Kategorie: Erhellende Finsternisse

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Liebe Leserinnen und Leser,

In diesem Jahr jährt sich ein Ereignis zum hundertsten male, das Albert Einstein auf einen Schlag weltberühmt machen sollte.
Am 14.12.1919 brachte die Berliner ilustrierte Zeitung auf ihrer Titelseite das Portrait Albert Einsteins und schrieb:

„Eine neue Größe der Weltgeschichte, Albert Einstein, dessen Forschungen eine völlige Umwälzung unserer Naturbetrachtung bedeutet, und den Erkenntnissen eines Kopernikus, Kepler und Newton gleichwertig sind,“
Dieser Einstein war in das Interesse der Medien gerückt. Schuld daran war eine Sonnenfinsternis. Aber alles der Reihe nach.

Im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern und den Gravitationswellen, haben wir uns schon dann und wann mit Einsteins Relativitätstheorie beschäftigt.
Diese Theorie besagt, dass Objekte sich nicht anziehen, sondern den Raum so umgestalten, dass sie sich durch ihre Gravitation aufeinander zu bewegen.
Oft wird, um dieses zu erklären, ein Gummituch als Vergleich herangezogen, das sich, wenn man zwei Kugeln auf das gespannte Tuch legt, so eindrückt, dass die leichtere Kugel auf die schwerere Kugel zurollt.
Das sieht dann so aus, als würden sich die beiden Kugeln anziehen.
Wer schon mal mit jemandem eine Luftmadratze oder ein Wasserbett geteilt hat, weiß, was ich meine.

Ändert sich der Raum, dann ändert sich auch dessen Geometrie. In unserem Alltag ist die Raumgeometrie flach. Das bedeutet, dass ein Dreieck eine Winkelsumme von 180 Grad besitzt.
Auf einer Kugel kann man drei Linien sich rechtwinklig so schneiden lassen, dass man ein Dreieck mit drei rechten Winkeln, also 270 Grad als Winkelsumme bekommt.
Stellt euch z. B. einen Globus mit seinem Äquator vor. Nun wählen wir uns einen Längengrad, z. B. den Null-Meridian. Wir führen ihn auf dem Globus weiter, bis sich die Linie schließt. Nun nehmen wir einen weiteren Längengrad, der an den Polen mit dem ersten einen Winkel von 90 Grad bildet. Das tuen die beiden Längengrade mit dem Äquator auch,
Und siehe da. Wir haben Dreiecke mit drei rechten winkeln.
Ein Dreieck auf einer quasi negativ gewölbten Oberfläche, z. B. einem Sattel, hat eine Winkelsumme, die kleiner als 180 Grad ist.
Im flachen Vakuum breitet sich Licht geradlinig mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit (C =300000 km/s) aus. Ist der Raum geometrisch anders gekrümmt, muss sich auch das Licht auf gekrümmten Linien bewegen. Ein Weg von A nach B wird dann von einer Gerade zu einer Geodäten.
Wir empfinden das zwar nicht so, aber ein ewig langer Highway ist keine Gerade, weil er auf die gekrümmte Erdkugel gespannt ist.
Ein auf ihm fahrendes Auto muss dieser Krümmung folgen.

Wenn es stimmt, dass große Massen den Raum, bzw. die Raumzeit krümmen, sollte sich das anhand von Licht in der Nähe großer Massen, nachweisen lassen.
Gesucht wurde ein Objekt, das eine große Masse besitzt, aber entweder selbst nicht leuchtet, bzw. dessen Licht durch etwas anderes verdeckt wird.
Eine Sonnenfinsternis schien dazu geeignet, weil die Sonne eine große Masse besitzt und der mond manchmal dazu in der Lage ist, ihren alles überstrahlenden Lichterglanz abzudecken, damit zum Vorschein kommt, was in ihrer unmittelbaren Umgebung leuchtet und normalerweise durch ihren Glanz nicht sichtbar ist. Das sind die Korona und die Sterne am Taghimmel.
Ihr eigenes Licht wird zum Zeitpunkt der Totalität komplett vom Mond verdeckt. Aber ihre im Vergleich zur Erde riesige Masse, sollte das Sternenlicht, das in ihrer Nähe vorbei geht, leicht verzerren, weil in ihrer Nähe durch ihre Masse die Raumzeit oder auch der Raum gekrümmt werden sollte.

Einstein schlug diese Idee des Nachweises vor und gab sogar eine Grad-Zahl an, um wie viel Bruchteile einer Bogensekunde die Sterne zu ihrer sonstigen Position verschoben sein sollten. Er gab zunächst 0,875 Bogensekunden an. Betrachtete man ein Eurostück aus einer Entfernung von fünf Kilometern, betrüge sein Winkel von Rand zu Rand ungefähr diesen Wert.
Dieser Wert entsprach ungefähr dem, welchen man auch mit Newtons Himmelsmechanik berechnen konnte.

