相対性理論のＱ＆Ａ

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一般相対性理論はどうやって証明されたの？

1916年に一般相対性理論が発表されたとき、どうやってその正しさを確かめるのかが問題になりました。光の曲がりを検出できれば、一般相対性理論の正しさは一発で証明できます。 重たい物体が光を曲げるなら、星の近くを通る光の経路は曲がるはずです。 しかし、実際に光が曲がる様子を確かめることは可能なのでしょうか？ 太陽の背後にも恒星があります。太陽は重いので、背後の星から来る光は曲がっているはずですが、太陽は明るいので近くの星の光を確認することはできません。

太陽の近くの星が見えるチャンスが1919年にめぐってきました。皆既日食です。 皆既日食は月によって太陽が隠される現象で昼間でも暗くなります。このとき、太陽の縁近くにある恒星の位置を確かめるのです。

イギリスの物理学者エディントンが、この日食による一般相対性理論の証明を計画し、二手に分かれた観測隊が南太平洋のプリンシペ島とブラジル東岸のシブラルに向かいました。これは悪天候で観測を阻まれるリスクを減らすためです。太陽が完全にかくされる皆既は数分しか続きません。この間に確実に写真を撮るため、入念なリハーサルが繰り返されました。

観測隊が持ち帰ったフィルムは早速調べられ、星の位置が確認されました。

「秒」は角度の単位。1秒は3600分の1度 出典：アインシュタイン丸かじり

予測と観測結果のわずかな違いは誤差の範囲でした。この結果によって、一般相対性理論の正しさが確認されたのです。

この観測結果はイギリスの新聞タイム紙の一面で扱われ、アインシュタインは一般に広く知られるようになりました。このとき、サイエンティフィックアメリカン誌が、一般相対性理論を最も分かりやすく説明した人に賞金を贈るというイベントを行いました。なお、エディントンは、チャンドラセカールのブラックホールのアイデアを却下した人物です。

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