1922年8月30日,天文学家威廉·华莱士·坎贝尔(William Wallace Campbell)抵达西澳大利亚的瓦拉尔(Wallal),观看三周后发生的日食。这已经是一段相当长的旅程了。7月,坎贝尔-加州的利克天文台他从旧金山航行了大约7500英里到达悉尼。从那里,他乘火车穿越澳大利亚到达珀斯,然后坐船向北走了10天,到达布鲁姆镇。当时,他的探险队大约有35人:包括他的妻子伊丽莎白·坎贝尔,以及来自澳大利亚、印度和加拿大的科学家。从布鲁姆出发,两艘载有35吨设备的船驶向80英里海滩,这是他们到达目的地Wallal之前的最后一站。

日食的路径不可能离加州更远。它从非洲东海岸横扫印度洋,然后在Wallal穿过澳大利亚。探险队可以选择圣诞岛、马尔代夫或澳大利亚的其他农村地区。但天气条件对Wallal有利,事实上,它将看到所有地点中最长的日全食。

Wallal处在一个独特的偏僻位置。东边是大沙漠,一片比整个新西兰还大的干旱陆地。除此之外是澳大利亚内陆,这是一片绵延全国的大片丛林。西面是印度洋,每年有五个月的时间会有气旋。

在Wallal安装设备。
在Wallal安装设备。里克天文台照片UA36 Ser.7/特别收藏和档案,大学图书馆,加州大学圣克鲁斯分校

坎贝尔此前曾前往遥远的目的地——西班牙、印度、乌克兰和基里巴提——记录日食。然而,为1922年的日食提供合适的条件是至关重要的。这次考察的目的是检验爱因斯坦的理论广义相对论这本书出版于1915年。为了验证爱因斯坦关于来自遥远恒星的光线会围绕太阳弯曲的预言是否正确,坎贝尔需要完美的条件来拍摄日全食。

这并不是坎贝尔第一次尝试验证爱因斯坦的理论。1914年夏末,随着欧洲走向战争,坎贝尔前往乌克兰观看8月的日食。这次旅行是为了检验爱因斯坦1905年提出的狭义相对论,但由于恶劣的天气而失败。他不仅无法得到任何准确的数据,而且在日食发生前三周正式宣战。他不得不回国,把他的设备留在俄罗斯普尔科沃天文台。

第二次尝试是在1918年6月8日的日食期间——这是最后一次横跨美国大陆的日食,直到2017年8月21日。坎贝尔把自己安置在华盛顿的戈德代尔,但又一次,他很不幸。由于他的仪器仍然滞留在俄罗斯,他不得不在多云的天气里使用借来的设备。他发现这个测试没有结论。

向营地运送补给的驴车。
向营地运送补给的驴车。西澳大利亚州国家档案馆4131B/1/37/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载

次年,一位名叫阿瑟·斯坦利·爱丁顿的英国天文学家前往非洲西海岸的普林西比岛,观看1919年5月29日的日食。他的目标和坎贝尔一样:拍摄星光,看看爱因斯坦的理论是否正确。在6分51秒的时间里,在多变的条件下,爱丁顿成功地捕捉到了他需要的图像。经过仔细分析,英国皇家学会和皇家天文学会宣布1919年11月,他说,“毫无疑问,他们证实了爱因斯坦的预测。我们得到了一个非常明确的结果,那就是光是按照爱因斯坦的万有引力定律发生偏转的。”

1919年的日食结果使爱因斯坦和他的理论闻名世界,即使一些公众——包括报道这一重大事件的记者——仍然如此挣扎理解相对论。(标题来自《纽约时报》1919年11月29日,他写道:无法理解爱因斯坦).然而,一些科学家对此表示担忧精度爱丁顿的盘子。多年来,就连坎贝尔也为自己1918年的研究结果感到困扰。1921年,他写了“事实是,我们不应该尝试用我们在1918年日食发生前一个月借来的不完美和未经测试的镜头进行任何观测。”英国天文学家也想要一个确认爱丁顿的测量。下一次日全食发生在1922年9月21日。坎贝尔把注意力转向寻找最适合重新测试相对论的地方。

幸运的是,坎贝尔探险队的35多人中至少有一人记录了这段旅程。加州大学圣克鲁斯分校里克天文台收集的探险照片是一个非凡的档案,显示了地点的偏远和拍摄日食的工作量。

为利克天文台的40英尺摄像机架设塔台。
为利克天文台的40英尺摄像机架设塔台。西澳大利亚州国家档案馆4131B/2/09/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载
装备在营地里。
装备在营地里。里克天文台照片UA36 Ser.7/特别收藏和档案,大学图书馆,加州大学圣克鲁斯分校

档案管理员阿利克斯·诺顿说:“这次探险的准备工作令人震惊,所有的准备工作都是为了在关键的几分钟内通过望远镜拍摄日全食的照片。”(本故事中的其他图片来自西澳大利亚州档案馆)。档案管理员凯特·邓顿(Kate Dundon)指出,这也很有趣,“他们有远见地记录了他们的天文研究,重点是用摄影来捕捉日食。

