Παρασκευή, 5 Ιουνίου 2009

Γενική Θεωρία Σχετικότητας (Γιορτάζοντας 90 χρόνια από το σημαντικό πείραμα του Eddington)

Το 1919, η βασιλική αστρονομική εταιρία (RAS) προώθησε μια αποστολή σ' ένα νησί της δυτικής Αφρικής το νησί Príncipe, για να παρατηρήσει μια ολική ηλιακή έκλειψη και να αποδείξει ή να ανασκευάσει τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Einstein . Τώρα, σε μια νέα χρηματοδοτούμενη αποστολή από τη (RAS) για το διεθνές έτος αστρονομίας (IYA 2009), οι επιστήμονες επανέρχονται.
Οι αστρονόμοι καθηγητές, Pedro Ferreira από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και ο Δρ Richard Massey από το πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, μαζί με τον ανθρωπολόγο της Οξφόρδης Δρ Gisa Weszkalnys, αποδίδουν φόρο τιμής στην αρχική αποστολή που οδηγήθηκε από τον Sir Arthur Eddington και γιορτάζουν τη 90η επέτειο μιας από τις ανακαλύψεις κλειδιά του 20ου αιώνα.
Ο Einstein πρότεινε αρχικά τη γενική θεωρία της σχετικότητάς το 1915. Εκεί περιγράφει πώς οποιοδήποτε αντικείμενο μεγάλης μάζας, όπως ο ήλιος, δημιουργεί τη βαρύτητα με την καμπύλωση του χώρου και του χρόνου γύρω από αυτό. Όλα σε αυτό το χώρο καμπυλώνονται επίσης: ακόμη και ακτίνες του φωτός. Συνεπώς, οι απόμακρες πηγές φωτός, πίσω από το αντικείμενο, μπορούν να εμφανιστούν σε μια διαφορετική θέση ή ακόμη και να φανούν φωτεινότερες απ' ότι θα ήταν διαφορετικά.

Η ολική έκλειψη της 29ης Μαΐου 1919 έδωσε στους επιστήμονες την πιθανότητα να εξετάσουν τη θεωρία για πρώτη φορά. Ο Eddington ταξίδεψε στο νησί Príncipe για να παρατηρήσει την έκλειψη και να μετρήσει τις προφανείς θέσεις των αστεριών κοντά στον ήλιο. Βαριά σύννεφα μαζεύτηκαν πάνω από την Príncipe και ξέσπασε έντονη καταιγίδα. Οι καταιγίδες υποχώρησαν στο σημείο παρατήρησης του Eddington ακριβώς μια ώρα πριν από τη στιγμή που ο σεληνιακός δίσκος άγγιζε το χείλος του Ήλιου, όμως ο ουρανός ήταν ακόμη σκοτεινός και οι συνθήκες κάθε άλλο παρά ιδανικές. Από τις 16 φωτογραφίες που τραβήχτηκαν οι περισσότερες καταστράφηκαν από τα σύννεφα που σκοτείνιαζαν τους αστέρες.
Ο Εντιγκτον ωστόσο πέτυχε να λάβει μια σχετικά καθαρή φωτογραφία της εκλείψεως. Η βιαστική ανάλυσή της τον οδήγησε να αναγγείλει τηλεγραφικά: «Μέσα από τα σύννεφα, βλέπω μια ακτίνα αισιοδοξίας». (
τα αστέρια εμφανίστηκαν να μετατοπίζονται από τις θέσεις που ο Eddington είχε καταγράψει στην Οξφόρδη 4 μήνες νωρίτερα). Η ανάλυση έδειχνε πράγματι ότι η απόκλιση της φωτεινής ακτίνας συμφωνούσε με την πρόβλεψη του Αϊνστάιν.[Για το σφάλμα των μετρήσεων θα δούμε περισσότερα παρακάτω.]
Η πρώτη απόδειξη μέσω παρατήρησης της γενικής θεωρίας της σχετικότητας προκάλεσε σοκ στην επιστημονική κοινότητα, λέει ο καθηγητής Ferreira.
Η ολική έκλειψη Ηλίου του 1919 αποτέλεσε λοιπόν μια μοναδική ευκαιρία για τη δοκιμή της θεωρίας. Δεν αρκούσε όμως μόνο αυτό: έπρεπε να υπάρχει και ο κατάλληλος άνθρωπος, προικισμένος με τόλμη επιστημονική και οργανωτικές αρετές, για την επιτυχία του εγχειρήματος. Τύχη λοιπόν αγαθή, ο άνθρωπος αυτός υπήρχε. Ηταν ο Αρθουρ Εντιγκτον, αυθεντία ήδη στην αστροφυσική, καθηγητής στο φημισμένο πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ, και υπέρμαχος -από τους λίγους εκείνη την εποχή- της θεωρίας του Αϊνστάιν. «Είναι αλήθεια», θα ρωτηθεί κάποια στιγμή, «ότι μόνον τρεις άνθρωποι στον κόσμο κατανοούν τη γενική θεωρία της σχετικότητας;» «Ποιος είναι ο τρίτος;», θα απαντήσει με απάθεια εκείνος -επιφυλάσσοντας το ιερό αυτό δικαίωμα μόνο στον εαυτό του και στον Αϊνστάιν.

