爱因斯坦151聚利时的惋惜和色散解释、引力红移天文检测11.8-9

    1911年8月26日，乌得勒支大学物理学、自然地理学和气象学教授威廉·亨利·聚利时（WilleHenri Julius，1860年-1925年）又立马给爱因斯坦回了信，他首先收到了爱因斯坦寄给他的广相再现论文《论引力对光的传播的影响》校样，之后才收到了爱因斯坦婉言谢绝聚利时发来的到乌得勒支大学任教的私人邀请，对此，聚利时深表惋惜：

    “知道您的信今天才能到而校样昨天已经到了，我昨天就想，肯定是装错信封了；由于这些校样往往是很紧急的，所以，我(匆匆看过之后)把它们交回程邮班寄回了——我现在对此感到懊悔。www.rulanshu.com

    我很理解您对再次改变居住地址的看法；然而我感到非常失望，因为我们不得不放弃把您拉过来的希望了。我们的大学在数学物理学方面需要有一位有才能的代表，我非常渴望与您进行激励人的科学交往。”

    聚利时认为即使色散能引起日光的吸收谱线向光谱的红端区的表现移位，也依然不能抹除爱因斯坦提出的引力红移理论的意义，色散和引力红移并不矛盾：

    “我觉得，引力也有可能引起弗劳恩霍夫（Fraunhofer）谱线红移这一点非常有意思。人们是否已能从您寄给我的这篇文章中看出这一点？也许您以后会对它做出解释?

    无论如何，匆匆读过之后我还不能马上理解这个问题。不过，即使证明色散必然会引起明显的移位，您的思想也不至于要扔到废纸篓里，因为在我看来，这两种原因并不是彼此排斥的。”

    之后，聚利时向爱因斯坦解释了自己的谱线红移漫射理论：

    “至于因漫射而产生的移位的量值，可作如下说明。

    按照我的理论，向红端的移位是基于这一假定，即太阳大气层在给定的吸收谱线处本应具有的折射率n0，当该谱线不在那里时，其值大于1；因此，n-1的平均绝对值在谱线的红光一侧大于谱线的紫光一侧。

    如果像我所认为的那样，弗劳恩霍夫谱线的宽度主要取决于反常漫射(和折射)，那么就只能说，移位可能往往只相当于这个宽度的一小部分(例如1/10或1/20)。

    而这看起来与观察结果是相当吻合的，因为按照亚当斯、法布里、布韦松以及其他一些人的观点，移位变化的量值很大，约为0.005?，而平均强度的谱线的宽度变化，则介于0.07?与0.16?之间。

    （注：埃米，外文名?ngstroANG或?，是晶体学、原子物理、超显微结构等常用的长度单位，音译为“埃”，符号为?，1?等于10-10即纳米的十分之一。

    沃尔特·西德尼·亚当斯，Walter Sydney Ada，1876年12月20日－1956年5月11日，美国天文学家；

    夏尔·法布里，Charles Fabry，1867年-1945年，法国物理学家；

    亨利?布韦松，Henri Buisson，1873年—1944年，法国物理学家。）

    那么，仍然存在的问题是，弗劳恩霍夫谱线的宽度是否真的本质上基于反常色散？

    我已经提出了这样一个假说，即实际的吸收区定义得很明确；那么，是光谱中的漫射区超出了它们（注：漫射区大于实际吸收区的定义，因此，实际吸收测量结果偏低）。

    此外，至少分子色散和因不规则的折射而产生的色散有可能导致太阳大气层中光的明显衰减，因为即使在相对来说较薄的地球大气层中也会产生这种影响。多少从这点来看，我觉得我的观点是有充分依据的。当然，谁也无法给出太阳大气层中漫射量值的确切数字；但是，这个假说的推论几乎在每一个细节上都与观察有着定性的一致。”

    聚利时认为目前尚未有靠谱的证据和意见来反驳自己的漫射理论，因此，他希望爱因斯坦帮助自己完善甚至推翻自己的理论：

    “天体物理学家不“相信”反常色散对现象的巨大影响，也许他们害怕这样一种影响。但是这样并不能有什么出路。我还没有遇到什么合理的反对意见，即不是建立在误解之上的反对意见。

    如果您对这个问题感兴趣，并且能不时地让我注意到我的论证中的不足之处，我将非常感激。这就是我冒昧地给您寄去几本抽印本的原因。”

    9月1日，爱因斯坦给柏林普鲁士皇家天文台的助理研究员埃尔文·弗伦德利希(Erwin Freundlich，1885年-1964年)回了一封信，感谢其答复此前自己好友利欧·波拉克（Leo Pollak）代替自己咨询天文学检测引力导致光谱红移的可能性问题：

    “非常尊敬的同事先生!

    十分感谢您的这封信，该信当然使我非常感兴趣。如果您愿意解决这个有趣的问题