其中一个更引人注目的画面显示,设备正在被运到岸上。满载着珍贵设备的捕鲸船必须在26英尺高的沙洲上航行,然后才会被抬过海浪,装上驴车。在尼扬古玛塔当地土著人的帮助下,探险装备被运到了营地。只有在那里,在金合欢树、尘土飞扬的土壤和无情的苍蝇之间,准备工作才能真正开始。

来自当地土著社区的妇女在观察营地。
来自当地土著社区的妇女在观察营地。西澳大利亚州国家档案馆4131B/3/28/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载
暗房帐篷。
暗房帐篷。西澳大利亚州国家档案馆4131B/3/20/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载
特朗普勒博士用利克天文台的5英尺照相机观测太阳。
特朗普勒博士用利克天文台的5英尺照相机观测太阳。西澳大利亚州国家档案馆4131B/2/39/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载

照片还显示了这些仪器的巨大尺寸。坎贝尔的派对就有一个40英尺相机,需要安置在一个特别建造的塔。还有两台15英尺(约合6米)高的摄像机,以及17平方英寸(约合6厘米)、四分之一英寸厚的玻璃板。树间搭的帐篷成了临时的暗房。

照片档案还揭示了营地的另一面:凌乱的帐篷被命名为Café爱因斯坦。这群人享受了一次海滩之旅,加拿大天文学家克拉伦斯·钱特记录在他对这次探险的描述中。另一张照片显示,伊丽莎白·坎贝尔并不是唯一在场的女性,她在探险中发挥了重要作用,这在那个时代是不同寻常的。诺顿说,她参与了“日食营地的许多日常操作,并帮助操作摄谱仪和冲洗照相底片。”“我们对这些探险中日常生活的了解大部分来自伊丽莎白详细的日记和照片剪贴簿,”所有这些也都是UCSC收藏的一部分。

咖啡馆爱因斯坦。
咖啡馆爱因斯坦。西澳大利亚州国家档案馆4131B/2/5/经西澳大利亚州图书馆委员会许可转载
伊丽莎白·坎贝尔在弗洛伊德望远镜。
伊丽莎白·坎贝尔在弗洛伊德望远镜。里克天文台照片UA36 Ser.7/特别收藏和档案,大学图书馆,加州大学圣克鲁斯分校
当时不同寻常的是,探险队中有五名女性,包括伊丽莎白·坎贝尔(最左)。
当时不同寻常的是,探险队中有五名女性,包括伊丽莎白·坎贝尔(最左)。里克天文台照片UA36 Ser.7/特别收藏和档案,大学图书馆,加州大学圣克鲁斯分校

在完美的条件下,1922年9月21日下午,天空变暗了。数月的准备和数年的尝试,让坎贝尔取得了这5分19秒的成绩。他那天所看到的现在是利克天文台藏品的一部分。他的一张日食照片显示日冕围绕着一颗黑暗的月亮燃烧;在它周围,天空点缀着圆圈。这些圆圈“表示太阳边缘周围恒星的位置,只有在日食发生时才能在这个位置看到,”诺顿说。这是她最喜欢的照片之一。“从艺术和科学的角度来看,这张日全食的照片都令人惊叹——首先,它很华丽,但更重要的是,它证实了爱因斯坦的广义相对论。”

爱因斯坦展示日全食的盘子。
爱因斯坦展示日全食的盘子。里克天文台照片UA36 Ser.7/特别收藏和档案,大学图书馆,加州大学圣克鲁斯分校

但在他确认任何事情之前,坎贝尔和参加沃尔日食派对的罗伯特·特朗普勒必须将结果与对照盘子进行比较。尽管天气炎热,尘土飞扬,一些盘子还是在Wallal冲洗,其余的在Broome冲洗,然后返回珀斯。这些照片随后被运回利克天文台,在那里它们可以被仔细分析。坎贝尔知道这里的条件很好,不像在圣诞岛的英国探险队:云完全遮住了他们的视线。媒体对会议结果的兴趣和猜测铺天盖地。1923年4月12日,坎贝尔证实了爱因斯坦的相对论基础,从测量超过100星星。他给英国天文学家弗兰克·戴森(Frank Dyson)的电报结尾写道:“下次日食时,我们不需要重复爱因斯坦的文本。”

在数据、后勤、准备、测量、媒体关注的过程中,这次探险还在一个不平凡的地方见证了一件不平凡的事情。钱特后来说,除了对政府的帮助表示感谢外,“我们建立了许多宝贵的个人友谊。的确,我们遇到的每一个人似乎都急于给我们提供一切可能的帮助,使我们的探险愉快而成功。这是一生难得的经历。”

*更新:我们最初弄错了东方和西方。这篇报道已被更正。