Λίγους μήνες αργότερα, τα συνολικά αποτελέσματα της αποστολής, που επιβεβαίωναν τη συμφωνία με τη σχετικότητα, παρουσιάσθηκαν επίσημα στη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία. «Η παρουσίαση είχε την ποιότητα ενός αρχαίου δράματος», σχολίασε ο κορυφαίος μαθηματικός και φιλόσοφος Αλφρεντ Ουάιτχεντ. «Στον τοίχο η εικόνα του Νεύτωνα μας θύμιζε ότι η σπουδαιότερη από τις επισημονικές θεωρίες επρόκειτο τώρα, έπειτα από δύο και περισσότερους αιώνες, να υποστεί την πρώτη της τροποποίηση». Στο βήμα ο Εντιγκτον έλαμπε από αυτοπεποίθηση. Η μέρα αποτελούσε δικαίωση -ή έτσι τουλάχιστον φαινόταν- μιας συγκλονιστικής θεωρίας για τη βαρύτητα, αλλά και της δικής του αυθεντίας. Περισσότερο από τους κοινούς θνητούς, οι αυθεντίες έχουν πάντα την ανάγκη του θαυμασμού και της αποδοχής.
Είναι ωστόσο γεγονός ότι οι φωτογραφίες της εκλείψεως με δυσκολία έπειθαν ότι αποτελούσαν μια επιβεβαίωση της θεωρίας. Τα σφάλματα της αναλύσεως ήταν μεγάλα, και οι συνθήκες παρατήρησης απείχαν πολύ από τις ιδανικές. Αξίζει να σημειωθεί ότι η γωνιακή απόκλιση, που προέβλεπε ο Αϊνστάιν, ισοδυναμούσε με τη μετακίνηση ενός κεριού που βρίσκεται σε απόσταση ενός χιλιομέτρου μόλις κατά ένα εκατοστό του μέτρου!
Οι λεπτομέρειες αυτές δεν ήταν βέβαια ικανές να μειώσουν την κατάπληξη και τον ενθουσιασμό που προκάλεσε η ανακοίνωση του Εντιγκτον. Χαρακτηριστικός ήταν ο πρωτοσέλιδος τίτλος σε μια έγκυρη εφημερίδα της εποχής: «Επανάσταση στην Επιστήμη -Η νέα θεωρία του Σύμπαντος -Οι νευτώνειες ιδέες ανατράπηκαν». Η φήμη του Αϊνστάιν απογειώθηκε, και την προσωπικότητά του θα περιβάλλει πια η αχλύς του μύθου και της υπερβολής.
Σήμερα, βέβαια, η γενική θεωρία της σχετικότητας δεν έχει ανάγκη καμιάς επιβεβαίωσης. Με πολλούς τρόπους έχει αποδείξει την ισχύ της, αλλά και την προβλεπτική της ικανότητα· και έχει οδηγήσει σε συγκλονιστικά συμπεράσματα για τη γένεση του Σύμπαντος, την ύπαρξη μαύρων οπών και την εξέλιξη των αστέρων. Η καμπύλωση άλλωστε του φωτός, που διαπίστωσε -με περισσή ίσως αισιοδοξία!- ο Εντιγκτον, έχει σήμερα μια συνηγορία που ξεπερνά τη φαντασία: Ορισμένες φορές οι υπέρλαμπροι κβάσαρς, που εκπέμπουν ισχυρά ραδιοκύματα και ανιχνεύονται στα όρια του ορατού Σύμπαντος, δίδουν πολλαπλά είδωλα στα γήινα ραδιοτηλεσκόπια. Η επικρατέστερη ερμηνεία είναι ότι τούτο οφείλεται στην καμπύλωση των ραδιοκυμάτων, που είναι απλώς μια μορφή φωτός, από τους ενδιάμεσους γαλαξίες. Οι γαλαξίες δηλαδή ενεργούν, ούτε λίγο ούτε πολύ, σαν βαρυτικοί φακοί! Εντυπωσιακή υπήρξε επίσης η επιβεβαίωση της σχετικότητας από την ανακάλυψη των αστέρων νετρονίων, που έχουν τεράστια πυκνότητα και είναι τα κατάλοιπα από την κατάρρευση ενός μεγάλου άστρου. Οι αστέρες αυτοί, γνωστοί και ως πάλσαρ, περιστρέφονται ταχύτατα και «φωτίζουν» περιοδικά την Γη -όπως ένας κοσμικός φάρος- με ισχυρές δέσμες ραδιοκυμάτων. Η κίνηση ενός πάλσαρ και τα φαινόμενα που τη συνοδεύουν υπακούουν στη νέα αντίληψη για τη βαρύτητα που εκόμιζε η θεωρία του Αϊνστάιν.
Ενώ λοιπόν οι μετρήσεις από την ιστορική έκλειψη Ηλίου του 1919 ήσαν αμφιλεγόμενες, οδήγησαν εν μια νυκτί στην καθιέρωση της τολμηρής θεωρίας. Το συμπέρασμα που αναδύεται δεν είναι μόνον ότι η δύναμη μιας αυθεντίας -στην επιστήμη και στη ζωή!- παραμερίζει κάθε αμφιβολία. Είναι επίσης ότι μια φυσική θεωρία, που διαθέτει ισχυρά θεμέλια, συνέπεια και ομορφιά -όπως η γενική σχετικότητα- αποδεικνύεται συνήθως και αληθινή.

Πηγές:

2. Singh,Simon (2005), Bing Bang, Εκδ. Τραυλός, Αθήνα
3. http://users.sch.gr/pazoulis/yliko/eklipsi.htm



ΜΕΡΟΣ ΙΙ. ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ ΕΚΤΟΠΙΣΜΕΝΑ ΣΤΟΥΣ ΟΥΡΑΝΟΥΣ;

Το βαρυτικό πεδίο της γης είναι φυσικά πολύ αδύναμο για να αποδειχτεί άμεσα με πείραμα η κάμψη των ακτίνων του φωτός μέσα σ’ αυτό. Αλλά τα διάσημα πειράματα που έγιναν κατά την διάρκεια των ηλιακών εκλείψεων, αδιαμφισβήτητα αν και έμμεσα δείχνουν την επιρροή του βαρυτικού πεδίου στην πορεία μιας ακτίνας φωτός. Άλμπερτ Αϊνστάϊν και Λέοπολντ Ίνφελντ, Η Εξέλιξη της Φυσικής: Από τις Πρώτες Αντιλήψεις στη Σχετικότητα και στο Κβάντα -Νέα Υόρκη, Simon & Schuster 1938, σ.221].

Η περίεργη σχέση θεωρίας, πρόβλεψης και παρατήρησης

Η γενική θεωρία της σχετικότητας είναι μια μπερδεμένη υπόθεση. Λέγεται ότι ακόμα και το 1919 υπήρχαν μόνον δύο άνθρωποι που την κατάλαβαν εντελώς: ο Αϊνστάϊν και ο Έντιγκτον (αυτό -ας βιαστούμε να προσθέσουμε- βασίζεται σε ευφυολόγημα του Έντιγκτον). Ακόμα και σήμερα οι θεωρητικοί δεν είναι εντελώς ενωμένοι περί του τι ακολούθησε μετά τη θεωρία του Αϊνστάϊν, παρ όλο που το 1919 υπήρχε ακόμα σημαντική αντιπαράθεση για το τι ακριβώς θα έπρεπε να περιμένουν. Είχε συμφωνηθεί όμως ότι κατά τις θεωρίες του Νιούτον και του Αϊνστάϊν ένα δυνατό βαρυτικό πεδίο θα πρέπει να επηρεάζει τις ακτίνες φωτός, αλλά το αποτέλεσμα της θεωρίας του Αϊνστάϊν θα ήταν ισχυρότερο από το αποτέλεσμα του Νιούτον. Το πρόβλημα ήταν να βρεθεί ποια θεωρία ήταν σωστή.

