I alt 66 billeder taget i løbet af solformørkelsen i 2008 blev stablet og kombineret for at afsløre tilstedeværelsen af ​​137 stjerner, der er synlige i løbet af de få minutters totalitet. Kun et meget lille antal stjerner vil være synlige uden hjælp af kikkert, et teleskop eller fotografering. Billedkredit: Hana Druckmullerova, U ?? pice Observatory og Miloslav Druckmuller.

Amerikas tidligere eclipse fra kyst til kyst næsten bevist Einstein højre

For 99 år siden var den generelle relativitet stadig ikke bevist. I formørkelsen i 1918 ændrede et lille hold amerikanere næsten det.

”Astronomer er meget skuffede, når skyer, når de har rejst halvvejs rundt i verden for at se en formørkelse, forhindrer synet af det; og alligevel ledsager en følelse af lettelse skuffelsen. ” –Simon Newcomb

Det mest massive objekt i vores solsystem er solen; det største objekt i Jordens himmel er Månen. Når den højre himmelkonfiguration finder sted, falder skyggen af ​​Månen på jordens overflade og skaber en total solformørkelse. I totalitetens øjeblikke mørkner himlen, Solens korona bliver synlig, og stjerner vil endda poppe ud i løbet af dagen. Allerede før fremkomsten af ​​moderne teknologi og astronomi med flere bølgelængder var det den ene mulighed for at måle stjerner i nærheden af ​​Solen og teste, om rummet, som Einstein forudsagde, virkelig var krummet af masse. 1918 var sidste gang, der forekom en kyst-til-kyst formørkelse i USA, og det var næsten det første endelige bevis på Einsteins største teori af alle.

En samlet solformørkelse er en af ​​de mest spektakulære seværdigheder på Jorden, og en der undgås det kontinentale USA i næsten et århundrede. På grund af de elliptiske, skrå bane fra solen, månen og jorden, er justeringer, hvor månens skygge passerer over jordoverfladen, sjældne, og forekommer kun cirka en gang om året. På grund af hvor meget større Jorden er end Månen, og hvor fjern Månen er, forekommer en samlet solformørkelse kun over et smalt område af Jorden på et givet tidspunkt. Den 21. august 2017 vil Great American Eclipse forekomme, med en sti af totalitet, der skærer fra Oregon-kysten helt til kanten af ​​South Carolina, og kaster mørke over 14 stater. Selvom lignende formørkelser gentages i cyklusser, har de nedre 48 stater ikke set en samlet solformørkelse, der er gået kyst til kyst siden 1918, hvilket næsten bekræftede Einsteins største teori for hele verden.

Billedkredit: Mir / RSA, 1999, af Månens skygge, der falder på Jorden, under en total solformørkelse set fra rummet.

Tilbage i 1915 fremlagde Einstein kulminationen på et årtiers værd af arbejde: den generelle relativitetsteori. I stedet for Newtons teori om tyngdekraft, hvor massive genstande i afstand fjernede en usynlig øjeblikkelig kraft på hinanden, forudsagde Einstein i stedet, at tilstedeværelsen af ​​stof og energi ville krumme stoffet i rumtiden selv, og hvad vi opfattede som tyngdekraft var kun stof og energi, der følger stien i dette buede rum. Dette var ikke blot en anden måde at se det samme fænomen på, men en ny teori, der gav anledning til et andet sæt forudsigelser for Mercurius bane, sorte huller, et ekspanderende univers og - måske mest spektakulært - bøjning af stjernelys.

Gravitationslinse i galakse-klyngen Abell S1063, der viser bøjning af stjernelys ved tilstedeværelsen af ​​stof og energi. Billedkredit: NASA, ESA og J. Lotz (STScI)

Mens moderne teknologi som Hubble-rumteleskopet har afsløret hundreder af disse gravitationslinser, eksisterede der intet sammenligneligt i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. I stedet blev en smart erstatning sammenkøbt af datidens astrofysikere: da stjernernes positioner var meget velkendte, kunne du observere stjerner tæt på Solen i løbet af dagen, hvor Solens tyngdekraft ville trække på disse lysstråler. Da Einsteins teori og Newtons teori gav forskellige forudsigelser for, hvor meget lys der ville blive bøjet af den ekstra tyngdekraft - med Einstein at forudsige det dobbelte af den newtonske mængde - ved blot at sammenligne observationer i løbet af dagen med dem, der blev taget af de samme stjerner om natten, ville du kunne bevise om Einstein eller Newton havde ret.

Billedkredit: NASA / Cosmic Times / Goddard Space Flight Center, Jim Lochner og Barbara Mattson, via http://cosmictimes.gsfc.nasa.gov/online_edition/1919Cosmic/theory_pred.html.

