Искривление световых лучей

Астрономы, наблюдая звезды, точно определяют их положение на небосводе и наносят на звездную карту. И недаром звезды называются неподвижными. Звездная карта, составленная сотню лет назад, с высокой степенью точности совпадает с сегодняшней. К этому все, казалось, привыкли. Но вот Эйнштейн выступил с удивительным предсказанием: во время солнечного затмения все звезды, расположенные вблизи затененного Луной солнечного диска, должны смещаться, как бы отодвигаться от Солнца. Такое смещение действительно было обнаружено. Простое и наглядное объяснение этого явления появится сразу, если принять, что световые лучи отклоняются под влиянием гравитации в сторону Солнца. Действительно, пусть луч от звезды, идущий к Земле, проходит вблизи Солнца (ясно, что притяжение Солнца скажется заметно лишь на малых расстояниях) и испытывает отклонение. Земной наблюдатель, который увидел бы звезду в центре окуляра, если бы луч света не проходил возле Солнца, теперь увидит ее в центре поля зрения окуляра, только немного отклонив телескоп от Солнца. Эйнштейновская теория хорошо количественно и, хочется сказать, естественно описывает отклонение световых лучей под влиянием гравитации, предсказывая углы отклонения, очень близкие к тем, которые измеряют астрономы.

074.gif

Мы не можем входить здесь в детали подтверждающих это количественных расчетов. Попытаемся, однако, показать, что если верен эйнштейновский принцип эквивалентности, то световой луч с неизбежностью должен отклоняться. Начнем со сравнения. Представьте себе, что вы едете в поезде. Идет дождь, и капли прочерчивают полоски на стеклах. Если поезд движется равномерно, то полоски будут прямыми. При ускоренном же движении они изогнутся (искривление!). Любые другие струйки будут также искривляться с точки зрения пассажиров набирающего скорость поезда. Не составляют исключения и световые струи.

А теперь вспомним, что в согласии с принципом Эйнштейна ускорение эквивалентно наличию тяготения. Следовательно, искривление световых лучей (и, добавим, лучей, образованных потоками любых частиц) под влиянием тяготения неизбежно.