Abschrift

Ueber die Verschiebungen der Bande bei 3883 Å im Sonnenspektrum
von K. Schwarzschild

(Vorgelegt von Hrn. Einstein am 5. November 1914 (siehe oben S. 979)).

Aus: Sitzungsberichte der Köngl. Preuss. Akademie der Wissenschaften, Jahrgang 1914, Zweiter Halbband. Juli bis Dezember. Berlin 1914.)

Die Wellenlängen der Fraunhofer’schen Linien im Spektrum der Sonne sind gegen die entsprechenden Linien terrestrischer Lichtquellen infolge der Rotation der Sonne, der Rotation der Erde und der Bewegung der Erde in ihrer excentrischen Bahn um die Sonne verschoben. Aber auch wenn man den Einfluss dieser drei Bewegungen gemäss dem Doppler’schen Prinzip berücksichtigt, bleiben noch kleine Verschiebungen übrig, und zwar stimmen die Wellenlänge verschiedener Punkte der Sonnenscheibe weder unter sich noch mit den terrestrischen Wellenlängen überein.

Das Studium all dieser Linienverschiebungen ist nicht nur von Wichtigkeit für die Sonnenphysik, sondern kann nach Herrn Einstein auch Auskunft über die Relativität geben. Nach dem von Herrn Einsteins aufgestellten Aequivalenzprinzip 1), welches die Wesensgleichheit eines Gravitationsfeldes mit der Beziehung auf ein beschleunigtes Koordinatensystem behauptet, muss infolge der Gravitation der Sonne eine Verschiebung (equation) der Wellenlängen (equation) nach Rot erfolge vom Betrage

(equation)

Wobei V die Lichtgeschwindigkeit, v die Geschwindigkeit eines Körpers ist, der aus dem Unendlichen in die Sonne fällt. Da v = 617 km/sec folgt:

(equation)

Dies ist übrigens quantitativ dieselbe Verschiebung, wie si durch eine Fortbewegung der Lichtquelle um 0, 635 km/sec hervorgebracht würde.

1) Annalen der Physik 35, S. 905 (1911).

(page 2)

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Auf den ersten Blick scheint es, als ob die Einstein’sche Verschiebung sich an den Linien des Sonnenspektrums deutlich zu erkennen gäbe. Die meisten Linien des Sonnenspektrums sind nach Rot verschoben, verglichen mit den entsprechenden terrestrischen Linien. Man hat diese Verschiebungen bisher meist als Druckverschiebungen gedeutet und daraus die bekannte Angabe von 5 Atmosphären Druck in der umkehrenden Schicht der Sonne abgeleitet. Die Zahlen stimmen aber auch quantitativ merkwürdig gut mit der Einstein’schen Verschiebung, wenn man z.B. das Mittel aus den Eisenlinien nimmt, die Herr Evershed 1) beobachtet hat 2). Bei näherem Zusehen erweisen sich aber die Verhältnisse als viel verwickelter. Ich will hier über meine eigenen, durch den Krieg zunächst abgebrochenen Beobachtungen berichten und die anderweitigen bisher vorhandenen Ergebnisse kurz zusammenstellen.

1) Kodoikanal Bulletin Nr. 36.

2) Vgl. den Aufsatz von Hrn. E.F. Freundlich, Physikalische Zeitschrift 15, S. 369 (1914).

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On the Shifts of the Band at 3883 Å in the Solar Spectrum

By K. Schwarzschild

(Submitted by Mr. Einstein on November 5, 1914 (see above, page 979)).

From: The Minutes of the Proceedings of the Royal Prussian Academy of Sciences, 1914, Second Half Volume, July to December, Berlin 1914.

The wavelengths of the Fraunhofer lines in the sun spectrum are shifted from the corresponding lines of terrestrial light sources because of the rotation of the sun, the rotation of the earth, and the movement of the earth in its eccentric orbit around the sun. However, even if one considers the influence of these three movements according to Doppler’s principle, small shifts still remain; namely, the wavelengths of different points on the solar disc do not correspond with each other nor with the terrestrial wavelengths.

The study of all these line shifts is not only of importance for solar physics but, according to Mr. Einstein, can also provide information about relativity. According to Mr. Einstein’s principle of equivalence 1) which asserts that a gravitational field is like an accelerated coordinate system, a shift (equation) of the wavelengths (equation) towards red must take place because of the gravitation of the sun

(equation)

whereby V is the speed of light and v is the speed of a body falling into the sun from infinity. Since v = 617 km/sec, it is:

(equation)

Incidentally, this is quantitatively the same displacement as would be produced by a movement of the light source at 0.635 km/sec.

1) Annals of Physics, 35, page 905 (1911).

(page 2)

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At first glance, it seems that Einstein’s shift is clearly visible in the lines of the solar spectrum. Most lines of the solar spectrum are red shifted when compared to the corresponding terrestrial lines. So far, these shifts have mostly been interpreted as pressure shifts and as a result, the well-known definition of 5 atmospheres of pressure in the reverse layer of the sun has been derived. However, quantitatively, the figures also agree remarkably well with Einstein’s shift, if one considers for example, the substance from the iron lines that Mr. Evershed 1) has observed 2). On closer inspection, however, the situation turns out to be much more complicated. I would to report here on my own observations, which were initially interrupted by the war, and briefly summarize the other results available so far.

1) Kodoikanal Bulletin Nr. 36.

2) See the article by Mr. E.F. Freundlich, Journal of Physics 15, page 369 (1914).