1902年,愛丁頓畢業於歐文斯學院(現在的曼徹斯特大學),1905年畢業於劍橋大學。從1906年至1913年,他擔任了格林尼治皇家天文台台長的首席助理,這之後,又重返劍橋當上了天文學的普盧姆講座教授。
愛丁頓最早的工作是關於恆星運動的研究,在這以後,他又從1916年開始研究星體的內部結構,研究結果發表於他的第一部重要著作《星體的內部結構》之中。他介紹了一種以往被忽視的現象,即可能通過輻射壓力對星體的平衡產生巨大影響,熱能由星球內部到外部的傳播,並不像原先人們所構想的那樣通過對流實現,而是由輻射實現。
正是在這項研究工作中,愛丁頓全面地總結出了質量、發光度之間的關係。這一關係發現於1924年。它指出,一星體所擁有的質量越大,就能發出越多的光。這一結論的價值在於,如果一顆恆星的固有亮度已知,就可根據此亮度確定它的質量。愛丁頓還認識到,恆星的體積有一個極限:質量能超過太陽質量10倍的星體,其數量相對而言就較少了,而任何質量超過太陽50倍的星體,由於過度的輻射壓力,就不可能是穩定的。
愛丁頓寫了大量科學專著及通俗讀物。他的一些著作相當流行,其中《膨脹中的宇宙》一版再版。正是由於愛丁頓的介紹,愛因斯坦的廣義相對論才傳播到了講英語的國家之中。愛丁頓受相對論影響極深,並為此理論提出了實驗證據。他觀察了1919年的全日蝕並提交了一份報告,報告說,愛因斯坦在廣義相對論中所作的一項極為精確的出人意料的預言被成功地觀察到了,這就是光線在通過恆星(即太陽)的引力場時產生的輕微彎曲。1924年,愛因斯坦的理論得到了進一步支持,應愛丁頓的請求,沃爾特·亞當斯探測並量度了天狼星的高密度白矮伴星天狼星B的譜線波長的偏移,從而證實了愛因斯坦的預言--恆星光線由於引力場的作用會變紅。這樣,愛丁頓做了許多工作把愛因斯坦的理論建築在嚴格堅實的基礎之上。在他的《相對論的數學原理》中,愛丁頓還極為精闢地闡述了這一理論。
多年之間,愛丁頓埋頭鑽研一種深奧晦澀但又極富挑戰性的理論,該理論在他身後才發表在遺著《基礎理論》之中。大致說來,愛丁頓的思想是:科學中的基本常量,諸如質子的質量,電子的質量和電荷負載等,是"宇宙結構的自然與完全的規定",它們的值也並非偶然的。愛丁頓曾致力於發展一個能把上述值推出來的理論。但未能成功。
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