Το βαρυτικό πεδίο της γης είναι πολύ μικρό για να έχει μια υπολογίσιμη επίδραση στο φως, αλλά αυτό του ήλιου είναι πολύ πιο μεγάλο. Το φως που προέρχεται από τα αστέρια θα έπρεπε να κάμπτεται καθώς οι ακτίνες περνούν δια μέσου του βαρυτικού πεδίου του ήλιου. Θα έπρεπε να μας φαίνεται ότι τα αστέρια κοντά στον ήλιο είναι ελαφρά μετατοπισμένα από την συνηθισμένη τους θέση. Το εκτόπισμα θα ήταν μεγαλύτερο σύμφωνα με τον Αϊνστάϊν απ ό,τι σύμφωνα με τον Νιούτον. Ο Αϊνστάϊν σύμφωνα με την θεωρία του επιχειρηματολογούσε ότι τα αστέρια θα έπρεπε να φαίνονται ότι μετακινούνται διπλάσια, ενώ η θεωρία του Νιούτον πρότεινε ότι οι μετακινήσεις σε όλες τις περιπτώσεις θα ήταν πολύ μικρές. Είναι σαν ένα αστέρι του οποίου το φως πέρασε ξυστά το όριο του ήλιου να φαινόταν ότι έχει εκτοπισθεί κατά μια απόσταση ίση με το πλάτος μιας αγγλική πένας την οποία βλέπουμε σε ένα μίλι. Αριθμητικά, οι αναμενόμενες μετατοπίσεις ήταν 0,8 δεύτερα του τόξου και περίπου 1,7 δεύτερα του τόξου για τις δύο θεωρίες, όταν το δεύτερο ορίζεται σαν 1/3.600 της μοίρας. Οι φαινομενικές κινήσεις που παρατηρήθηκαν στην πραγματικότητα θα ήταν παρ όλα αυτά μικρότερες -περίπου μισές από αυτές- εφ όσον κανένα αστέρι που ήταν πιο κοντά από δύο ηλιακές διαμέτρους από την άκρη, δεν μπορούσε να παρατηρηθεί.

Η θεωρητική μέθοδος προέλευσης του Αϊνστάϊν, της μέγιστης φαινομενικής παρέκκλισης των ακτίνων του φωτός είναι από μια σύγχρονη άποψη κάπως προβληματική. Εκείνη την εποχή δημιούργησε σύγχυση ανάμεσα σ αυτούς που ήταν λιγότερο επιδέξιοι απ ό,τι εκείνος στο να βρουν τη σωστή απάντηση (Earman & Glymour, 1980, σ. 55). Όπως σε τόσα λεπτά πειράματα, οι προελεύσεις, αν και ασαφείς εκείνο τον καιρό, κατέληξαν να φαίνονται σωστές αφού οι παρατηρήσεις είχαν επιβεβαιωθεί από την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν. Η επιστήμη, στην πραγματικότητα, δεν προχωρεί με το να έχει καθαρά διατυπωμένες θεωρητικές προβλέψεις οι οποίες αργότερα ή επιβεβαιώνονται ή διαψεύδονται. Για την ακρίβεια η εγκυρότητα που δίνεται σε θεωρητικές παρεκκλίσεις ταιριάζει αρκετά με την ικανότητά μας να κάνουμε μετρήσεις. Θεωρία και μέτρηση πάνε χέρι - χέρι με έναν πιο οξυδερκή τρόπο απ ό,τι συνήθως ισχύει.

Αξίζει να σκεφτούμε την λεπτή συνεργασία της θεωρίας και του πειράματος. Ο Αϊνστάϊν είχε πει ότι η θεωρία του Νιούτον υπονοούσε ας πούμε μια παρέκκλιση του Ν και η δική του μια παρέκκλιση του Ε. Άλλοι (όπως θα συμφωνούσαμε τώρα, είχαν καλούς λόγους γι αυτό) δεν ήταν σίγουροι ότι το Ν και το Ε ήταν οι σωστές επιπτώσεις των δύο θεωριών. Θα φανταζόταν κάποιος ότι θα μπορούσε μόνο να δοκιμάσει ποια από τις δύο θεωρίες ήταν σωστή, αφού ήταν βέβαιος για τα συμπεράσματα της κάθε μιας. Για να πάρουμε ένα ακραίο παράδειγμα, αν στην πραγματικότητα ήταν αντίστροφα και η θεωρία του Νιούτον υπονοούσε παρέκκλιση Ε, ενώ του Αϊνστάϊν παρέκκλιση Ν, οι μετρήσεις της μετατόπισης των αστεριών, όσο ακριβείς κι αν ήταν, θα κινδύνευαν να επιβεβαιώσουν την λάθος θεωρία. Πρέπει να διαχωρίζουμε την θεωρία από την πρόβλεψη που βγαίνει από αυτή τη θεωρία. Τελικά ο Έντιγκτον εξασφάλισε μετρήσεις οι οποίες συμφωνούσαν με την γενόμενη πρόβλεψη του Αϊνστάϊν, αλλά τα αποτελέσματα θεωρήθηκαν σαν επιβεβαίωση όχι μόνο της πρόβλεψης αλλά και της θεωρίας του Αϊνστάϊν. Μεταφράζοντας τις παρατηρήσεις με αυτό τον τρόπο, ο Έντιγκτον φάνηκε όχι μόνο να επιβεβαιώνει την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για την καθ εαυτή μετατόπιση, αλλά επίσης και την μέθοδο της προελεύσεως της πρόβλεψης από την θεωρία -κάτι που κανένα πείραμα δεν μπορεί να κάνει.

Η λογική αυτής της ιστορικής διαδικασίας θα φαινόταν εξαιρετικά σωστή κάτω από ορισμένες συνθήκες. Για παράδειγμα, αν η πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για την παρέκκλιση ήταν πολύ ακριβής και οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον ήταν το ίδιο ακριβείς, και είχαν ταιριάξει ακριβώς με του Αϊνστάϊν, τότε η σύμπτωση θα είχε αναγκάσει τον κόσμο να συμφωνήσει ότι ο Αϊνστάϊν πρέπει να ετοίμαζε κάτι ακόμη κι αν ούτε εκείνος ούτε κανένας άλλος ήταν εντελώς σίγουροι για την προέλευση της μετατόπισης. Αλλά οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον όπως πολλές μετρήσεις στην επιστήμη, δεν ήταν έτσι. Όπως θα δούμε, ήταν πολύ ανακριβείς και μερικές έρχονταν σε διαφωνία με άλλες. Όταν διάλεξε ποιες παρατηρήσεις θα θεωρήσει ως στοιχεία (δεδομένα), και ποιες ως θόρυβο, δηλαδή όταν διάλεξε ποιες θα κρατήσει και ποιες θα απορρίψει, ο Έντιγκτον είχε έντονα στο μυαλό του την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν.

