都太弱,20世纪只能观测到太阳引力场引起的光线弯曲.
由于太阳引力场的作用,我们有可能观测到太阳后面的恒星,最好的观测时间是发生日全食的时候.
物质的引力使时空弯曲,弯曲的时空又使光线弯曲的事实。1919年5月29日,发生日全食,英国考察队分赴几内亚湾和巴西进行观测,成功地观测到了太阳背后恒星发出的光线经过太阳附近发生弯曲的现象,并拍得了太阳背后恒星的照片。证实了爱因斯坦的预言.
这是广义相对论创立以来最早得到科学界认同的最重大的成果。
到目前为止科学家对400多颗恒星作了测量,射电天文学的发展使人类不用等日全食发生也能在地球上进行精度很高的观测,且与理论值符合。
星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚,这种现象叫做引力透镜效应.
宇宙中很可能存在黑洞,它不辐射电磁波,因此无法直接观测,但是它的巨大质量和极小的体积使其附近产生极强的引力场,引力透镜是探索黑洞的途径之一.
2、引力红移
①时间间隔与引力场有关
引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。
对于高速转动的圆盘,除了转动轴的位置外,各点都在做加速运动,越是靠近边缘,加速度越大,方向指向盘心.
地面上看到:越是靠近边缘,速度越大.根据狭义相对论,靠近边缘部位的时间进程较慢.
圆盘上的人认为:盘上存在引力场,方向由盘心指向边缘,靠近边缘的位置引力势较低,得出:引力势较低的位置,时间进程比较慢.
在强引力的星球附近,时间进程会变慢。如宇宙中有一类恒星,体积很小,质量却很大,叫做矮星,引力势比地球低的多,矮星表面的时间进程比较慢,哪里的发光的频率比同种的原子在地球上发光频率低,看起来偏红,这个现象叫做引力红移.
天文观测到了引力红移现象,验证了这一结论的成立。
②杆的长度与引力场有关
引力场的存在使得空间不同位置的杆的长度出现了差别.
地面上看到:越是靠近边缘,速度越大.根据狭义相对论,靠近边缘部位的杆的长度较短.
圆盘上的人认为:引力势较低的位置,杆的长度越短.
由于物质的存在,实际空间并不是均匀的,空间发生了"弯曲"。
引力导致时空弯曲,按照相对性原理,空间效应与时间效应是互相影响的,在发生空间弯曲效应的同时,时间膨胀效应也发生了。换句话说,我们观察到引力场空间弯曲的同时也将观测到引力场时钟变慢。
③广义相对论与几何学
几何学反应的是人对空间关系的认识.有史以来人们只在比较小的空间尺度中接触比较弱的引力场.这种情况下空间的弯曲可以忽略,在此基础上人类发展了欧几里得几何学,它反映了平直空间的实际.广义相对论告诉我们实际空间是弯曲的,因此描述实际空间的应该是更具有一般意义的非欧几何.
作为非欧几何的特例,欧几里得几何学在它的适用范围内仍是正确的,还将继续发挥作用.
3、水星轨道近日点的进动
补充介绍牛顿的经典力学理论在描述行星运动时,其理论值与实际观测结果存在微小差异。由于场能空间分布的不均匀性,当水星运动到靠近太阳附近(近日点)时,场能影响较为显著,这种影响使得水星运行的椭圆轨道非常缓慢地绕太阳旋转,这就是"水星近日点进动"现象。爱因斯坦用广义相对论计算近日点的进动速率与实际观测结果取得了很好的一致。行星轨道旋转之谜的成功破译,是广义相对论再一次取得的伟大胜利。