2019-02 Ken je klassiekers: De beroemde zonsverduistering van 29 mei 1919


Onderwerp

De beroemde zonsverduistering van 29 mei 1919

 

Beeld

1919_eclipse_neg_pos.jpg

 

Technische gegevens

Object: negatief en positief beeld totale zonsverduistering

Datum creatie: 29 mei 1919

Auteur: F. W. Dyson, A. S. Eddington en C. Davidson

Copyright: Royal Astronomical Society

Instrument: 8-inch heliostaat in combinatie met 16-inch lenzenkijker

Afstand tot object: Zon op 151.000.000 km, Maan op 360.000 km

 

Korte beschrijving

Toen Albert Einstein in 1915 zijn algemene relativiteitstheorie publiceerde was dat om te beginnen in een zeer turbulente periode – de Eerste Wereldoorlog was in volle gang, en bovendien was het een heel afwijkende theorie ten opzichte van de klassieke mechanica die gebaseerd was op de ideeën van Newton. Om Einsteins theorie bestaansrecht te geven was er dus empirisch bewijs nodig. En dat bewijs kwam er niet veel later, ten gevolge van de totale zonsverduistering van 29 mei 1919*.

Anders dan in het onveranderlijke heelal van Newton waarin alles zich afspeelde in een context met een tijd en ruimte die absoluut zijn, ging het bij Einstein om één enkele ruimtetijd die precies vorm krijgt door de daarin aanwezige materie en energie. Als er geen materie in het spel is, zal de ruimtetijd vlak zijn en plant het licht zich voort in een rechte lijn. Maar als er een massief object zoals een ster aanwezig is, zal de ruimtetijd eromheen vervormd zijn. En zo zal ook de Zon de ruimtetijd zodanig krommen dat licht van sterren dat langs de Zon passeert vanaf een andere positie aan de sterrenhemel lijkt te komen dan wanneer de Zon niet in datzelfde sterveld staat: er treedt een kleine verschuiving op van het sterlicht.

Gekromde%20ruimte%20door%20massa%20Zon.jpg
De ruimte gekromd door de massa van de Zon

Nu is het wel zo dat ook Isaac Newton het idee van afbuigend licht had beschreven in zijn boek Opticks uit 1704. Zijn berekeningen hadden het over sterlicht dat langs de Zon passeerde en daarbij 0,87 boogseconden afboog. De afbuiging volgens de algemene relativiteitstheorie zou 1,74 boogseconden bedragen.

Toen de theorie van Einstein de Engelse astronoom Arthur Eddington ter ore kwam, raakte hij er meteen door gefascineerd, en hij besloot werk te maken van een experiment om de juistheid van de algemene relativiteit te bewijzen. Daarom werden er twee expedities opgezet ter gelegenheid van een nakende totale zonsverduistering. Die zou plaatsvinden op 29 mei 1919 en kon waargenomen worden vanaf Zuid-Amerika tot in Afrika. De eerste expeditie bracht een team naar het noordoosten van Brazilië, daar werd in het plaatsje Sobral een waarnemingspost opgezet. De tweede expeditie, geleid door Eddington zelf, vond plaats vanaf het eiland Principe ten westen van het West-Afrikaanse Gabon.

De opdracht was simpel: tijdens de totaliteit foto’s maken van de sterren rondom de Zon. Die foto’s zouden vergeleken worden met foto’s van hetzelfde stuk sterrenhemel zonder Zon in de buurt. Op het moment van de eclips stond de Zon in de Hyaden, een open sterrenhoop in het sterrenbeeld Taurus, dus er waren voldoende sterren in de buurt om tot bruikbare waarnemingen te komen. Uit de mate van verplaatsing van de sterren ten opzichte van hun normale plaats aan de sterrenhemel zou dan kunnen afgeleid worden of de voorspelling van Newton dan wen die van Einstein de juiste was.

Op 6 november 1919 werden de langverwachte resultaten met veel bombarie wereldkundig gemaakt op een speciale bijeenkomst van de Royal Society in Londen. Het bleek dat de metingen uit Sobral en Principe in grote mate overeenstemden met de voorspellingen van de algemene relativiteit en dus danig afweken met de posities zoals Newton ze berekend had.

 

medium_1922_0277.jpg
De gebruikte instrumenten in Sobral © The Board of Trustees of the Science Museum

 

Er waren wel de nodige kanttekeningen te plaatsen bij de resultaten van Eddington en zijn collega’s. De metingen waren immers in alles behalve ideale omstandigheden tot stand gekomen. Misschien waren de fotografische platen toch vrij sterk geïnterpreteerd in functie van de resultaten die men wou bekomen? Maar wereldwijd beschouwde men de bevindingen die gepresenteerd werden als het ultieme bewijs van de juistheid van de algemene relativiteit, en in de internationale pers was een nieuwe ster geboren: het Duitse genie Albert Einstein.

* In 1916 had Einstein zelf zijn theorie wel reeds met succes toegepast om de onverklaarbare afwijkingen in de baan van de planeet Mercurius te verklaren.

 

Links op het internet

Solar Eclipse Observations proved that Einstein was right

Publicist Simon Singh over de eclips van 1919 en de algemene relativiteitstheorie

F. W. Dyson, A. S. Eddington & C. Davidson: ”A Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field, from Observations Made at the Total Eclipse of May 29, 1919”

The 1919 Eclipse Expedition at Principe

Testing Relativity from the 1919 Eclipse – A Question of Bias