Οπότε ο Έντιγκτον μπορούσε μόνο να υποστηρίξει ότι είχε επιβεβαιώσει τον Αϊνστάϊν, επειδή χρησιμοποίησε τα συμπεράσματα του Αϊνστάϊν στο να αποφασίσει τι πραγματικά ήταν οι παρατηρήσεις του, ενώ τα συμπεράσματα του Αϊνστάϊν έγιναν αποδεκτά μόνο επειδή φαινόταν ότι οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον τα επιβεβαίωναν. Η παρατήρηση και η πρόβλεψη ήταν ενωμένες σε έναν κύκλο αμοιβαίας επιβεβαίωσης παρά ανεξάρτητες η μία από την άλλη, όπως θα περιμέναμε σύμφωνα με τη συμβατική ιδέα μιας πειραματικής δοκιμής. Η σωστή περιγραφή τότε είναι ότι υπήρχε συμφωνία να συμφωνήσουν, παρά ότι υπήρχε μια θεωρία, μετά μια δοκιμή, μετά μια επιβεβαίωση. Όταν περιγράφουμε τις παρατηρήσεις του Έντιγκτον θα δούμε πόσο πολύ χρειαζόταν τη θεωρία του Αϊνστάϊν για να γνωρίζει τι ήταν οι παρατηρήσεις του.

Η φύση του πειράματος

Αυτό που πρέπει να γίνει είναι να συγκριθεί η θέση των αστεριών στον ανοιχτό ουρανό με την φαινομενική τους θέση, όταν το φως τους περνάει ξυστά από την άκρη του ήλιου. Τα αστέρια δεν μπορούν φυσιολογικά να φανούν όταν είναι κοντά στον ήλιο ή ακόμα και όταν ο ήλιος είναι στον ουρανό, επειδή ο ήλιος είναι τόσο λαμπερός. Τα αστέρια μπορούν να φανούν κοντά στον ήλιο μόνο κατά την διάρκεια μιας έκλειψης. Το μέγεθος της μετατόπισης -κατά τον Νιούτον ή τον Αϊνστάϊν- είναι τόσο μικρό που η μοναδική ευκαιρία για να μετρηθεί, είναι να συγκριθούν φωτογραφίες μιας περιοχής του ουρανού με και χωρίς τον ήλιο παρών. Για τις κρίσιμες παρατηρήσεις, πρέπει κάποιος να περιμένει μια ολική έκλειψη αλλά οι συγκρινόμενες φωτογραφίες πρέπει να ληφθούν αρκετούς μήνες πριν ή μετά, όταν ο ήλιος είναι απών από αυτή την περιοχή του ουρανού. Ξεκάθαρα, οι φωτογραφίες της έκλειψης πρέπει να ληφθούν κατά την διάρκεια της ημέρας, αλλά οι συγκριτικές φωτογραφίες τη νύχτα, τη μοναδική περίοδο (εκτός της έκλειψης) που τα αστέρια είναι εμφανή.

Σε ένα τόσο λεπτό πείραμα, είναι σημαντικό να κρατηθούν όσο πιο πολλά γίνεται ενιαία μεταξύ των παρατηρήσεων και του φόντου συγκρίσεων. Το πρόβλημα είναι ότι οι φωτογραφίες παρατήρησης και οι συγκριτικές πλάκες (φωτογραφίας) πρέπει να ληφθούν σε διαφορετικές εποχές του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι πολλά άλλα πράγματα έχουν καιρό να αλλάξουν. Επί πλέον, για παρατηρητικές πλάκες (φωτογραφίας) που τραβιούνται την ημέρα, θα χρησιμοποιηθεί θερμό τηλεσκόπιο, ενώ τη νύχτα η κάμερα κοιτάει δια μέσου ενός ψυχρού τηλεσκοπίου. Η διαφορά στο εστιακό μήκος μεταξύ ενός θερμού και ενός ψυχρού τηλεσκοπίου, θα διαταράξει την φαινομενική θέση των αστεριών σε ένα βαθμό ανάλογο με την επίδραση που πρέπει να μετρηθεί. Υπάρχουν κι άλλες πολλές αλλαγές, μερικές υπολογίσιμες, άλλες υποθετικές, άλλες άγνωστες, μεταξύ παρατήρησης και σύγκρισης λόγω διαφόρων πηγών μηχανικής έντασης στο τηλεσκόπιο η οποία στιγμιαία θα αλλάξει το εστιακό μήκος και τη σχέση της φωτογραφικής πλάκας ως προς τον άξονα του τηλεσκοπίου.

Αυτό που κάνει πιο δύσκολες τις καταστάσεις είναι ότι οι εκλείψεις μπορούν συνήθως να ειδωθούν μόνο από απομονωμένες περιοχές του πλανήτη. Δεν είναι δυνατό να πάρεις τεράστια τηλεσκόπια με όλους τους μηχανισμούς χειρισμού σε τέτοιες τοποθεσίες. Οπότε τα τηλεσκόπια θα ήταν συγκριτικά μικρά, με συγκριτικά χαμηλή δύναμη συγκέντρωσης φωτός. Αυτό σημαίνει ότι οι εκθέσεις στο φως (πόζες) έπρεπε να είναι μεγάλης διάρκειας -σε αυτή την περίπτωση ήταν της τάξης των 5 - 30 δευτερολέπτων- έτσι ώστε να μαζεύουν αρκετό αστρικό φως για να παράγουν ευπροσδιόριστες εικόνες. Μεγάλης διάρκειας εκθέσεις στο φως φέρουν και άλλα προβλήματα. Όχι μόνο το τηλεσκόπιο πρέπει να κρατιέται σταθερό αλλά πρέπει να κινείται για να ληφθεί υπόψη η περιστροφή της γης. Μεγάλα αστρονομικά τηλεσκόπια έχουν κατασκευαστεί με πολύπλοκες και λεπτοφτιαγμένες βάσεις για να περιστρέφουν το τηλεσκόπιο ομαλά ως προς τη γη, έτσι ώστε να έχει πάντα την ίδια κατεύθυνση προς τους ουρανούς. Βάσεις σαν κι αυτές δεν μπορούσαν να σταλούν και να στηθούν στις απομονωμένες τοποθεσίες όπου θα γίνονταν οι παρατηρήσεις. Αντ αυτού, οι εικόνες κρατήθηκαν σταθερές μέσω των κολεοστατών, μηχανισμών βασισμένων σε έναν κινούμενο καθρέπτη ελεγχόμενο από ένα πτωτικό βάρος το οποίο αντανακλά φως μέσα στο τηλεσκόπιο. Οι κολεοστατικοί καθρέπτες ήταν μια παραπάνω πηγή παραμόρφωσης καθώς ήταν οι μηχανισμοί ελέγχου.

Επί πλέον σε όλα αυτά τα προβλήματα υπάρχει φυσικά το ενδεχόμενο του καιρού. Αν σύννεφα καλύπτουν τον ουρανό, τότε όλες οι προετοιμασίες πάνε χαμένες. Προηγούμενες αποστολές είχαν ματαιωθεί λόγω καιρού (άλλες από το ξέσπασμα του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου) και σε αυτή την περίπτωση σύννεφα περιόρισαν την αξία τουλάχιστον ενός από τα τηλεσκόπια του Έντιγκτον αν και δεν το εμπόδισαν εντελώς.

