Световой луч в гравитационном поле искривляется . Траектория фотона (частицы света) в стационарном грави-тационном поле в общем случае не является прямой ли-нией (пространственной геодезической).
Свет — это электромагнитные волны определенных час-тот. Уравнения электродинамики формулировались для инерциальных систем отсчета, и в инерциальной системе в пустоте световые лучи будут прямыми. Ньютоновская тео-рия гравитации не предусматривает никакой связи между явлениями электромагнетизма и гравитацией, и поэтому предсказание эйнштейновской теорией искривления све-товых лучей полем тяготения Солнца было революцион-ным и вызвало большой интерес у физиков.
Искривление световых лучей гравитационным полем мо-жет быть понято без вычислений, с помощью мысленного эксперимента, предложенного Эйнштейном. Пусть лифт удерживается в шахте электромагнитом. На про-тивоположных стенках лифта на одном уровне имеются отверстия, причем напротив одного из отверстий на стене шахты находится источник света. Как только включается источник света, от-ключается электромагнит и лифт начинает сво-бодно падать. В момент включения света лифт становится инерциальной системой отсчета, в ко-торой свет распространяется прямолинейно. По-этому световой луч, войдя в первое отверстие, выйдет через второе. Но за время прохождения светом расстояния L до второй стенки лифта, рав-ное L / c , лифт опустится на высоту h = gL 2 / 2 c 2 и луч выйдет из второго отверстия в шахту ни-же точки, в которой он был испущен. В систе-ме отсчета, связанной с шахтой, луч будет ис-кривлен.
Обнаружение искривления световых лучей гравитационным полем было первой экспериментальной проверкой (если не считать объяснения прецессии орбиты Меркурия) новой теории тяготения. Материал с сайта
Во время полного солнеч-ного затмения становятся видимыми звезды. Если сфотографировать звезд-ное небо в окрестности Солнца и сравнить полу-ченную фотографию с фотографией того же участка звездного неба, сделанной в другое вре-мя, то, при наличии ис-кривления световых лу-чей, положение звезд на фотографиях будет раз-личным. В пределах неиз-бежных ошибок выводы новой теории тяготения были подтверждены.
На этой странице материал по темам:
изменение направления светового луча
Альтернативные описанияВ астрономии это кажущееся отклонение звезд от их истинного положения на небосводе
В биологии, отклонение от нормального строения организма, часто выражающееся лишь в иной величине или окраске
Изменение видимого положения светила, вызванное конечным значением скорости света и движением наблюдателя вместе с Землей
Искажение, дефект, ухудшает изображение в оптических приборах
Отклонение от нормы
Отклонение световых лучей под влиянием скорости движения Земли
Искажение в оптических системах
Искажение изображения в оптических системах
Кажущееся отклонение светила от его истинного положения
Отклонение от чего-либо, а также искажение чего-либо
Кажущееся смещение небесных светил, вызываемое вpащением Земли вокpуг Солнца и вpащением ее вокpуг своей оси
Искажение, даваемое оптическими приборами
Заблуждение
Ж. лат. физич. рассыпчивость и россыпь ломаных лучей света; астроном. видимое изменение места светила, от траты времени на достижение до нас луча света и от бега земли вкруг солнца; излом, уклон
В отличие от теории Ньютона искривление траектории тела, движущегося в поле тяготения, происходит не из-за действия силы, а вследствие особых свойств пространства. Движение по инерции согласно общей теории относительности происходит в искривленном пространстве-времени.
Поскольку все тела, включая световые лучи, движутся в отсутствие сил по искривленным траекториям, можно считать, что само пространство искривлено.
Физические свойства пространства вблизи тяготеющих масс отличаются от свойств пространства вдали от них. «Структура ОТО такова, что уравнения гравитационного поля… совместимы только с таким движением масс… которое удовлетворяет уравнениям сохранения энергии и импульса» (Я. Б. Зельдович, И. Д. Новиков Общая теория относительности и астрофизика). Это значит, что если в классической теории уравнения поля существовали отдельно от уравнений движения, то в общей теории относительности уравнения гравитационного поля содержат в себе уравнения движения.
Эйнштейн в своей теории вообще отказался от понятия силы тяготения, заменив ее воздействие искривлением мировых линий, искривлением самого пространства-времени. Но математический аппарат общей теории относительности оказался чрезвычайно сложным, а поправки к ньютоновой теории тяготения, полученные в результате каторжной вычислительной работы, совершенно ничтожны. Планк по этому поводу как-то сказал Эйнштейну: «Все так хорошо объяснялось, зачем вы занялись этим снова?»
Существует не так много контрольных опытов, в которых можно различить предсказания теории Эйнштейна. Экспериментальная проверка общей теории относительности была предложена ее автором. Эйнштейн указал на три эффекта: отклонение луча света при прохождении вблизи массивного тела, вращения перигелиев планет, гравитационное смещение частоты электромагнитного излучения.
Когда луч света проходит через гравитационное поле, его траектория должна искривляться (на основании принципа эквивалентности). Уже Ньютон ставил перед собой этот вопрос «Не действуют ли тела на свет на расстоянии и не изгибают ли этим действием его лучей?» Здесь Ньютон имеет в виду объясняющее дифракцию отталкивание света от тел, не зависящее от их массы.
Наиболее сенсационная из всех проверок общей теории относительности была проведена в 1919 г. во время полного затмения Солнца английским астрономом А. Эддингтоном. Согласно ОТО тяготение искривляет световые лучи. Это искривление настолько ничтожно, что его нельзя зарегистрировать с помощью какого-либо опыта, проводимого в лаборатории, но оно может быть измерено астрономами во время полного затмения Солнца. Солнечный свет задерживается Луной и звезды, расположенные вблизи края Солнца, становятся видимыми. Свет от них проходит через самую сильную часть поля тяготения Солнца. Сдвиг в видимых положениях этих звезд должен указывать на то, что тяготение Солнца изгибает путь света.
Физика Ньютона также предсказывала искривление света в поле тяготения, но уравнения Эйнштейна давали вдвое большее отклонение. Отклонение светового луча оказалось близко к предсказанию Эйнштейна, но трудности при проведении точных измерений положений звезд во время затмения оказались значительно большими, чем предполагал Эддингтон.
Эддингтон сделал доклад на совместном заседании Королевского общества и Астрономического общества в Лондоне. Президент Королевского общества Дж. Дж. Томсон во вступительной речи сказал: «Это открытие не отдаленного острова, а целого континента новых научных идей. Это величайшее открытие со времен Ньютона» (Philipp Frank . Einstein, his life and times. N. Y., 1947, p. 141.).
На конференции королевского общества в 1962 г. группа ученых пришла к заключению, что так как трудности очень велики, то наблюдающим затмения не стоит больше пытаться проводить такие измерения.
Луч света, проходящий на расстоянии 
от центра Солнца, отклоняется под действием тяготения на угол
(1)
где 
соответственно масса и радиус Солнца.
Максимальное отклонение должно наблюдаться для луча, проходящего у края солнечного диска, где 
Наблюдения во время затмения 1952 г. дали 