弯曲的时空：6个能验证相对论权威的例子，从而证明相对论“无间可摧”
当爱因斯坦公布他的广义相对论时，听到的并不全是掌声。因为几乎没有人能理解其中的数学，进而了解他提出的抽象概念，当时他也没有任何证据来支持这个理论。但广义相对论被提出一个世纪以来，它已经连续不断地通过了许多严苛的检验。
广义相对论至今仍是我们对引力现象最好的解释。它提出了各式各样的惊人概念，其中大部分可以归结为一点：由于弯曲的时空结构，对所有的观测者而言，引力的行为都是相同的。
就像爱因斯坦自己预计的那样，从一个煎饼大小的尺度到数百万光年的范围，他的这些观点都已获得了验证。在解释行星反常的轨道和死亡恒星运动的同时，广义相对论还在与日常生活休戚相关的全球定位系统中发挥了作用。
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今天我们使用的广义相对论，仍是其100年前被提出时的那个样子，但它在许多不同的条件下依然非常有效。下面的6个例子，彰显了爱因斯坦的广义相对论是如何经受住实验检验的。
1.水星近日点进动：牛顿引力的瑕疵
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19世纪中叶海王星的发现也许是牛顿引力定律最伟大的胜利。1846年，法国数学家勒威耶发现天王星轨道异常，并认为可能是由另一颗行星引起的。他利用牛顿引力定律对后者所在的位置进行了预言。仅仅几个月后，德国天文学家便据此发现了海王星。有趣的是，牛顿引力框架下的另一个轨道异常却佐证了爱因斯坦的想法。1859年，勒威耶指出，水星到达其轨道上最靠近太阳的位置——近日点——的时间比“预定”的晚了半秒。水星并没有严格遵照牛顿所说的方式运动。这一现象被称为水星近日点进动异常，它的数值并不大，只有牛顿引力预言值的10-8。然而，在水星每次为期88天的公转过程中，近日点出现的位置总是与天文学家预计的不符。
起初，人们认为与天王星问题的解决方案一样，还有另一颗更为靠近太阳的行星在影响水星的轨道。这颗想象中的行星甚至还有一个名字：祝融。然而，历经数十年的搜寻，天文学家也没有发现它的踪影。
1905年，爱因斯坦登场。他崭新的理论可以精确地解释水星轨道的异常，原因就在于太阳的巨大质量造成的时空弯曲。
在其他恒星系统中同样观测到了类似的行星近日点进动，也都与广义相对论的预言完全一致，其中就包括由两颗中子星构成的双星系统。中子星是大质量恒星坍缩之后留下的致密残骸，直到20世纪30年代都鲜有人相信它们的存在。爱因斯坦的广义相对论可以完美地描述两颗中子星之间的相互绕转。
2.遥远天体的光线弯曲
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解释水星轨道异常的成功并没有让爱因斯坦一跃成为超级巨星。几年之后，当广义相对论另一个大胆的预言被确认，这些荣誉才真正到来。爱因斯坦提出，大质量的天体，例如太阳，会弯曲时空，使得掠过它表面附近的光线路径发生偏折。
爱因斯坦的广义相对论激起了英国天文学家亚瑟·爱丁顿（Arthur Eddington）的兴趣，他抓住了一个绝佳的机会来检验这一偏折效应。1919年5月29日会发生一次日全食，太阳发出的耀眼光芒会被月亮遮挡，而与此同时，太阳会出现在明亮的星团——毕星团——附近。如果爱因斯坦是正确的，太阳的存在会使得毕星团中恒星发出的光线发生偏折，令它们在天空中的位置发生微小的改变。
爱丁顿派出了两个考察队——一个前往巴西的索布拉尔，另一个前往西非的普林西比岛——去测量日全食时毕星团恒星位置的变化。结果显示，这些恒星的位置确实如预言的那样出现了微小的位移。
这一发现成了世界各地的头条新闻，1919年11月7日的《伦敦时报》用《科学的革命，宇宙的新理论，牛顿理论被推翻》作为文章的题目报道了爱因斯坦和他的理论。作为一个重量级的物理学家，爱因斯坦开始家喻户晓。
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