Ευτυχώς οι επιστήμονες δεν ήταν εντελώς αβοήθητοι σε αυτές τις δυσκολίες. Οι φωτογραφίες του πεδίου των αστεριών περιείχαν μερικά αστέρια που ήταν κοντά στον ήλιο και άλλα που ήταν μακριά. Σύμφωνα με τη θεωρία, τα μακρινά αστέρια δεν θα δέχονταν κανένα εκτόπισμα. Η επίδραση στο τηλεσκόπιο του αλλαγμένου εστιακού μήκους και ούτω καθ εξής έπρεπε να εμφανιστεί σαν μια φαινομενική μετατόπιση των μη μετατοπισμένων αστεριών. Έτσι έπρεπε να είναι δυνατό να μετρηθούν αυτά τα άχρηστα αποτελέσματα και να αποζημιώσουν γι αυτά στους υπολογισμούς για τα πραγματικά μετατοπισμένα αστέρια. Φαίνεται ότι για να ελεγχθούν όλα τα γνωστά πλαστά αποτελέσματα πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον έξι μη μετατοπισμένα αστέρια στο κάδρο. Αλλά ακόμη κι αυτό το κομμάτι του πειράματος είναι αντικείμενο για λάθος. Ο υπολογισμός των πλαστών αποτελεσμάτων εξαρτάται από υποθέσεις για τη στατιστική διανομή λαθών πάνω στις πλάκες. Κάποιος μπορεί τώρα να καταλάβει ότι οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον δεν ήταν απλώς ένα θέμα του να κοιτάξεις από ένα τηλεσκόπιο και να δεις μια μετατόπιση. Στηρίζονταν σε πολύπλοκα θεμέλια υποθέσεων, υπολογισμών και παρεμβολών από δύο σύνολα φωτογραφιών. Και αυτή είναι η πραγματικότητα ακόμη κι αν οι φωτογραφίες είναι καθαρές και ακριβείς -οι οποίες δεν ήταν.

Οι αποστολές και οι παρατηρήσεις τους

Οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον έγιναν από δύο διαφορετικές ομάδες, η μία με δύο τηλεσκόπια και η άλλη με ένα. Οι δύο ομάδες πήγαν σε δύο διαφορετικές τοποθεσίες. Το Μάρτιο του 1918 ο Α. Κρόμελιν και ο Κ. Ντέϊβιντσον ξεκίνησαν για το Σόμπραλ στη Βραζιλία, ενώ ο Έντιγκτον και ο βοηθός του Ε. Κότινγκχαμ πήγαν σ ένα νησί κοντά στην ακτή της Δυτικής Αφρικής ονομαζόμενο Πρίνσιπ. Η ομάδα του Σόμπραλ πήρε ένα αστρογραφικό τηλεσκόπιο και ένα 4-ιντσο τηλεσκόπιο. Αυτή η ομάδα εξασφάλισε 19 πλάκες από το αστρογραφικό τηλεσκόπιο και 8 από το 4-ιντσο τηλεσκόπιο κατά την διάρκεια της έκλειψης, παρ όλο που η μία από τις 4-ιντσες πλάκες ήταν σκοτεινή από σύννεφα.

Η ομάδα του Πρίνσιπ είχε ένα αστρογραφικό όργανο μαζί της. Η ημέρα της έκλειψης αποδείχτηκε νεφελώδης, αλλά παίρνοντας τις φωτογραφίες τους έτσι κι αλλιώς εξασφάλισαν 16 πλάκες. Μόνο δύο από αυτές, η κάθε μία παρουσίαζε μόνο πέντε αστέρια, ήταν χρήσιμες. Και οι δύο ομάδες πήραν συγκριτικές φωτογραφίες μερικούς μήνες αργότερα, στην ίδια τοποθεσία στην περίπτωση της ομάδας του Σόμπραλ και πίσω στην Οξφόρδη στην περίπτωση της ομάδας του Έντιγκτον.

Οι καλύτερες φωτογραφίες, παρ όλο που δεν ήταν εντελώς εστιασμένες, ήταν αυτές του 4-ιντσου τηλεσκοπίου της ομάδας του Σόμπραλ. Από αυτές τις πλάκες και τις συγκριτικές τους, ο Κρόμελιν και ο Ντέϊβιντσον υπολόγισαν ότι η παρέκκλιση του αστρικού φωτός στην άκρη του ήλιου θα ήταν μεταξύ 1,86 και 2,1 δεύτερα του τόξου (το εύρος βρέθηκε από υπολογισμό του πιθανού λάθους) σε σύγκριση με την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για 1,7 δεύτερα. Παρ όλο που οι αστρογραφικές πλάκες ήταν λιγότερο ικανοποιητικές, η ομάδα του Σόμπραλ μπορούσε να κάνει υπολογισμούς βασιζόμενη σε 18 από αυτές και έβγαλε μια μέση εκτίμηση των 0,86 δεύτερων, συγκρινόμενη με την τιμή του Νιούτον των 0,84 (πιθανά λάθη δεν αναφέρθηκαν γι αυτό το όργανο). Οπότε, σε πολύ γενικές γραμμές ένα από τα όργανα του Σόμπραλ υποστήριξε τη θεωρία του Νιούτον ενώ το άλλο έκλινε προς την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για τη δική του θεωρία. Η υποστήριξη για το τελευταίο όμως αμαυρώθηκε από το γεγονός ότι το 4-ιντσο τηλεσκόπιο έδειξε ένα αποτέλεσμα σαφώς πολύ υψηλό και η υποστήριξη για τον Νιούτον ήταν προβληματική επειδή οι φωτογραφίες από το αστρογραφικό τηλεσκόπιο ήταν κακής ποιότητας.

Οι δύο πλάκες από την αποστολή στο Πρίνσιπ ήταν οι χειρότερες απ όλες. Παρ όλα αυτά ο Έντιγκτον έβγαλε ένα αποτέλεσμα από αυτές χρησιμοποιώντας μια πολύπλοκη τεχνική η οποία υπέθετε μια τιμή για την βαρυτική επίδραση. Στην αρχή χρησιμοποίησε μια τιμή ανάμεσα σ αυτή του Αϊνστάϊν και του Νιούτον και μετά επανέλαβε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τους αριθμούς του Αϊνστάϊν. Δεν ήταν ξεκάθαρο τι διαφορά αυτές οι υποθέσεις έκαναν, αν και αξίζει να σημειωθεί ότι στη μέθοδο του Έντιγκτον η πηγή προέλευσης του Αϊνστάϊν έπαιξε ένα ρόλο ακόμα και στον αρχικό υπολογισμό της φαινομενικής μετατόπισης. Για τις δύο κακής ποιότητας πλάκες του, ο Έντιγκτον υπολόγισε ότι η μετατόπιση στην άκρη του ήλιου θα ήταν μεταξύ 1,31 και 1,91 δεύτερα.

