Relativiteettiteoria

Albert Einsteinin esittämän relativiteettiteorian mukaan ei kappale voi välittömästi matkan päästä vaikuttaa toiseen, vaan on tämän vaikutuksen edettävä avaruudessa samalla nopeudella kuin valo.

Myöskin painovoimalla täytyy tästä syystä olla etenemisnopeus, joka on valon nopeuden suuruinen, ja tämä tekee Newtonin attraktsionilain modifioimisen tarpeelliseksi. Erilaisia tällaisia muodostelmaehdotuksia tehtiinkin erityisen relativiteettiteorian (vuonna 1905) nojalla, mutta Einsteinin oli sallittu keksiä painovoimaprobleemin nerokas ratkaisu, joka selittää taivaankappaleiden liikunnot ei ainoastaan yhtä hyvin kuin Newtonin laki vaan vielä paremmin.

Kiertotähti Merkuriuksella on radan akselin kiertyminen huomattu 43 kaarisekunniksi 100 vuodessa. Tätä kiertymistä ei Newtonin attraktsionilaki voi luontevasti selittää, mutta Einsteinin teoria antaa eräitä pieniä poikkeuksia sanotusta laista, jotka juuri edellyttävät radanakselin havaitun suuruisen kiertymisen.

Toinen johtopäätös Einsteinin teoriasta on, että valonsäteet taipuvat sivuuttaessaan taivaankappaleen. On aivan kuin taivaankappale vetäisi valoa puoleensa, mutta ei ole kuitenkaan missään tapauksessa Einsteinin mielestä ajateltava, että valo olisi kokoonpantu aineellisista hiukkasista. Jos valolla olisi tuollainen aineellinen luonne, niin saattaisivat puoleensavetävät massat sen myös poikkeamaan suunnastaan, mutta poikkeaminen tulisi olemaan vain puolet siitä, minkä Einsteinin teoria edellyttää.

Säteeltä, joka sivuuttaa auringon läheltä sen reunaa, Einsteinin teoria vaatii 1,7 kaarisekunnin poikkeuksen. Asiaa voidaan tutkia vain täydellisen auringonpimennyksen sattuessa, sillä vain tällöin on mahdollista valokuvata auringon reunassa olevia tähtiä; kuun ja kiertotähtien massat taas ovat aivan liian pienet saattaakseen valosäteet huomattavasti poikkeamaan suunnastaan.

Tarkat havainnot auringonpimennyksen aikana vuonna 1919 näyttävät todenneen valosäteiden poikkeuksen, joka oli niin suuri, kuin Einstein oli ennustanut.

Koska Einsteinin teorian edellyttämät poikkeukset aikaisemmin tunnustetuista laeista ovat niin pieniä, tuottavat kaikki näiden poikkeuksien toteamiseksi tehtävät kokeelliset tutkimukset hyvin suuria vaikeuksia. Missä kuitenkin nämä tutkimukset ovat tuottaneet tuloksia, tukevat ne Einsteinin teoriaa.¹