Historia jest zwykle opowiadana zaczynając od artykułu Einsteina z 1915 r. Wyjaśnienie ruchu peryhelium Merkurego z ogólnej teorii względności, a przynajmniej jego szkiców z lat 1913-14. Był to pierwszy triumf ogólnej teorii względności. Ale w jaki sposób Einstein skupił się na Merkurym w pierwszej kolejności?

Wczesne prace Einsteina wydają się być dość odległe od astronomii. Szczególna teoria względności wyrosła z klasycznej elektrodynamiki, podobnie jak efekt fotoelektryczny, praca nad ciepłem i ruchami Browna są również dalekie od astronomii. Nawet ogólna teoria względności wynikała z filozoficznych obaw dotyczących ogólnej kowariancji itp., A nie z empirycznych problemów astronomii. Nie jestem pewien, jak dobrze znana była wówczas anomalia Merkurego, ale Kelvin i inni nie wspomnieli o niej jako o jednej z „chmur”. Rozwijając ogólną teorię względności, Einstein dowiedział się o rachunku tensorowym od znajomego geometra, być może miał też przyjaciela astronoma?

Kto lub co zwróciło uwagę Einsteina na Merkurego i kiedy? Co zaalarmowało go, że sprawa Merkurego różni się od wszystkich innych przypadków, gdy chodziło o przyziemne wyjaśnienie?

Kolejną zmianą jest to, że szczególna teoria względności w połączeniu z prawem odwrotnych kwadratów już powoduje precesję orbit eliptycznych. Sommerfeld wiedział to co najmniej w 1916 r., kiedy udoskonalił model atomu wodoru Bohra za pomocą poprzedzających orbit eliptycznych w ramach specjalnej kinematyki względności. obliczenia na Physics SE pokazują, że ten efekt może odpowiadać za około 7 „z 43” anomalnej precesji Merkurego na sto lat.

Czy Einstein lub jemu współcześni byli świadomi ten efekt dla Merkurego przed 1915 rokiem i jak odbijał się on na szczególnej teorii względności, gdyby tak było?

EDYTUJ: Odpowiedź VicAche'a poniżej doprowadziła mnie do Podbicia Rozdział o peryhelium w książce Kevina Browna Reflections on Relativity, który zawiera podsumowanie całej historii poniżej.

Einstein po raz pierwszy wspomina Merkurego w liście do Habichta z 1907 roku: „ Obecnie pracuję nad relatywistyczną analizą prawa grawitacji, za pomocą której mam nadzieję wyjaśnić wciąż niewyjaśnione świeckie zmiany w peryhelium Merkurego. "Najprawdopodobniej wziął ten pomysł z Mach's Science of Mechanics, w którym wspomina się" tylko Paul Gerber, z okołobłonkowego ruchu Merkurego, czterdzieści jeden sekund w wieku, znajduje prędkość propagacji grawitacji, aby była taka sama jak światła. "To bezpośrednio sugerowało, że anomalia Merkurego, w przeciwieństwie do wielu innych, była relatywistyczna.

W 1906 roku Seeliger podał alternatywne wyjaśnienie dotyczące korony słonecznej, które przekonało wielu jego współczesnych, ale nie Einsteina. I nie Poincare, który wspomniał w książce Science and Method z 1908 r., Że szczególna teoria względności już przewiduje wzrost o 7 cali dla peryhelium Merkurego. Dalej napisał (odpowiadając na moje drugie pytanie): „ Nie można tego traktować jako argumentu nową dynamikę, ponieważ wciąż musimy szukać innego wyjaśnienia większej części anomalii związanej z Merkurym, ale tym bardziej nie można jej traktować jako argumentu przeciwko niej. "To prawdopodobnie potwierdziło relatywistyczny charakter anomalii w oczach Einsteina. Oryginalna wersja nowej teorii grawitacji („Entwurf”) Einsteina przewidywała najpierw negatywną precesję, a następnie 18 „zamiast 45”, co było jednym z trzech powodów, dla których porzucił ją na rzecz tego, co obecnie nazywamy ogólną względności.

P.S. Chociaż Merkury jest jedynym przedstawionym w tej historii, anomalii orbitalnych jest mnóstwo, podobnie jak propozycji zmiany praw grawitacji. Newton nie był w stanie wyjaśnić wszystkich precesji Księżyca, a Clairaut zasugerował modyfikację prawa odwrotnych kwadratów, zanim odkrył, że problemem nie było zachowanie wystarczającej liczby terminów w szeregu Taylora do rozwiązania. Anomalia Urana doprowadziła do przepowiedni Leveriera o Neptunie, a Leverier, który również odkrył anomalną precesję Merkurego, zasugerował nową planetę Vulcan, aby to wyjaśnić.

Wulkan nie zmaterializował się do 1915 r., ale Pluton nie pojawił się do 1930 r. i obwiniano go za anomalie orbitalne Urana i Neptuna znane w czasach Einsteina. Po odkryciu okazało się, że mały Pluton nie był jednak za to odpowiedzialny, błędne oszacowanie masy Neptuna było. Również w czasach Einsteina nadal istniała znana anomalia księżycowa, która została rozwiązana dopiero w latach czterdziestych XX wieku, a winowajcą była niejednorodność obrotu Ziemi. Newcomb zasugerował chmurę zodiakalną i inną modyfikację prawa odwrotnych kwadratów zamiast Vulcan for Mercury. Nowsza anomalia pionierska również wywołała wiele spekulacji na temat nowej fizyki grawitacji (MOND), ale ostatecznie została przypisana subtelnemu ciśnieniu termicznemu. Niektórzy sugerowali, że był odpowiedzialny za to wcześnie.