Μπορούμε να μετατρέψουμε τους υπολογισμούς πιθανού λάθους των δύο συνόλων στη σύγχρονη γλώσσα των σταθερών παρεκκλίσεων και να παρεμβάλουμε μια σταθερή παρέκκλιση για τον αστρογράφο του Σόμπραλ. Για τις παρατηρήσεις του Σόμπραλ, οι σταθερές παρεκκλίσεις είναι 0,178 για τις καλής ποιότητας πλάκες και 0,48 για τον αστρογράφο, ενώ στην περίπτωση των πλακών του Έντιγκτον, η σταθερή παρέκκλιση είναι 0,444. (Αυτοί είναι οι υπολογισμοί του Τζων Έαρμαν και του Κλαρκ Γκλίμορ). Μια σύγχρονη μεταχείριση θα πρότεινε ότι υποθέτοντας ότι τα λάθη μέτρησης είχαν διανεμηθεί τυχαία, υπάρχει μια πιθανότητα 10% η πραγματική απάντηση να βρίσκεται πέρα από τη μέση μέτρηση απ ό,τι 1,5 σταθερές παρεκκλίσεις από κάθε πλευρά. Με αυτό στο μυαλό, ας συνοψίσουμε τι έχουμε μέχρι τώρα, δεδομένων των 1,5 σταθερής παρέκκλισης διαστημάτων:

10% Διάστημα εγκυρότητας για τις παρατηρήσεις στο Σόμπραλ και Πρίνσιπ


Χαμηλό Όριο

Μέσος Όρος

Υψηλό Όριο

Σόμπραλ




8 καλές πλάκες

1,713

1,98

2,248

18 “κακές πλάκες

0,140

0,86

1,580

Πρίνσιπ




2 κακές πλάκες

0,944

1,62

2,276

Εάν ξεχάσουμε τη θεωρία και την πηγή προέλευσης και προσποιηθούμε ότι κάνουμε μετρήσεις αγνοώντας την υπόθεση -που είναι τελικά αυτό που κάνουμε όταν διπλοτεστάρουμε στα τυφλά για την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων ή ο,τιδήποτε άλλου- σε τι θα καταλήγαμε; Μπορεί να διαφωνούσαμε στο ότι τα δύο σύνολα των κακών φωτογραφιών ακυρώνουν το ένα το άλλο και ότι τα εναπομείναντα στοιχεία παρουσιάζουν ότι η μετατόπιση ήταν μεγαλύτερη από 1,7. Ή θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι 8 καλές πλάκες από τον Σόμπραλ ήταν συμβατές με μια μετατόπιση μόλις πάνω από 1,7 δεύτερα και μόλις κάτω από 2,3 ενώ οι κακές πλάκες από τον Σόμπραλ ήταν συμβατές με μετατοπίσεις κοντά του μηδενός και μόλις κάτω από 1,6. Σε οποιαδήποτε περίπτωση θα ήταν δύσκολο να δοθεί μια ξεκάθαρη απάντηση. Παρ όλα αυτά, στις 6 Νοεμβρίου του 1919 ο βασιλικός αστρονόμος ανακοίνωσε ότι οι παρατηρήσεις είχαν επιβεβαιώσει τη θεωρία του Αϊνστάϊν.

Ερμηνεία των αποτελεσμάτων

Ακόμη κι αν είχαμε τα αποτελέσματα να επιβεβαιώνουν την ερώτηση πρέπει να αποδείξουμε ότι υπάρχουν μόνο τρία άλογα στην κούρσα: καμιά παρέκκλιση, η παρέκκλιση του Νιούτον, η παρέκκλιση του Αϊνστάϊν. Εάν άλλες πιθανές μετατοπίσεις ήταν παρούσες στον υποθετικό χώρο τότε τα στοιχεία θα ήταν πιθανότερο να δώσουν μεγαλύτερη επιβεβαίωση σε μια ή περισσότερες από αυτές. Για παράδειγμα, αν η μετατόπιση υποθετικά ήταν γύρω στα δύο δεύτερα τότε οι καλύτερες μετρήσεις -το 4-ιντσο του Σόμπραλ- μπορεί να ειπωθεί ότι θα επιβεβαίωνε το αποτέλεσμα. Υπήρχαν κι άλλοι υποψήφιοι εκείνο τον καιρό, αλλά η ρητορική διαμάχη τους απέκλεισε και παρουσίασε το τεστ να πρέπει να υπολογιστεί μεταξύ μόνο τριών δυνατοτήτων: 0,0 - 0,8 και 1,7.

Αφήστε όλα τα άλλα άλογα στην κούρσα να ξύνονται.Είναι τα αποτελέσματα με το μέρος του Αϊνστάϊν με έναν μη διφορούμενο τρόπο; Η απάντηση είναι ότι δεν είναι. Για να κάνουν τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων να είναι με το μέρος του Αϊνστάϊν, ο Έντιγκτον και οι άλλοι πήραν τα αποτελέσματα του 4-ιντσου του Σόμπραλ σαν το κύριο εύρημα και χρησιμοποίησαν τις δύο πλάκες του Πρίνσιπ ως στοιχεία υποστήριξης ενώ αγνόησαν τις 18 πλάκες που είχαν ληφθεί από τον αστρογράφο του Σόμπραλ. Στη συζήτηση που ακολούθησε την ανακοίνωση του βασιλικού αστρονόμου, φαίνεται ότι ζητήματα εξουσίας (κύρους) ήταν αρκετά πρωτεύοντα. Στις 6 Νοεμβρίου του 1919 ο Σερ Τζόζεφ Τόμσον, ο Πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, προέδρευσε μιας συνάντησης στην οποία σχολίασε: Είναι δύσκολο για το ακροατήριο να ζυγίσει τη σημασία των αριθμών που τέθηκαν μπροστά μας, αλλά ο βασιλικός αστρονόμος και ο καθηγητής Έντιγκτον μελέτησαν το υλικό προσεκτικά, και θεωρούν τα στοιχεία ως αποφασιστικά υπέρ της μεγαλύτερης τιμής για τη μετατόπιση (αναφερόμενα στο Earman and Glymour, 1980, σ. 77).

Παρ όλα αυτά το 1923, ένας Αμερικάνος σχολιαστής, ο Γ. Κάμπελ, έγραφε: Ο καθηγητής Έντιγκτον ήταν ανατεθειμένος να αναθέσει αρκετό βάρος στον αφρικάνικο προσδιορισμό αλλά καθώς οι λίγες εικόνες στο μικρό του αριθμό αστρογραφικών πλακών δεν ήταν τόσο καλές σαν αυτές στις αστρογραφικές πλάκες εξασφαλισμένες στη Βραζιλία, και το γεγονός ότι στα αποτελέσματα από τις τελευταίες δόθηκε σχεδόν αμελητέο βάρος, κάνουν τη λογική της κατάστασης να μην φαίνεται εντελώς καθαρή (αναφερόμενο στο Earman and Glymour, 1980, σ. 78).

