103年前，日全食可验证广义相对论，但被一战打乱！却拯救了爱因斯坦

1905年，爱因斯坦发表了《狭义相对论》。但很快，爱因斯坦发现自己的新理论只适用于匀速运动的惯性系中，而真实世界并不是匀速运动的，而且他还发现狭义相对论并不能解释牛顿的万有引力定律，这就让爱因斯坦陷入烦恼之中了。

爱因斯坦一直寻求解决《狭义相对论》缺陷的办法。从1907年到1911年，爱因斯坦一直致力于如何把万有引力纳入到相对论中。他曾这样思考，如果把引力的本质描述为时空弯曲会怎样？如果空间是弯曲的，那么在弯曲的空间周围射过一条光线，按照自己的理论，这条光线就是弯曲的。爱因斯坦意识到自己揭开了宇宙的神秘面纱。但是该怎么证明自己的新理论呢？ 生活中的物体质量太小了，根本不足以达到弯曲光线的程度。那么找什么物体才合适呢？对，这就是太阳！

如果太阳背后的星体发出来的光线经过太阳周围时被弯曲了，那么这就表明自己的理论是正确的。但是该怎么观察呢，太阳实在是太亮了，除非有物体遮住太阳。所以爱因斯坦认为只有日全食的时候才能证明自己理论的正确性。

爱因斯坦提出有质量的物体可以弯曲周围的时空这一结论是在1912年，而下一次日全食则是在1914年8月21日。于是爱因斯坦给全球著名的天文台写信寻求帮助，希望他们可以去拍摄日全食的照片，然后分析日全食时太阳背后的天体光线的偏移位置以验证自己的理论。几个月过去了，天文台对爱因斯坦的来信保持了沉默，或许天文学家都太忙了。但幸运的是，爱因斯坦的寻求信得到了柏林天文台的一位年轻助手的回应，这就是欧文芬利。他们立即组成了观测队，其中包括来自美国著名天文学家威廉坎贝尔。他们发现1914年8月21日的日全食最佳观测地段位于俄国的克里米亚半岛。于是德国天文学家欧文芬利和美国天文学家威廉坎贝尔去了俄国。

但是很不幸，在日全食将要来临的一个月内，世界第一次大战爆发了！德皇对俄国宣战，这让爱因斯坦很是焦急，自己不知道远在俄国观测日全食的那群天文学家到底怎么样了？会不会因为战争而影响到证明自己理论正确性的进度。可怕的事发生了，俄国军人搜查了在克里米亚半岛观测日全食的这群天文学家，但这并非是致命性的打击，因为威廉坎贝尔是来自保持中立的美国，他并没有被逮捕，而作为德国人的欧文芬利则以间谍罪被捕入狱。此时只剩威廉坎贝尔留下来观测日食，但日全食当天的空中却聚焦了乌云，最后所有观测仪器还被俄国人没收。就这样，第一次证明相对论正确性的机会就在指尖溜走了！

爱因斯坦很是苦恼，证明自己的机会就这样溜走了。可很快，爱因斯坦发现自己的理论有数学错误，如果上次日全食真的观测成功了，那么按自己原先的理论算出来的光线偏折只是观测数据的一半。就这样，爱因斯坦因祸得福，因为自己的职业生涯得到了挽救。爱因斯坦接下来致力于寻找数学工具来完善自己的理论，也就是建立广义相对论的引力场方程式。

事实上，爱因斯坦的数学功底相对于当时的数学家来说是逊色的，他曾经把自己在建立引力场方程中遇到的问题演讲给科学界人士，而观众席上就有大名鼎鼎的数学家希尔伯特。在希尔伯特看来，这完全是个纯数学问题，并认为自己可以解决这个问题。这时候爱因斯坦有了紧迫感，他和希尔伯特争分夺秒，看谁可以提前发布广义相对论的引力场方程。这时候爱因斯坦发现，自己的新理论隐藏在一个困扰众多天文学家的谜题中，按照牛顿力学，水星的运行轨道是规则的，但是观测事实却表明水星运行轨道偏离了公转轨道，这就是著名的水星进动现象。而爱因斯坦认为，自己的引力理论完全可以解释水星进动现象。1915年，爱因斯坦和希尔伯特几乎同时得到了广义相对论的引力场公式，而希尔伯特却很大度的把这一结果承让给了爱因斯坦。

爱因斯坦的引力场方程

第二年，爱因斯坦完整发表了广义相对论，并给出了太阳背后天体光线的偏移程度。接下来就是寻找下一次日全食喽！天文学家发现，下一次日全食将在1919年5月29日的西非上演，于是大家就在静静的等待着，而此次观测任务由著名天文学家爱丁顿带队，并成为这次观测日全食的决定性人物。1919年5月29日，爱丁顿成功拍摄了日全食及其背后天体光线的照片。经过几个月的数据分析，爱因斯坦的引力方程预言的太阳弯曲了周围空间并导致其光线偏移的数据完全符合观测数据。就这样，爱因斯坦一鸣惊人，这一爆炸消息也得到了媒体的疯狂报道，有人高呼“牛顿错了！”。

爱因斯坦的广义相对论在1919年首次被日全食验证，如今的广义相对论被越来越多的新实验验证了其正确性！