Артур Стэнли Эддингтон: исследование звездного мира
Прекрасный астроном и выдающийся физик–теоретик Артур Стэнли Эддингтон (1882–1944) родился в Англии, в городке Кендал. Он начал интересоваться астрономией, еще когда ему было шесть. Осенью 1902 г. Эддингтон поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где за два столетия до того учился и затем преподавал Исаак Ньютон.
В 1905 г. Эддингтону была присвоена ученая степень бакалавра искусств Кембриджского университета, тогда же он стал читать в Кембридже лекции по сферической тригонометрии и ряду разделов физики, однако эта деятельность его не вполне удовлетворяла. В 1906 г. Эддингтон принимает предложение занять место главного ассистента в Гринвичской королевской обсерватории, а в 1907 г. становится членом клуба Королевского астрономического общества — старейшего в мире.
Работу в Гринвиче ученый начал с исследования собственных движений звезд. Его первая научная статья «Систематические движения звезд» была опубликована в 1906 г. В 1913 г. Эддингтон избирается профессором астрономии Кембриджского университета, а год спустя — членом Лондонского королевского общества и директором университетской обсерватории.
Главным делом жизни Эддингтона было исследование звездного мира. Одним из первых он выступил в пользу теории «островных вселенных», подчеркивая, что спиральные туманности являются другими галактиками. Важнейшее открытие Эддингтона заключается в том, что звезда — это газовый шар от поверхности до центра, а не жидкое тело, как считалось ранее. Ученый высказал основополагающую идею о переносе энергии наружу из внутренних горячих областей звезды (где и происходит, как правило, ее выделение) излучением и поглощением, а не конвекцией, как считалось. Благодаря Эддингтону на давление излучения стали смотреть как на важнейший фактор равновесного состояния нормальных звезд.
Разработав теоретические модели звезд, Эддингтон установил зависимость масса — светимость, которая вскоре была подтверждена наблюдениями. Стало ясно, что вещество недр звезд находится в состоянии идеального газа. Эддингтон теоретически доказал, что существует верхний предел светимости звезды (эддингтоновский предел светимости), которую может поддерживать данная масса. Это понятие играет важнейшую роль в изучении квазаров, рентгеновских источников и черных дыр.
Эддингтону принадлежит теория белых карликов — нового типа звезд, плотность которых выше обычной звездной плотности в сотни тысяч раз. Также он первым понял, что независимым подтверждением высокой плотности белого карлика было бы обнаружение в его спектре значительного гравитационного красного смещения. В 1924 г. он рассчитал это смещение для спутника Сириуса и получил значение 20 км/с. В 1925 г. по просьбе Эддингтона Уолтер Сидни Адамс выполнил его измерение и получил среднее значение 21 км/с.
В 1920 г., задолго до создания ядерной физики, Эддингтон указал на реакцию превращения водорода в гелий как на возможный источник энергии звезд. Также его можно смело считать основоположником теоретических исследований и по физике межзвездной среды. Эддингтоном были написаны работы по философии науки и многочисленные книги и брошюры, популяризирующие достижения физики и астрономии. Научные достижения Эддингтона принесли ему заслуженное признание как в своей стране, так и за рубежом. В 1930 г. он был посвящен в рыцари. Эддингтона избирали президентом Королевского астрономического общества, президентом Международного астрономического союза (1938), почетным или иностранным членом академий и научных обществ Америки, России и почти всех европейских стран.
Идея снарядить экспедицию принадлежала королевскому астроному Фрэнку Дайсону, а возглавить ее согласился Артур Эддингтон. Однако подготовку осложняла Первая мировая война. В том числе потому, что национальные предприятия были заняты оборонными заказами и изготовить астрономические приборы долгое время не удавалось.
В качестве отправных точек для измерений Эддингтон выбрал положение звезд в скоплении Гиады, поскольку Солнце должно было пересечь его во время затмения. Сравнив исходные измерения и измерения, выполненные при затмении, ученым предстояло выяснить, кто был прав — Эйнштейн или Ньютон. 29 мая небо над о. Принсипи, где находился Эддингтон, было затянуто тучами, шел дождь, но облака расступились ко времени затмения. Наблюдатели в Бразилии столкнулись с другими сложностями: металлические части телескопов искривились от жары, и им пришлось воспользоваться резервным телескопом меньшего размера.
Результаты измерений отличались от эйнштейнов ских незначительно: они не вы ходили за рамки погрешности. Цифры по Ньютону противоречили экспериментальным данным.