Ο Έντιγκτον δικαιολογήθηκε για το ότι αγνόησε τα αποτελέσματα του αστρογράφου του Σόμπραλ, υποστηρίζοντας ότι είχαν συστηματικό λάθος -δηλαδή κάποιο πρόβλημα, που σήμαινε ότι τα λάθη δεν ήταν τυχαία γύρω από τον μέσο όρο αλλά ότι κάθε παρατήρηση κατέβαινε συστηματικά σε μια χαμηλότερη τιμή. Αν αυτό ήταν αλήθεια για τον αστρογράφο του Σόμπραλ, και όχι για τις άλλες δύο ομάδες παρατηρήσεων, τότε ο Έντιγκτον θα ήταν αρκετά δικαιολογημένος στον τρόπο που χειρίστηκε τα αποτελέσματα. Φαίνεται όμως ότι τότε ήταν ανίκανος να εξάγει κάποια πειστικά στοιχεία για να δείξει ότι έτσι ήταν η περίπτωση.

Στο τέλος ο Έντιγκτον βγήκε νικητής με το να γράψει τις πρότυπες εργασίες οι οποίες περιέγραφαν τις αποστολές και τη σημασία τους. Σ αυτές αγνόησε τις 18 πλάκες από τον αστρογράφο του Σόμπραλ και απλώς περιέγραψε το αποτέλεσμα του 1,98 από το 4-ιντσο και το 1,671 αποτέλεσμα από τις δύο δικές του πλάκες. Όταν κάποιος έχει μόνο αυτά τα δύο νούμερα για να συγκρίνει με την πρόβλεψη του Νιούτον γύρω στο 0,8 και την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν γύρω στο 1,7 το αποτέλεσμα είναι αναπόφευκτο. Αλλά δεν υπήρχε τίποτα αναπόφευκτο για τις παρατηρήσεις αυτές καθ εαυτές μέχρι που ο Έντιγκτον, ο βασιλικός αστρονόμος και οι υπόλοιποι της επιστημονικής κοινότητας είχαν τελειώσει με τις μετά -τα γεγονότα αποφάσεις τους για το τι θα ήταν οι παρατηρήσεις που θα γινόντουσαν. Απλούστατα, έπρεπε να αποφασίσουν ποιες παρατηρήσεις να κρατήσουν, και ποιες να “πετάξουν”...

Άλλες δέκα παρατηρήσεις εκλείψεων έγιναν μεταξύ του 1922 και του 1952. Μόνο μία, το 1929, κατάφερε να παρατηρήσει ένα αστέρι που ήταν πιο κοντά από δύο ηλιακά radii από την άκρη του ήλιου και αυτό υποδήλωνε ότι η μετατόπιση στην άκρη θα ήταν 2,24 δεύτερα του τόξου. Τα περισσότερα από τα άλλα εννέα αποτελέσματα ήταν επίσης υψηλά. Παρ όλο που υπήρχαν άλλοι λόγοι για να πιστέψουμε την τιμή του Αϊνστάϊν, τα στοιχεία για την κάμψη του ορατού αστρικού φωτός, τουλάχιστον μέχρι το 1952, ή δεν είχαν αποφασιστεί ή υποδείκνυαν μια πολύ υψηλή τιμή για να συμφωνεί με τη θεωρία. Παρ όλα αυτά, το 1919 παραμένει μια ημερομηνία κλειδί στην ιστορία της σχετικότητας. Είναι επειδή η επιστήμη χρειάζεται αποφασιστικές στιγμές απόδειξης για να διατηρήσει την ηρωική της εικόνας

ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΣΤΟ 1ο ΚΑΙ 2ο ΜΕΡΟΣ

Τίποτα από αυτά δεν είναι για να πούμε ότι ο Αϊνστάϊν έκανε λάθος ή ότι τα πειράματα έκλειψης δεν ήταν ένα συναρπαστικό και εντυπωσιακό στοιχείο στην μεγάλη αλλαγή την οποία δέχτηκε η κατανόησή μας για τη φύση στον εικοστό αιώνα. Αλλά θα έπρεπε απλώς να ξέρουμε πώς ήταν τα πειράματα. Η εικόνα μιας σχεδόν λογικής συναγωγής συμπεράσματος μιας πρόβλεψης, που ακολουθείται από ένα ευθύ παρατηρητικό τεστ, είναι απλώς λάθος. Αυτό που είδαμε είναι οι θεωρητικές και πειραματικές συνεισφορές σε μια πολιτισμική αλλαγή, μια αλλαγή η οποία ήταν τόσο μια άδεια για να παρατηρήσουμε τον κόσμο με έναν συγκεκριμένο τρόπο, όσο και μια συνέπεια αυτών των παρατηρήσεων.

Ο τρόπος με τον οποίο οι παρατηρήσεις του 1919 ταιριάζουν με το πείραμα των Μίκελσον - Μόρλεϋ, πρέπει να είναι ξεκάθαρος. Ήταν αμοιβαία ενισχυόμενοι. Η σχετικότητα κέρδισε έδαφος με την εξήγηση της ανωμαλίας Μίκελσον - Μόρλεϋ. Επειδή η σχετικότητα ήταν δυνατή, φαινόταν το φυσικό υποστήριγμα μέσα από το οποίο θα μεταφράζονταν οι παρατηρήσεις του 1919. Επειδή αυτές οι παρατηρήσεις υποστήριζαν τη σχετικότητα παραπάνω, η υποστήριξη ήταν ακόμα πιο βεβιασμένη όταν χρειάστηκε να πραγματευτεί με τις παρατηρήσεις του Μίλερ το 1925.

