果没有引力场，或者沿着地心径向运动，那么炮弹走直线了。显然，牛顿苹果的下落属于后者的地心指向运动情况。
    就此，爱因斯坦广义相对论提出了三个可以验证的实验，并在其后由天文学家和物理学家实现了验证。这就是引力红移，光线偏折和水星近日点进动。后来又增加了第四个验证，即雷达回波的时间延迟。
    第30章 亚特兰蒂斯城的星际旅途
    引力红移，广义相对论认为，引力势强的地方，固有时间的流逝速度慢，也就是说离天体越近，时间越慢。
    这样，天体表面原子发出的光周期变长，由于光速不变，相应的频率变小，就会向光谱中红光方向移动，称为引力红移。宇宙中有很多致密的天体，可以测量它们发出的光的频率，并与地球的相应原子发出的光作比较，发现红移量与相对论预言一致。
    上世纪60年代初，物理学家在地球引力场中利用伽玛射线的无反冲共振吸收效应(穆斯堡尔效应)测量了光垂直传播产生的红移，结果与广义相对论预言一致。按照光的波动说，光在引力场中不应该有任何偏折，按半经典式的“量子论加牛顿引力论“的混合概念，用普朗克公式E=hv和质能公式E=Mc^2求出光子的质量，再用牛顿万有引力定律计算得到太阳附近的光的偏折角，是约0.87角秒。而由广义相对论计算得到的偏折角是1.75角秒，为前者的两倍。
    1919年，一战刚结束，英国科学家爱丁顿领导的两支考察队，利用跨大西洋日全食的机会观测，得到的结果约为1.7角秒，而且刚好在相对论实验误差范围之内，引起误差的主要原因可能是太阳大气对光线的偏折。、
    在现代，通过射电望远镜可以观测类星体的射电信号在太阳引力场中的偏折，而不必等待日全食这种稀有的机会。高精度的测量结果进一步证实了广义相对论的结论。、
    进一步，当星体光源发出的光在引力场（星系及黑洞）附近经过时，光线会像通过透镜一样发生弯曲，当光路经过引力场不同位置时，这导致地面观测者看到若干个星体的成像，此类引力透镜现象极其普遍地被天文学家观测到。
    水星近日点进动，天文观测记录了水星近日点（椭圆轨道短轴位置）每百年移动5600角秒，研究者曾经考虑了各种因素，根据牛顿理论只能解释其中的5557角秒，剩余的43角秒不知从何而来，无法解释。广义相对论的计算结果与平方反比的万有引力定律有所差异，这一差异刚好使水星的近日点每百年移动43角秒。
    雷达回波时间延迟，广义相对论认为光子靠近引力场时，就会发生时间延迟效应。光线轨迹在引力场中弯曲，使得其路径延长。
    这种的弯曲现象可以等价地看成是一种折射，相当于有效光速减慢，因此从空间某一点发出的信号，如果途经太阳附近，到达地球的时间将有所延迟。这一想法首先由美国物理学家夏比洛(Shapiro)于1964年提出，由此来检验广义相对论是否正确。从地球向行星发射雷达信号，接收行星反射的信号，测量信号往返的时间。
    如果太阳正好处于行星和地球的连线，那么信号往返时间较没有太阳的情况变长。如此，可以检验空间是否发生了弯曲，是否有时间延迟。、
    1960年代美国物理学家克服重重困难，完成了有关实验。研究小组先后对水星、金星与火星进行了雷达实验，证明雷达回波确有延迟现象，太阳质量导致的雷达波往返的时间延迟将达到200毫秒左右，结果与广义相对论预言相符。近年研究人员试验月球作为反射靶，实验精度有所改善，所得结果与广义相对论理论值一致。
    2003年天文学家利用卡西尼号土星探测器，重复先前的实验，测量精度在0.002%范围内观测与理论一致，这是迄今为止精度最高的广义相对论实验验证。此外，在毫秒脉冲星双星系统的计时观测中，来自星体的脉冲信号到达地球的时间存在延迟，这与广义相对论引力时间延迟的影响一致。
    第31章 关于相对论
    相对论分为广义相对论和狭义相对论。
    关于狭义相对论，在牛顿的世界里，时间和空间是绝对的，不变的和静止的，物理学中称之为绝对时空观。因为这种观点使得牛顿力学运用起来是那么的得心应手，以至于长久以来统治着人类的大脑，让牛顿的地位在科学界，特别是天文学界是那么的不可撼动。
    直到200多年后，一位在科学界可以与牛顿比肩而立的科学巨匠的横空出世，才打破了这种观念。可能大家都知道，我要说的这位科学怪人是谁。不错，他就是赫赫有名的阿尔伯特·爱因斯坦!
    爱因斯坦的成功来源于他16岁时的一次大开脑洞的幻想。他对自己说，要是我能和光一样快速前进，与它并肩而行，我将会看见什么样的情景?
    当时麦克斯韦已经给出了完美的电磁理论，认定光是一种电磁波，于是就产生一个矛盾。爱因斯坦认为，如果按照牛顿理论，我们总可能达到光速，与它一起前进，这是光在我们的眼里应该就是一列列静止的波动，爱因斯坦称之为冻结的波;在别人看来，以光速前进的人也一样和这列被追上的波一起前进。可是，根据麦克斯韦电磁理论，不管我们以多快的速度运动，光都将以同样的速度离开我们。
    在现实生活中，这是那难以想象的。就是说，在真空中，光是