Второе подтверждение общей теории относительности было получено при исследовании движения планет. Одним из следствий общей теории относительности является то, что эллиптическая траектория движения планеты должна медленно поворачиваться вокруг Солнца. Этот эффект, не предсказываемый ньютоновской теорией, должен быть наибольшим для ближайших к Солнцу планет, для которых сила тяготения максимальна. Ближайшей к Солнцу планетой является Меркурий, поэтому именно на движении этой планеты можно наблюдать указанный эффект, который столь слаб, что, согласно расчетам, потребовалось бы три миллиона лет, чтобы орбита Меркурия совершила полный оборот.
Медленное вращение орбиты Меркурия, или, точнее, смещение его перигелия, было замечено астрономами, которые пытались объяснить это возмущениями движения Меркурия, вызываемыми другими планетами. Но расчеты, проведенные исходя из этого предположения, приводят к значению смещения меньше наблюдаемого. Расхождение между расчетным и наблюдаемым значениями никак не удавалось объяснить в рамках ньютоновской механики. С точки зрения общей теории относительности вопрос был рассмотрен впервые в 1915 г. Эйнштейном и окончательно решен в 1916 г. Шварцшильдом. Совпадение результатов расчета по общей теории относительности с данными астрономических наблюдений производило особое впечатление потому, что оно было достигнуто без всяких дополнительных гипотез, как прямое следствие общей теории относительности.
Третьим подтверждением общей теории относительности, которое после периода взаимно противоречащих результатов теперь представляется надежным, является так называемый «эффект Эйнштейна», т. е. смещение спектральных линий излучения звезд в сторону красного цвета. Как мы уже упоминали, часы, расположенные в поле тяготения, идут медленнее, а поскольку колебательное движение можно уподобить часам, то теория предсказывает уменьшение частоты светового излучения в присутствии поля силы тяжести. Отсюда следует, что спектральные линии света, излученного звездой, должны быть смещены в красную сторону по сравнению с соответствующими линиями, в спектрах земных источников. Этот факт, по-видимому, подтверждается исследованием спектра света от звезд-карликов, средняя плотность которых в десятки тысяч раз больше плотности воды. В 1925 г. Адаме, фотографируя спектры Сириуса и его спутника Сириуса В, наблюдал красное смещение. В количественном отношении это явление тоже как будто хорошо согласуется с предсказаниями теории.
О СУДЬБЕ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Число исследований по вопросам теории относительности, проведенных математиками, физиками и философами, неизмеримо велико; едва ли можно указать в истории физики другой аналогичный пример бурного расцвета теории. Собранная Лека в 1924 г. библиография насчитывала уже около 4000 наименований книг, брошюр и статей. Естественно, что столь оригинальные идеи не могли войти в науку, не натолкнувшись на сильнейшее противодействие, а когда в первые годы после мировой войны элементы теории относительности распространились среди широкой публики, то к научной критике специалистов присоединилась горячая реакция различных по характеру людей, недостаточно компетентных, чтобы судить о теории по существу. Противники теории, как компетентные, так и некомпетентные, отрицая теорию относительности, в конечном счете апеллировали к «здравому смыслу». Во времена Галилея «здравый смысл» также призывался в качестве высшего судьи в споре между птолемеевой и коперниковой системами. Но в обоих случаях здравый смысл, который сам изменяется вместе со временем, в конце концов становился на сторону нового.
Сейчас все эти горячие дискуссии затихли. Теория относительности уже не вызывает возражений со стороны ученых. Наоборот, как метко заметили Макс Планк и Луи де Бройль, теперь уже ее следует рассматривать как составную часть классической физики, основным законам которой она не противоречит, затрагивая лишь некоторые обыденные представления, как, например, представление об абсолютном пространстве и времени. Сплотив воедино понятия пространства и времени, массы и энергии, тяготения и инерции, эта теория наравне с другими теориями классической физики подчинилась той унифицирующей тенденции, которая, как мы отмечали ранее, воодушевляла физику XIX века.
Составитель Савельева Ф.Н.