Die Sonnenfinsternis, die Einstein Recht gab

Schwarze kreisförmige Silhouette des Mondes, umgeben von Sonnenkorona, während einer totalen Sonnenfinsternis.

Einsteins Triumph. Dieses frühe Foto zeigt die totale Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919. Sehen Sie die Häkchen um Sterne in der Nähe der verfinsterten Sonne? Es war die genaue Messung der Positionen dieser Sterne, die bewies, dass die Sonne das Sternenlicht gemäß Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beugt. Bild überWikimedia Commons.


29. Mai 1919, ist das Datum einer Sonnenfinsternis, die eine Revolution in der Wissenschaft auslöste. Die Sonnenfinsternis ist berühmt dafür, Albert EinsteinsAllgemeine Relativitätstheorie. Einstein war damals relativ unbekannt. Er hatte 1915 die Allgemeine Relativitätstheorie vorgeschlagen, und die Wissenschaftler waren fasziniert von der völlig neuen Denkweise über die Gravitation – zum Beispiel die Idee, dass Masse den Raum krümmt – aber niemand hatte es getanexperimentelldie Richtigkeit der Theorie bewiesen. Dann, am 29. Mai 1919, eine Expedition englischer Wissenschaftler – angeführt vonSir Arthur Eddington– reiste auf die Insel Príncipe vor der Westküste Afrikas, um eine totale Sonnenfinsternis zu beobachten. Wenn die Theorie richtig wäre, sollte das Licht von Sternen seinsinddurch die Schwerkraft der Sonne und erscheinen verschoben. Eine Sonnenfinsternis, bei der der Mond das Sonnenlicht so weit blockiert, dass Sterne nahe der Sonne gesehen werden können, war die perfekte Gelegenheit, dies zu testen.

Die Messungen der Wissenschaftler während der Sonnenfinsternis zeigten, dass Einsteins Vorhersagen erstaunlicherweise tatsächlich richtig waren. Die Standorte der nun sichtbaren Sterne schienen verschoben, da ihr Licht, wie von Einstein beschrieben, auf dem gekrümmten Raum um die Sonne aufgrund seiner Schwerkraft zu uns wandern musste.


Von der Anonymität zum Ruhm über eine Sonnenfinsternis

Später in diesem Jahr – am 6. November 1919 in London – EnglandsAstronom Royal, Frank Dyson, der die Expedition organisiert hatte, stellte die Ergebnisse auf einem gemeinsamen Treffen der Royal Astronomical Society und der Royal Society vor. Dyson sagte, „es kann keinen Zweifel daran geben“, dass Messungen während der Sonnenfinsternis vom 29. Mai 1919 „Einsteins Vorhersage bestätigen“.

Im Rahmen der Feierlichkeiten zum 100. Jahrestag dieser legendären Sonnenfinsternis hat der Caltech-Physiker Sean Carroll2019 gegenüber NBCNews erklärt:

Die Allgemeine Relativitätstheorie war das Aushängeschild einer verrückten, neuen, schwer verständlichen Theorie mit dramatischen Auswirkungen auf die Natur der Realität. Und doch konnte man [die Ergebnisse] sehen; du könntest es fotografieren. Also wurden die Leute von dieser Aufregung gefangen.

Und so wurde Albert Einstein zum Rockstar-Ruhm katapultiert, einen Status in der Populärkultur, den er seitdem behalten hat.




Diagramm von Sonne, Stern, Erde. Gerade Linie von uns zum scheinbaren Standort eines Sterns und eine gebogene Linie zu seinem tatsächlichen Standort.

Während einer Sonnenfinsternis erscheinen Sterne, die normalerweise im grellen Sonnenlicht nicht sichtbar sind, auf der Seite der Sonne und werden von ihrem normalen Standort verschoben. Warum? Denn – so wie es Einsteins Theorie sagte – Licht verbiegt sich in Gegenwart von Masse, in diesem Fall der Masse eines Sterns, unserer Sonne. Anstatt sich auf einem geraden Weg zu bewegen, wird das Licht entfernter Sterne gezwungen, einen gekrümmten Weg entlang des gekrümmten Raums in der Nähe der Sonne zu gehen. Beachten Sie, dass die Biegung des Sternenlichts in diesem Bild übertrieben ist. In Wirklichkeit sind die Sterne um bis zu 1,75 . verschobenBogensekunden(ungefähr 0,0005Grad). Bild über GSFC/NASA/DiscoverMagazine.com.

