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1919年5月29日， 一次非比尋常的日全食觀測，令愛因斯坦的名字與其廣義相對論轟動全世界。
1911年，在廣義相對論發表前四年，愛因斯坦已預測光並不是永遠直線行走,而是當光經過具質量的物體時，因其重力改變空間而令光走曲線。愛因斯坦甚至計算出一顆遙遠的星光從太陽旁邊經過時其行走路線的曲率是什麼。 要觀測這個現象，由於一般物體造成的空間彎曲大小， 只有在日全食時觀察從太陽旁邊經過的星光，才能借助太陽重力所造成的空間彎曲實驗出星光曲折的幅度。
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太陽重力所造成的空間彎曲實驗出星光曲折的示意圖
Copyright: ESA
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1914年，一隊德國天文學家曾計劃前往西伯利亞觀測日全食驗證愛因斯坦預測的光線曲率，可是第一次世界大戰爆發令這些天文學家成了蘇俄的階下囚。結果這項實驗要待到1919年一戰結束以後，英國皇家天文學家愛丁頓(Sir Arthur Stanley Eddington)計劃了一次周詳的日全食考察團，破天荒為測量一名德國人預言的神奇現象而遠征西非外海小島普林西比（Principe)。
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1919年愛丁頓觀測日全食時量度到星光經過太陽附近會偏折
Credit: Illustrated London News
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在現今資訊發達交通便捷的時代，人們要前往任何地方觀看日全食可謂全不費功夫。相比起百年前，在一次大戰後百廢待興的時間，在科學資源貧乏物流交通有限的時代，在觀測儀器和攝影技術相當簡陋的時代，在極炎酷的天氣和支援配套欠缺的地方，愛丁頓的日食考察團較我們能想像的更為艱巨。然宜萬全的準備工作和充沛的財力也並不保證能觀測成功，因為當萬事俱備就在日全食要發生之前，普林西比的天氣不似預期，老天給愛丁頓團隊開的考驗可真不小。幸運地，這次全食的時間差不多長逾7分鐘，在生光前的關鍵時刻雲層終於開始變薄，照片拍到了全食時的太陽和在背景的金牛座畢宿星團。
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1919年日全食的負片照
Copyright: Royal Astronomical Society
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經過數個月的相片沖曬及圖像分析處理， 觀察結果發現太陽附近的星光的確發生了偏折。 1919年11月6日， 愛丁頓在皇家學會公佈了研究結果，星光受太陽重力的影響折曲的幅度與廣義相對論計算結果吻合，宣布經典力學的重力理論與實驗結果不相符。 這個轟動世界的事件讓愛因斯坦和他的廣義相對論登上各大報紙頭條，世人都開始知道了這位一代偉大科學家的名字。現今我們稱這種由大質量天體來偏折光線的情況為重力透鏡效應(gravitational lensing)，並成為了探索宇宙的新利器。
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令愛因斯坦舉世知名的愛丁頓，1930
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2019年是愛丁頓觀察日全食驗證廣義相對論的一百週年，適逢國際天文聯會成立一百年， 國際之間已組織了很多教育活動和科普活動，讓世人認識這個改變了人類認識宇宙的重要事件。
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延伸閱讀：
從証實重力波的存在看廣義相對論經典實驗
http://www.hokoon.edu.hk/weeklysp/1609_3.html
宇宙漣漪—重力波
http://www.hokoon.edu.hk/weeklysp/1607_2.html
天文統籌
許浩強老師 |
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