Das Schwerkraft Lichtstrahlen krümmen könnte, wurde schon 200 Jahre vor Einstein von dem Englischen gelehrten und Priester John Mitchell, vermutet.
Nachweisen konnte er aber seine Vermutung noch nicht.
Mitchell ging sogar noch weiter. Er rechnete mit Newtons Gravitationsgesetzen herum und schrieb im Jahre 1783 an den Physiker Henry Cavendish:
„Wenn der Halbmesser einer Kugel, welche die gleiche Dichte hat, wie die Sonne, fünfhundert mal so groß ist, wie der Halbmesser der Sonne, dann wird ein Körper, der aus unendlicher Höhe auf sie fallen würde, an ihrer Oberfläche eine Geschwindigkeit besitzen, die größer, als die des Lichtes ist.“
Na, wenn das nicht schon leicht nach einem schwarzen Loch riecht…

Die Idee, dass Licht durch Massen abgelenkt werden könnte, passte auch hervorragend zu Newtons Vorstellung der Beschaffenheit des Lichts. Er dachte, dass Licht aus winzigen farbigen Teilchen bestünde, die man ob ihrer Kleinheit und Schnelligkeit nicht einzeln wahrzunehmen im Stande sei. Diese sollten dann aber auch eine gewisse Masse haben und somit auch von anderen großen Massen auf ihrem geraden Wege, abgelenkt werden.
Auch Newton konnte seine Idee weder beweisen, noch berechnen, weil er nicht wusste, was seine Lichtteilchen wögen und ihm Möglichkeiten fehlten seine Vorstellung wenigstens experimentell zu beweisen.

Soweit also die Idee, die Ablenkung des Lichtes durch große Massen mittels einer Sonnenfinsternis nachweisen zu wollen.
Ob das Licht nun durch große Massen deshalb abgelenkt wird, weil seine Teilchen nach Newton auch Masse tragen, oder durch Einsteins Idee mit der Raumkrümmung in Anwesenheit großer Massen, funktionieren sollte diese Idee mit dem Nachweis durch eine Sonnenfinsternis so oder so, unabhängig davon, welche Vorstellung man zugrunde legt

Diese Beobachtung würde aber noch nicht beweisen, ob Newton, oder Einstein mit ihren Ideen als Grund, richtig lagen.

Die erste Möglichkeit der Beobachtung einer Sonnenfinsternis, ergab sich 1912 in Brasilien. Diese viel aber wegen Wolken und Regen ins Wasser.

Die nächste war am 21.08.1914 in Russland. Doch drei Wochen zuvor brach der erste Weltkrieg aus. Die deutschen Astronomen, die mit ihrem Gerät bereits in Russland waren, wurden interniert und deren Geräte beschlagnahmt.

1915 hatte Albert Einstein seine relativitätstheorie vervollkommnet und bemerkt, dass die Ablenkung ungefähr doppelt so hoch sein könnte.

Die Möglichkeit einer Überprüfung, einsteins neuestem Werts ergab sich am 29.03.1919 von der Insel Principe vor der Küste spanisch Guineas aus.
Wenn man bedenkt, dass der deutsche Einstein für die Engländer ein Feind war, ist es um so bemerkenswerter, dass sie diese Expedition vorbereiteten und durchführten.
Unter der Leitung des großen britischen Astronomen Athur Edington, wurde das Sternenfeld, in welchem die Finsternis stattfinden würde, bereits ein halbes Jahr vor dem Ereignis fotografiert, als es noch am Nachthimmel zu sehen war, um Vergleichsaufnahmen für die während der Finsternis gemachten Bilder zu haben.

Eine weitere englische Expedition beobachtete das Ereignis von Brasilien aus.

Beide Expeditionen fanden die Ablenkung des Sternenlichts und somit Einsteins Theorie bestätigt.
Und so war spätestens im November 1919 Einstein ein berühmter Mann geworden, dass sogar die Newyork Times über seine Entdeckung berichtete.

Heute, wo wir über wesentlich empfindlichere und bessere Teleskope verfügen, ist auch an anderer Stelle nachgewiesen worden, dass Einstein recht hatte. Muss beispielsweise das Licht einer Galaxie durch eine andere, vor ihr liegenden hindurch, ehe es zu uns gelangt, so krümmt die riesige Masse dieser Galaxie das Licht der dahinter liegenden derart, dass sie wie eine Linse wirkt, und diese heller und verzerrter erscheinen lässt. Das kann sich so stark auswirken, dass sogar Mehrfachbilder davon entstehen können.
Dieser Effekt wird deshalb auch Gravitationslinseneffekt genannt. Der spielt in der Astronomie eine große Rolle.

Um den Kreis zum Eingangszitat zu schließen sei bemerkt, dass Einstein in England und den USA längst schon berühmt war, bis sich deutsche Journalisten endlich herabließen ihn gleichermaßen zu würdigen.

Und damit verabschiede ich mich für heute.
Bis zum nächsten mal
euer Blindnerd.