Eine neue Perspektive auf die Schwerkraft und das Universum

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie liegt unserer grundlegendsten modernen Kosmologie zugrunde, unserer Art, das Universum als Ganzes zu betrachten. Vor Einstein verließen sich Wissenschaftler aufGravitationstheorie von Isaac Newton. Newtons Betrachtungsweise der Schwerkraft ist immer noch gültig und wird Physikstudenten immer noch beigebracht. Aber während Newtons Formulierung der Gravitation unter bestimmten Bedingungen eher ein Sonderfall ist, ist Einsteins Theorie eine Verfeinerung des wissenschaftlichen Verständnisses der Gravitation, die das Gesamtbild abdeckt … und was für ein überwältigendes Gesamtbild! Einstein schlug vor, dass Masse eine Krümmung des Raums verursacht. Obwohl es zum Beispiel eine „Kraft“ (wie von Newton beschrieben) zu geben scheint, die bewirkt, dass unsere Erde durch die Schwerkraft zur Sonne gezogen wird, kann diese Kraft „einfach“ so beschrieben werden, dass sich die Erde in einem gekrümmten Raum um die Sonne bewegt , nach Einstein.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erklärt nicht nur die Bewegung der Erde und der anderen Planeten unseres Sonnensystems. In unserer modernen Kosmologie beschreibt es auch extreme Beispiele für gekrümmten Raum, etwa um Schwarze Löcher. Und es hilft, die Geschichte und Expansion des Universums als Ganzes zu beschreiben.

Die Sonnenfinsternis war der erste Beweis für viele

Im Jahrhundert und etwas seit der totalen Sonnenfinsternis 1919 wurde Einsteins Relativitätstheorie immer wieder auf viele verschiedene Arten bewiesen. Vielleicht haben Sie das jüngste allererste Foto eines Schwarzen Lochs gesehen?. Es bewies auch einmal mehr, dass Einstein Recht hatte.


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Leuchtender, flauschiger orangefarbener Donut mit schwarzer Mitte.

Dieses Bild hat bei seiner Veröffentlichung im Jahr 2019 die Fantasie der Menschen angeregt: das erste tatsächliche Bild eines riesigen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87. Es auchbeweist Einsteins Theorie, das die Beobachtungen von M87 mit unfehlbarer Genauigkeit vorhersagte. Bild überZusammenarbeit mit dem Event Horizon-Teleskop.

Jetzt und dann

Die Royal Astronomical Society (RAS)beschriebenmoderne praktische Anwendungen von Einsteins Theorie:


Die Theorie hat unser Verständnis von Physik und Astronomie grundlegend verändert und untermauert kritische moderne Technologien wie das satellitengestützte Global Positioning System (GPS).

Die Relativitätstheorie ist für den korrekten Betrieb von GPS-Systemen unerlässlich, die wiederum in vielen gängigen Anwendungen verwendet werden, darunter Fahrzeug-Satellitennavigationssysteme (SatNav), Wettervorhersagen sowie Katastrophen- und Notfalldienste. Die Welt musste jedoch Jahrzehnte warten, bis die Anwendungen eines solchen blauen Himmelsergebnisses realisiert werden konnten.

Am Tag der Sonnenfinsternis von 1919 nahm Sir Arthur Eddington kurz nach der erfolgreichen Expedition an einem Abendessen der gleichen Organisation – RAS – teil. Dann zeigte er seine humorvolle Seite, indem er asehener hatte über das Kunststück geschrieben:

Ach lass die Weisen unsere Maßnahmen zusammentragen
Zumindest eines ist sicher: Leicht hat Gewicht
Eins ist sicher und der Rest debattiert
Lichtstrahlen gehen in der Nähe der Sonne nicht geradeaus.

Schwarz-Weiß-Foto eines Mannes mit Brille.

Sir Arthur Eddington leitete die Expedition, die den ersten Beweis von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie lieferte. Bild überWikimedia Commons.

Ein dunkelhaariger Mann mit Schnurrbart und würdevollem Gesichtsausdruck im Anzug.

Albert Einstein im Jahr 1912.

Fazit: Die Sonnenfinsternis vom 29. Mai 1919 war der Tag, an dem der Astronom Sir Arthur Eddington Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie bestätigte, indem er beobachtete, wie Sterne in der Nähe der Sonne aus ihrer normalen Position verschoben wurden. Diese scheinbare Positionsänderung geschieht, weil nach Einsteins Theorie der Weg des Lichts durch die Schwerkraft gebogen wird, wenn es sich in der Nähe eines massiven Objekts wie unserer Sonne bewegt.

Ihr RAS

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