Καθώς συνέβαιναν όλα αυτά, υπήρχαν κι άλλα τεστ σχετικότητας τα οποία είχαν την ίδια σχέση αμοιβαίας ενίσχυσης με αυτά τα τεστ όπως είχαν και μεταξύ τους. Για παράδειγμα, υπήρχαν παρατηρήσεις της κόκκινης παρέκκλισης. Επακόλουθο της θεωρίας του Αϊνστάϊν ήταν το ότι το ηλιακό φως θα πρέπει να επηρεάζεται από το ηλιακό βαρυτικό πεδίο, έτσι ώστε όλα τα μήκη κύματος θα μετατοπίζονταν ελαφρά προς το κόκκινο άκρο του φάσματος. Τα αποτελέσματα των ποσοτικών προβλέψεων δέχτηκαν επιθέσεις με ακόμα πιο πολλές δυσκολίες από τους υπολογισμούς των κάμψεων των ακτίνων φωτός. Οι πειραματικές παρατηρήσεις που έγιναν πριν και μετά το 1919, ήταν ακόμα πιο ανεπαρκείς. Όμως μετά την ερμηνεία της έκλειψης, οι παρατηρήσεις είχαν πάρει σταθερά το μέρος του Αϊνστάϊν, οι επιστήμονες ξαφνικά άρχισαν να βλέπουν επιβεβαίωση στην κόκκινη παρέκκλιση, όταν πριν είχαν δει μόνο σύγχυση. Ακριβώς όπως στο παράδειγμα βαρυτικής ραδιενέργειας στο κεφάλαιο 5, η δήλωση ενός σταθερού συμπεράσματος προκάλεσε σταθερό έδαφος για να επιτευχθεί αυτό το συμπέρασμα. Από τη στιγμή που ο σπόρος κρυστάλλου προσφέρθηκε, η αποκρυστάλλωση του καινούριου επιστημονικού πολιτισμού γίνεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Η αμφιβολία για την κόκκινη παρέκκλιση άλλαξε σε βεβαιότητα. Ο Τζων Ίαρμαν και ο Κλακ Γκίμουρ, από τους οποίους δανειστήκαμε πολλά από τις παρατηρήσεις του Έντιγκτον για εμάς, το θέτουν έτσι:

Πάντα υπήρχαν μερικές φασματώδεις γραμμές που μπορούσαν να θεωρηθούν τόσο μετατοπισμένες όσο ο Αϊνστάϊν χρειαζόταν - όλα αυτά που χρειάζονταν για να θεμελιώσουν την πρόβλεψη της κόκκινης παρέκκλισης, ήταν η προθυμία να απαλλαγούν από τα περισσότερα στοιχεία και την ευφυία να επινοήσει επιχειρήματα τα οποία θα δικαιολογούσαν αυτή την πράξη. Τα αποτελέσματα της έκλειψης έδωσαν στους φασματοσκόπους τη θέληση. Πριν το 1919 κανένας δεν υποστήριξε ότι έχει επιτύχει φασματικές παρεκκλίσεις του ζητούμενου μεγέθους. Αλλά μέσα σε ένα χρόνο από την ανακοίνωση των αποτελεσμάτων της έκλειψης, αρκετοί ερευνητές ανέφεραν ότι βρήκαν την επίδραση του Αϊνστάϊν. Η κόκκινη παρέκκλιση επιβεβαιώθηκε επειδή φημισμένοι άνθρωποι συμφώνησαν να απαλλαχθούν από ένα μεγάλο μέρος των παρατηρήσεων. Το έκαναν αυτό εν μέρει επειδή πίστευαν τη θεωρία. Και πίστευαν τη θεωρία και πάλι τουλάχιστον εν μέρει, επειδή πίστευαν τις βρετανικές αποστολές της έκλειψης που το είχαν επιβεβαιώσει. Οι βρετανικές αποστολές της έκλειψης επιβεβαίωσαν τη θεωρία μόνο όταν μέρος των παρατηρήσεων πεταγόταν και οι διαφορές στις εναπομείνασες αγνοήθηκαν. (Earman and Glymour, 1980, σ. 85).

Έτσι ο Έντιγκτον και ο βασιλικός αστρονόμος έκαναν τις δικές τους απαλλαγές και αγνόησαν τις διαφορές οι οποίες με τη σειρά τους οδήγησαν σε άλλη ομάδα από άγνοια και απαλλαγές των διαφορών, οι οποίες κατέληξαν σε συμπεράσματα γύρω από την κόκκινη παρέκκλιση που δικαιολογούσαν την πρώτη ομάδα των απαλλαγών ακόμα παραπάνω. Αυτό που εφαρμόζεται στη σχέση δύο από αυτές τις ομάδες παρατηρήσεων, εφαρμόζεται a fortiori σε όλα τα τεστ της σχετικότητας που γίνονταν περίπου εκείνη την εποχή. Κανένα τεστ ειδωμένο από μόνο του δεν ήταν αποφασιστικό ή ξεκάθαρο, αλλά όλα μαζί ενεργούσαν σαν ένα υπερβάλλον κίνημα. Έτσι άλλαξε η κουλτούρα των επιστημών σε αυτό που τώρα πιστεύουμε σαν την αλήθεια για το χώρο, το χρόνο και τη βαρύτητα. Συγκρίνετε αυτή την διαδικασία με ας πούμε πολιτική κατεύθυνση της επιστημονικής συμφωνίας γνώμης από το κέντρο -το οποίο είναι κοντά σε αυτό που συνέβη κάποτε στην Σοβιετική Ένωση- και είναι αξιοθαύμαστα επιστημονικό για τους επιστήμονες να έχουν ελεύθερη συμφωνία γνώμης, αφήνοντας μόνο μια μικρή μειοψηφία αυτών που δεν θα συμφωνήσουν. Συγκρίνετέ το όμως με την εξιδανικευμένη αντίληψη της επιστημονικής μεθόδου στην οποία τα τυφλά τεστ προλαμβάνουν τις προκαταλήψεις των παρατηρητών που εισάγονται στις παρατηρήσεις και είναι περισσότερο σαν την πολιτική.

Δεν έχουμε κανένα λόγο να πιστεύουμε ότι η σχετικότητα δεν είναι τίποτα άλλο από την αλήθεια -και είναι μια πολύ όμορφη, απολαυστική και εκθαμβωτική αλήθεια- αλλά είναι μια αλήθεια που προέκυψε σαν αποτέλεσμα αποφάσεων για το πώς θα πρέπει να ζούμε τις επιστημονικές μας ζωές, και πώς θα πρέπει να οδηγήσουμε τις επιστημονικές μας παρατηρήσεις. Ήταν μια αλήθεια που προήλθε από συμφωνία για νέα πράγματα. Δεν ήταν μια αλήθεια βεβιασμένη από την αδυσώπητη λογική μιας ομάδας κρίσιμων πειραμάτων.

Αυτή η περίεργη ακολουθία από αιτίες μπορεί να είναι ένας αρκετός λόγος για απόγνωση από τη μεριά αυτών που βλέπουν στις επιστήμες ένα μοντέλο αντικειμενικότητας και λογικής. Αυτή η διάθεση θα έπρεπε να φωτιστεί από την αντανάκλαση ότι η θεωρία στην οποία ο Έντιγκτον τοποθέτησε την πίστη του επειδή την θεωρούσε όμορφη και βαθιά -και πιθανά επειδή θεωρούσε ότι θα ήταν το καλύτερο για τον κόσμο αν ήταν αλήθεια- αυτή η θεωρία όσο ξέρουμε ακόμα κρατά την αλήθεια για το χώρο, το χρόνο και τη βαρύτητα (σ. 85).



Δεν υπάρχουν σχόλια: