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Wie eine Sonnenfinsternis die Relativitätstheorie bestätigte
Aus Wissenschaftsmagazin vom 01.06.2019.
abspielen. Laufzeit 07:06 Minuten.
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Allgemeine Relativitätstheorie Die Sonnenfinsternis, die Einstein zum Star machte

Eine Sonnenfinsternis vor 100 Jahren bestätigte: an der Relativitätstheorie ist was dran.

«Bewölkt – hoffe auf Aufhellungen», telegrafierte der englische Astrophysiker Arthur Eddington von einer Insel vor Westafrika an seine Kollegen in Cambridge.

Schlechtes Wetter sollte einen Engländer eigentlich nicht weiter beeindrucken – aber in diesem Fall bedrohten die Wolken eine der wichtigsten Beobachtungen des vergangenen Jahrhunderts.

Eddington wollte eine totale Sonnenfinsternis beobachten. Er war dafür mehr als 10'000 Kilometer auf die Atlantikinsel Princípe gereist.

Schwarzweiss-Bild eines Mannes mit einem astronomischen Instrument in der Hand
Legende: Er konnte zeigen, dass an der Relativitätstheorie etwas dran ist: Der britische Astronom Arthur Eddington. imago / United Archives International

Dort wollte Eddington die Theorie eines deutschen Kollegen beweisen. Dieser Kollege war niemand Geringeres als Albert Einstein. Er hatte wenige Jahr zuvor die allgemeine Relativitätstheorie aufgestellt.

Einstein übernahm dafür frühere Ideen und übertrug sie auf das Universum. Seine Theorie besagt: Raum und Zeit sind nicht überall gleich. Durch die Gravitationskraft, die von sehr schweren Objekten ausgeht, werden Raum und Zeit drumherum verzerrt.

Unbekannter Albert Einstein

Albert Einstein kannten zu diesem Zeitpunkt nur einige eingeweihte Physiker und Mathematiker. Seine Theorie aber stellte das altbekannte Gravitationsgesetz von Isaac Newton in Frage.

Newton hatte mehr als 200 Jahre zuvor beschrieben, wie sich Massen durch die Gravitation gegenseitig anziehen. Einstein dachte, dass die Gravitation auch auf Licht einwirken müsse – eine gewagte Hypothese. Beweise dafür hatte er damals, zu Beginn des 20. Jahrhunderts, noch keine.

Sonne lenkt Sternenlicht ab

Gemäss Einsteins neuer Theorie wird das Licht von Sternen von seinem Weg abgelenkt, wenn es nahe an einem schweren Himmelskörper vorbeikommt. Zum Beispiel an der Sonne.

Das Problem ist nur: Das Licht von Sternen ist neben der Sonne normalerweise nicht zu sehen. Ausser bei einer totalen Sonnenfinsternis. Und eine solche war am 29. Mai 1919 nahe dem Äquator zu beobachten – unter anderem auf Princípe.

Grosses Interesse für kleine Punkte

Trotz eines heftigen Sturms hatte Arthur Eddington an jenem Tag doch noch Glück: Die Wolken lichteten sich. Ihm gelangen 16 fotografische Aufnahmen.

Schwarzer Kreis, der sich durch einen hellen Kranz vom schwarzen Hintergrund abhebt
Legende: Eines von Eddingtons Bildern der Sonnenfinsternis. Die Sterne sind bei dieser Reproduktion allerdings kaum zu erkennen. Wikipedia

Auf den Fotoplatten war die Sonne mit ihrem Strahlenhof deutlich zu sehen. Die Forschenden interessierten sich aber hauptsächlich für die kleinen Punkte um die Sonne herum.

Sie zeigten die Sterne aus dem Sternbild Taurus, die während der Sonnenfinsternis hinter der Sonne standen.

Kleine Abweichungen, grosse Bedeutung

Dasselbe Sternbild vermassen Astrophysiker erneut, als es weit weg von der Sonne am Himmel stand. Und siehe da: Sie fanden kleine Abweichungen in den Positionen der Sterne innerhalb des Sternbildes.

Eddingtons Aufnahmen beweisen: Das Licht von Sternen wird abgelenkt, wenn es nahe an der Sonne vorbeikommt – genau so, wie es die Relativitätstheorie prophezeite.

Ihr Begründer Albert Einstein wird fast über Nacht zum Superstar – dank jener Sonnenfinsternis vom 29. Mai 1919.

Expedition statt Gefängnis

Das Naturereignis prägte auch das Leben des Physikers Arthur Eddington. Er hatte in England während des Ersten Weltkriegs aus Gewissensgründen den Militärdienst verweigert.

Hätte ihn sein Chef nicht für unentbehrlich erklärt für die Expedition nach Princípe – Eddington hätte für Jahre ins Gefängnis gemusst. Seine erfolgreiche Beobachtung bewahrte ihn davor.