几千年来，我们对这个变化万千的宇宙的了解仅限于我们的行星和月亮。而对于恒星和银河，自古以来好像没什么变化，或者似乎发生的变化如此之少，又如此罕见，而且如此不紧不忙，以至于我们从未注意到。但如果擦亮眼睛仔细观察，我们就会注意到，行星不只是夜复一夜地"游荡"，而是以可预测的方式移动，同时会表现出顺行和逆行的运动。

图片来源：E.西格尔，从即将出版的书，超越银河。

有两种主要方法可以解释它们在天空中的明显运行模式：

要么行星在地球周围的由天星、顺从和表皮所赋予的轨道上移动，或者行星绕着太阳移动，而地球只是其中一颗行星。近2000年来，第一种解释一直统治着我们的思想宇宙。但是，在哥白尼在16世纪提出第二种解释，伽利略、开普勒和艾萨克·牛顿的著述紧随其后，最终日心模型赢得了胜利。

图片来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院/R.赫特。

牛顿带来的进展是迄今为止最大的，因为他不仅着手描述这些天体的行为——行星以椭圆围绕太阳移动，太阳是一个焦点——还因为他加入了一种解释这些行星行为的机制：万能引力定律。这个定律不仅在地球上适用，而且还给出了所有天体间的引力。它解释了为什么卫星绕着自己的行星运行，为什么彗星反复出现，还经常被其他行星干扰，为什么我们的世界有潮汐，以及为什么行星彼此之间不会相互干扰，导致频繁抛射的发生。

它还解释了一些更微妙的影响，那些需要几代人才能注意到。

图片来源：维基共享资源用户阿帕德霍瓦斯和韦尔·杜克。

如果宇宙只有两个点质量——太阳和一颗行星——那么那颗行星的轨道将产生一个完美的、闭合的椭圆，这样，它每次绕太阳的旅行，都会使世界回到起始位置。

但是，在一个这样一个由牛顿引力控制的宇宙中，因为我们的太阳系有大量的天体，使得椭圆会在其轨道上产生运动或轻微旋转。在19世纪中叶，天王星偏离其预测运动的轨道偏差导致海王星的发现，因为来自最外层的引力导致了天王星的过度运动。

但是在太阳系内部，离太阳最近的行星——水星，也遇到了类似的问题。

随着详细、准确的观测可追溯到15世纪晚期（多亏了第谷·布拉赫），我们可以测量水星的近地点——它最接近太阳的轨道点——是如何前进的。我们得到的数字是每世纪运动5，600"，这是令人难以置信的缓慢：刚刚超过1.5度！但其中5025"来自地球春分点的运动——一个众所周知的现象，而剩下的532"是由于牛顿引力。

图片来源：维基共享资源用户Mpfiz。

但 5025 + 532不等于 5600;这个差异值虽然很小但是不可忽略。当然，最大的问题是为什么。

当然，科学家们提出了许多可能的解释。

也许数据是错误的;不到百分之一的误差似乎很难成为恐慌的理由。然而，当时的误差小于0.2%，这意味着数据是显著的。也许有一个额外的内部行星，它甚至比水星更靠近太阳。这一解释是由预测海王星存在的科学家乌尔班·勒·韦里尔提出的。然而，经过详尽的探测，包括对太阳日冕的修正，也没有发现任何新的行星。

或者牛顿力定律需要稍作调整。可能它并不是平方反比定律，而是有一个微小的额外的力：比如也许不是2次幂，而是2点几次幂（某种东西）——这是西蒙·纽科姆和阿萨夫·霍尔提出的解释。但是，这些方案都没有解决问题;它们没有一个是令人满意的。此外，后一种选择——尽管可以想象为这个轨道的解释——没有给出一个预测性的"a-ha"，让人们可以寻找其他的东西来验证或否定它。

图片来源：ESO/L. 卡拉达。

但是在1905年爱因斯坦的狭义相对论发表之后，亨利·庞加莱指出，尺缩和钟慢效应对解决方案的贡献很小——在15-25%之间——，它取决于误差。再加上闵可夫斯基将空间和时间不再表述为独立的实体，而是作为由它们的结合（即时空）联系在一起的整体结构，帮助爱因斯坦发展了广义相对论。

1915 年 11 月 25 日，他介绍了自己的成果，计算得到了一个惊人的数字，即空间额外曲率的贡献预测水星每世纪额外进动 43"，这正是解释此观测所需的正确数字。

这个结果对天文学和物理学界的冲击是巨大的。不到两个月后，卡尔·史瓦西找到了一个确切的结果，预测了黑洞的存在。星光和引力红移、蓝移的偏转作为可能的实验得以实现，最后1919年的日食验证了广义相对论，能够很好取代牛顿引力。

图片来源：《纽约时报》，1919年11月10日（L）;插图伦敦新闻，1919年11月22日（R）。

本世纪以来，广义相对论的预测，从引力透镜到参考系拖拽，到轨道衰变等，都得到了验证，观测从未与理论相矛盾。本世纪，我们庆祝爱因斯坦最伟大的成就100周年。一个世纪后，对太阳系的改进观测和了解验证了水星近地点运动到每世纪百分之一弧秒的精度，理论和观测之间的不确定性继续下降。

谁知道未来100年会有什么新的发现，又会有什么新的可能性呢？