为什么日食对于工程师很重要？
为什么日食对于工程师很重要？
日全食帮助证实了爱因斯坦的相对论。如今，我们仍使用相同的原则对时间测定进行做出极其微小的修正，从而实现精确的 GPS 定位。
全球导航卫星系统和全球定位系统已经融入我们日常生活的方方面面 — 汽车、手机、宠物追踪器、无人机等等，但是，GPS 是因为爱因斯坦的广义相对论才得以实现 — 但如果不是因为 1919 年的日全食，他的全部理论就会变成徒劳。
爱因斯坦和时空
爱因斯坦推理证明，质量并不仅产生引力，它还能弯曲被他称为时空的理论结构，很像重量能够弯曲放平的弹性面料一样。但在当时，的确没有一个好的方法来证明自己的理论。爱因斯坦只能在理论上推导出场方程，用以估算特定数量的质量（例如太阳）导致的弯曲幅度。
恒星的突破
英国皇家天文学家弗兰克·沃森·戴森爵士构思出一个可真正测试出时空是否存在以及质量对其有何影响的实验。爱因斯坦从理论上说明，就像经过太阳的行星发出的光，这道光线会发声足够的弯曲，我们在地球上才能真正看到行星正好位于太阳“后面”，和它的实际位置不同。但爱因斯坦永远无法拍摄太阳后面的行星的图片，因为不可能直接捕获到在太阳…后面显得无比黯淡无光的星光，就像弗兰克·沃森·戴森爵士提出的观点一样，它处于日全食！找到了！
直到 1919 年 5 月 29 日的那场日全食才做到这一点。这场日全食从非洲横跨到巴西，戴森爵士和阿瑟·爱丁顿率领了两支探险队去寻求他们所需的证明。探险队被派往巴西索布拉尔和非洲普林西比岛。在两地之间拍摄了数十张日全食的照片，全部都被用来证实了爱因斯坦的理论以及他的准确预测。
虽然它看上去几乎和人眼一模一样，但您看到的太阳周围的行星实际上的位置和我们在地球上看到和阐释的位置不同。这一现象现在被称为引力透镜，对于爱因斯坦而言，这也是证明他所拥有的最伟大理论之正确性的证据。在我们的物质日常世界中，引力实际上会直接地影响时间。
从时空到卫星技术
自从爱因斯坦的理论得到证明后，我们一次又一次地不断看到广义相对论本质上就在我们周围。现代科学已经非常精确地测量出引力及其对于时间影响之间的差异，如果您进入美国国家标准与技术研究院实验室，并且站在高于您朋友 33 厘米的位置 79 年的时间，您的衰老速度可能会比他们要快九百亿分之一秒。但是他们使用一对一模一样的铝钟来确定。爱因斯坦当时并没有这些，但他们的研究证明了他的理论完全一样。
最终，这就意味着在我们现代，以不同速度走动的钟表所受的引力场强度不同。由于 GPS 卫星在离地表 2 万公里高的位置飞行，它们感受到的引力拉力和我们感受到的有很大不同，而且转动速度比地球上的钟表快，…但不会快很多。1977 年首次在 GPS 卫星上装载铯原子钟时，它被设计成比地球上的钟表“转动”得要慢 38 µs，这样它们就能在受到广义相对论管制之后匹配相同的时间戳。后来，这个完全被爱因斯坦预测到的极小修正，推动了开创性 GPS 模块的诞生，能够以准确到几厘米的精确度将全球位置告诉您。
来源：
弗兰克·沃森·戴森爵士《1919 年 5 月 29 日全食观测证实太阳引力场对光线的偏折作用》。1919 年 11 月 6 日
《美国国家标准技术研究所一对铝钟使用人体秤揭示了爱因斯坦的相对论》。2010 年 9 月 23 日。