftede Eddingtons. Siden har flere ekspeditioner bekræftet relativitetsteorien, og den sidste professionelle ekspedition blev udført i 1973 af et hold fra University of Texas. Siden 1973 har radio-astronomer kunne bevise teorien ved at observerer Solens afbøjning af lys fra kvasarer.

Royal Greenwich Observatory gennemførte faktisk en moderne analyse af Eddington og Dysons data i 1979, og kom til den konklusion, at de - trods fejlkilder - med en vis rimelighed kunne tillade sig at konkluderer, at Einstein havde ret.

Fortalerne og kritikerne strides dog stadig, men uanset om Eureka-øjeblikket - der blev til overskrifter i alverdens historier - var et sats fra Eddingtons side, så gjorde det Einstein og hans relativitetsteori verdenberømt.

Tænk over det, mens du skuer mod himlen og ser Solen forsvinde.

KIlder: Wired, Nature, New York Times, London News, og feature article af Daniel Kennefick "Testing relativity from 1919 eclipse - a question of bias"

Emner : Solen
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"For at bevise sin påstand opfordrede han faktisk astronomer til at drage ud og observere en solformørkelse for at bevise påstanden, men hvis dårligt vejr og anden verdenskrig var godt for noget, så var det, at de to faktorer forhindrede ekspeditionerne."

Det er altså 1. Verdenskrig, der forhindrede ekspeditionerne, og ikke 2. Verdenskrig. 1. Verdenskrig fandt sted i årene 1914-1918 og 2. Verdenskrig i årene 1939-1945. Det skal man altså vide.

  • 3
  • 9

Jeg hører til dem, der foretrækker at sende en mail direkte, hvis der er dumme fejl i en artikel.

MEN morsomme fejl, som de ovennævnte, kunne nemt være undgået, hvis du have taget en kop kaffe, gået en tur ud i den friske luft ... OG SÅ læst artiklen igennem igen kritisk, inden du trykker på 'send'. Du kunne også få en god kollega til at læse den igennem - det er nok det allerbedste råd.

Og der er jo mildest talt ikke tale om 'breaking news', hvor der måske ikke er mulighed for korrekturlæsning i første udgave.

Tro mig, jeg har lært det på den 'hårde måde', og jeg bruger ALTID ovenstående metode, når jeg har skevet professionelle tekster, og jeg har insisteret på, at mine medarbejdere har gjort det samme.

  • 5
  • 1

Umiddelbart ja, men Kennefick henviser specifikt til året 1916. Jeg kan forestille mig, det er fordi einstein godt nok offentliggør relativitetsteorien lige inden årsskiftet, men først udregner solens afbøjning i 1916.


Nej. Kennefick refererer fejlagtigt til Einsteins artikel i ”Annalen der Physik” fra 20. marts 1916 med titlen ”Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie”, som er Einsteins første sammenskrivning af teorien.

Den almene relativitetsteori blev offentliggjort drypvis i 4 artikler den 4. november 1915, 11. november 1915, 18. november 1915 og 25. november 1915 i ”Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Preussische Akademie der Wissenschaften”.

Schwarszchild offentliggjorde sin løsning allerede 13. januar 1916 og refererer til Einsteins artikel fra 18. november 1915, der har titlen:

”Erklärung des Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Relativitätstheorie” og hvor Einstein efter skitsering af udregningen af lysafbøjningen bl.a. skriver:

Ein an der Oberfläche der Sonne vorbeigehender Lichtstrahl soll eine Ablenkung von 1,7“ (statt 0,85“) erleiden.

  • 2
  • 0

Den/de solformørkelser artiklen omtaler blev ikke et bevis for Einsteins teori, men derimod at det var rigtigt hvad Newton sagde.

Einstein er en dværg der står på skulderen af en kæmpe.

Ikke omvendt.

  • 0
  • 7

Vil sige: Godt arbejde, Djursing. Interessant og læsevenlig artikel.

Helt enig, men med hensyn til den teoretiske udregning af lysafbøjningen er Djursing blevet vildledt, for Daniel Kennefick (som er oplægget) kan umuligt have læst Einsteins oprindelige afhandlinger, når han i artiklen Testing relativity from the 1919 eclipse - a question of bias skriver:

In 1916, after he had developed the final version of his theory of general relativity, Einstein realized that there was an additional component to the light-deflection effect caused by the way that the Sun’s mass curves spacetime around itself.

Det er helt forkert. Der er ikke tale om en tilføjelse. Som jeg skrev ovenfor, offentliggjorde Einstein både den ændrede lysafbøjning og Merkurbanens periheldrejning som den tredje af de oprindelige fire afhandlinger om almen relativitetsteori i 1915.

Her er links til alle Einsteins 4 originale artikler fra 1915:

_4 november 1915: Zur allgemeinen Relativitätstheorie
11 november 1915: Zur allgemeinen Relativitätstheorie (Nachtrag)
18 november 1915: Erklärung der Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Relativitätstheorie
25 november 1915: Die Feldgleichungen der Gravitation

Midt på side 834 i artiklen fra 18. november 1915 står bemærkningen om den dobbelte lysafbøjning:

Ein an der Oberfläche der Sonne vorbeigehender Lichtstrahl soll eine Ablenkung von 1,7“ (statt 0,85“) erleiden.

Dyson , Eddington og Davidson’s originalartikel med titlen A Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field, from Observations Made at the Total Eclipse of May 29, 19199 er også spændende læsning.

Bemærk den fordomsfri indledning, hvor de skriver, at de vil undersøge de 3 alternativer:

1) Ingen lysafbøjning
2) Lysafbøjning efter Newton (0,87”)
3) Lysafbøjning efter Einstein (1,75”)

Det peger i retning af, at de ville finde fakta.

  • 4
  • 1

Kunne vi dog ikke slippe for alle de der "Jeg ved hvornår, hvordan man staver til osv" fra personer, der skal booste deres ego, men ikke orker at læse debatreglerne:

Fx

"Indlæg skal holdes i en sober tone og på et fagligt niveau - og derigennem bidrage til en saglig og konstruktiv debat."

og

"Henvendelser om stavefejl og lignende, der ikke er kommentarer til artikler, skal sendes direkte til journalisten ved at klikke på vedkommendes navn øverst i artiklen."

Jeg har ofte kontaktet journalisterne her og i andre medier om den slags småting, fået et venligt svar og en rettelse, ingen forstyrrende spam i debatten.

Jeg kan klart anbefale det

  • 3
  • 1