Selvfølgelig kan du ikke se stjerner i løbet af dagen normalt, da solen er alt for lys. Men under en total solformørkelse blokeres solens lys fra Jorden, dykker dagen ned i mørke og - for mange observatører langs totaliteten - afslører stjerner i løbet af dagen. Einstein redegjorde for sin teori i slutningen af ​​1915, og den næste samlede solformørkelse fandt sted nogle måneder senere, den 3. februar 1916. Der var ikke tid til at organisere en ekspedition på så kort varsel, især med første verdenskrig i fuld gang. Men den næste formørkelse skulle finde sted den 8. juni 1918 og ville være den første chance for at menneskeheden måtte teste Einsteins teori direkte mod Newtons. På et tidspunkt, hvor europæere, ikke amerikanere, var verdens førende inden for videnskab og teknologi, ville dette have været et stort kupp for det videnskabelige samfund.

Stien til den samlede solformørkelse i 1918. Billedkredit: Formørkelse forudsigelser af Fred Espenak, NASAs GSFC.

De relative kredsløb om Solen, Månen og Jorden var blevet kendt så præcist så længe, ​​at forudsigelserne om formørkelsestider og placeringer var kendt for den anden og bedre end en enkelt kilometer. Et team af fysikere blev sendt af US Naval Observatory for at observere formørkelsen, hvor dens varighed (over land) ville være den største: i Baker City i Oregon. Ekspeditionslederen var John C. Hammond, mens hovedfysikeren var Samuel Alfred Mitchell, en ekspert på solformørkelser, der havde observeret (og fotograferet!) Dem i regi af US Naval Observatory siden 1900. Faktisk fotografier af samlede solformørkelser, der går helt tilbage, selv i de langt viste stjerner afsløret i løbet af dagen!

Billedkredit: Chabot Space & Science Center i formørkelsen af ​​1900, via http://science.kqed.org/quest/2011/10/21/seeing-relativity-no-bungees-attached/.

Holdet inkluderede også fysiker og kunstner Howard Russell Butler, der blev tiltalt for at male solformørkelsen. Mens månen langsomt bevægede sig over Solens disk, indbød en for det meste skyfri himmel stor spænding for holdet, da mange stjerner i nærheden af ​​Solen ville have været synlige under disse forhold. Men varigheden af ​​formørkelsesmørke varede kun knap to minutter, og med totaliteten nærmet sig, begyndte tynde skyer at dække solen lige inden de kritiske øjeblikke, hvor himlen blev mørk. I cirka 15 minutter, inklusive hele totaliteten, blev solen formørket ikke kun af Månen, men også af skyer. Ikke fem minutter efter, at det sluttede, var området omkring Solen helt klart igen. Selvom Butler skabte et fantastisk maleri, der afslørede mange træk ved solens korona gennem skyerne, blev der ikke observeret nogen stjerner, og Einsteins teori forblev uprøvet.

Tryk på formørkelsesmaleri af Howard Russell Butler, 1918.

Den næste samlede solformørkelse, i 1919, blev observeret af to hold ledet af Arthur Eddington: et i Sydamerika og et i Afrika. Ved at kombinere data fra begge hold blev et antal stjerner ikke kun med succes observeret, de blev observeret afbøjet af solens tyngdekraft med et beløb i overensstemmelse med Einsteins forudsigelser, ikke Newtons. Formørkelser fortsatte med at forekomme overalt i verden, hvilket afslørede mange andre muligheder for at se stjerner i løbet af dagen og - hvis man kunne lide - at bekræfte Einsteins relativitet igen.

Faktiske negative og positive fotografiske plader fra Eddington-ekspeditionen fra 1919, via http://www.sciencebuzz.org/buzz-tags/eddington-expedition.

I mellemtiden ville de kontinentale Forenede Stater ikke se endnu en formørkelse før i dag, en stribe, der endelig kommer til ophør næste år: den 21. august 2017. Men hvis du bliver overskyet denne gang, skal du ikke fortvivle. Totality vender tilbage til De Forenede Stater i 2024 og derefter igen i 2045 og 2052. Selvom hoteller, campingpladser og spillesteder allerede er reserveret solide, er der intet, der forhindrer dig i at køre ned til stien af ​​helhed natten før. Pakk ind i din bil, tag med masser af vand (og lidt mad), og når totaliteten kommer, skal du kigge efter Solens korona og stjerner i de vigtigste øjeblikke.

Billedkredit: New York Times, 10. november 1919 (L); Illustreret London News, 22. november 1919 (R). Hvis skysituationen havde spillet anderledes, kunne De Forenede Stater muligvis have bekræftet dette et år før.

Bare måske, når du ser disse stjerner vises, ved du, at du ser et stykke historie, der undgik nogle af de største landes videnskabsfolk for hele 99 år siden. Det, du vil se, er ikke kun et spektakulært syn, men et vindue ind i tidenes mest strålende fysikteori.

Starts With A Bang er nu på Forbes og genudgivet på Medium takket være vores Patreon-tilhængere. Ethan har skrevet to bøger, Beyond The Galaxy, og Treknology: The Science of Star Trek fra Tricorders til Warp Drive.