Vor hundert Jahren bewies ein Team britischer Wissenschaftler die Wahrheit von Einsteins Relativitätstheorie, indem es die Ablenkung des Sternenlichts während einer totalen Sonnenfinsternis im Mai 1919 verfolgte. Der Artikel beschreibt ausführlich, welche Schwierigkeiten die Teilnehmer des Experiments überwinden mussten, wie das Experiment selbst verlief und was das Ergebnis seines Erfolgs war.
Wenn Wissenschaftler eine Theorie testen, schaffen sie es normalerweise, die Situation unter Kontrolle zu halten. 1919, am Ende des Ersten Weltkriegs, konnte sich der britische Astronom und Physiker Sir Arthur Stanley Eddington (Sir Arthur Stanley Eddington) eines solchen Luxus nicht rühmen. Er wollte Albert Einsteins Relativitätstheorie mit einer Sonnenfinsternis testen, die nur wenige tausend Meilen vom nächsten Labor entfernt beobachtet werden konnte und genaue Messungen lieferte. Es war nicht einfach. "Wenn der Astronom auf Reisen ist, um eine totale Sonnenfinsternis zu beobachten, unterbricht er den gemessenen Fluss seiner Arbeit und beginnt ein grausames Spiel mit dem Schicksal", schrieb der junge Eddington. In seinem Fall war es aufgrund des tückischen Wetters und des Krieges noch schwieriger, die vollständige Kontrolle über die Situation zu gewährleisten.
Einsteins Position war ebenfalls äußerst instabil. In Berlin, seinem vertrauten wissenschaftlichen Raum, herrschte immer mehr Chaos. Seine Vorlesungen zur Relativitätstheorie mussten verschoben werden, da es an Kohle mangelte, um die Klassenzimmer der Universität zu heizen. Während seiner vorübergehenden Vorlesung in Zürich zeigte Einstein auch dort kein besonderes Interesse an seiner Arbeit; Nur 15 Studenten haben sich für seinen Vortrag über Relativitätstheorie angemeldet - und die Universität hat die Veranstaltung abgesagt.
In Berlin war es schwer zu verstehen, dass der Krieg vorbei war, außerdem war wahrer Frieden erst möglich, nachdem die kriegführenden Länder vereinbart hatten, ein verbindliches Abkommen zu schließen. Während der Verhandlungen wurden die Schaffung des Völkerbundes sowie die Aufteilung Afrikas und des Nahen Ostens in neue koloniale Besitztümer erörtert. Während Wissenschaftler ihre Forschungen durchführten, eroberten die siegreichen Reiche immer mehr Land.
Diese neuen Grenzen der Reiche waren für Astronomen von immenser Bedeutung, die Expeditionen zur Beobachtung der Sonnenfinsternis im Mai 1919 planten. Der erste Schritt für Eddington und seinen Kollegen, Physiker und Astronomen Royal Frank Watson Dyson, bestand darin, einfach herauszufinden, wo und wann eine Sonnenfinsternis zu sehen war. Die Zone der Totalität - der Ort, von dem aus der Mond die Sonne vollständig verdeckt - ist normalerweise mehrere tausend Meilen breit, aber eine Sonnenfinsternis kann nur einige Minuten lang gesehen werden (wenn Sie Glück haben). Der Mondschatten fegt mit über tausend Meilen pro Stunde über die Erdoberfläche, und Astronomen mit ihren Teleskopen und Kameras müssen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein. Der Weg der Totalität erstreckte sich über die südliche Hemisphäre von Afrika nach Südamerika. Viele Faktoren beeinflussten die Wahl des Beobachtungsortes:Wie günstig ist das Wetter zu dieser Jahreszeit? Wie tief am Himmel wird die Sonnenfinsternis vergehen? Gibt es in der Gegend Dampfschiff- und Schienennetze für den Transport von Astronomen und ihrer schweren Ausrüstung? Gibt es eine Telegraphenstation in der Nähe?
Letztendlich entschieden Dyson und Eddington, dass zwei Standorte auf gegenüberliegenden Seiten des Atlantiks am besten zu diesen Bedingungen passen würden - jeder Wissenschaftler hätte etwa fünf Minuten Gesamtzeit zur Verfügung. Einer dieser Orte - die brasilianische Stadt Sobral, 80 Meilen vor der Küste - hatte Eisenbahnverbindungen. Die Stadt befand sich nicht genau im Zentrum der Gesamtzone, so dass die Sonnenfinsternis einige Sekunden weniger dauerte. Dieser Nachteil wurde jedoch durch die logistischen Vorteile mehr als ausgeglichen. Es wurde angenommen, dass die Regenzeit in diesem Gebiet im Mai zu Ende ging, obwohl niemand dafür bürgen konnte.
Príncipe, eine Insel 110 Meilen vor der Westküste Afrikas nördlich des Äquators, wurde als weiterer Standort ausgewählt. Die Insel gehörte zum kaiserlichen Besitz Portugals und war berühmt für den Export von Kakao. Die boomende Schokoladenindustrie bedeutete, dass es alle zwei Wochen einen Dampfer aus Lissabon gab und dass die Insel wahrscheinlich über eine Infrastruktur im europäischen Stil verfügen würde. Die Abgeschiedenheit der Insel spielte Wissenschaftlern in die Hände, da die umgebenden Wassermassen den ganzen Tag über stabilere Temperaturen und einen einfachen Blick auf den Horizont ermöglichten.
Im Jahr 1918 erhielt Dyson eintausend Pfund (nach heutigen Maßstäben 75.000 Dollar) für Reisekosten. Angesichts des Krieges war dies ein sehr beeindruckender Zuschuss - Dyson entschied, dass er mit diesem Geld die Kosten für beide Expeditionen decken konnte, was eine wichtige Versicherung gegen schlechtes Wetter oder andere Unfälle darstellte und die Erfolgschancen dramatisch erhöhte.
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Es wurde vereinbart, dass Eddington in Begleitung von Edwin T Cottingham, einem Uhrmacher, der viele Jahre in den Observatorien von Dyson und Eddington gearbeitet hatte, nach Principe reisen und dort die Chronometer aufbewahren würde. In der Zwischenzeit wurden die Beobachtungen in Sobral von Charles Davidson geleitet, der den Ruf hatte, ein absoluter Zauberer mit mechanischen Geräten und wissenschaftlichen Instrumenten zu sein. Dyson konnte ihm jeden Mechanismus anvertrauen.
Die Ausrüstung, die Davidson vorbereitete, umfasste drei sorgfältig ausgewählte Teleskope. Eddington brauchte klare Bilder der Sterne, nicht das, was Eclipse-Beobachter normalerweise wollen. Daher entschieden sich die Teams für astrographische Teleskope, die speziell für genaue Bilder subtiler Objekte entwickelt wurden. Dyson versuchte, zwei Teleskope zu bekommen, wie sie in früheren Finsternissen verwendet wurden. Einer von ihnen, der in Greenwich installiert war, war nicht schwer zu bekommen. Der andere befand sich am Oxford Observatory, das von H. Turner geleitet wurde, Deutschlands schärfstem Feind unter den einheimischen Astronomen. Wir wissen nicht, wie Dyson Turner überredet hat, dieses wertvolle Werkzeug der Expedition zur Verfügung zu stellen, deren Hauptaufgabe es war, Einsteins Theorie zu testen, aber irgendwie gelang es ihm.
Selbst mit der richtigen Ausrüstung war diese Art der Messung im Jahr 1919 äußerst schwierig durchzuführen. Während sich die Erde dreht, befindet sich die Sonne in einer Sonnenfinsternisphase und die Sterne bewegen sich auch über den Himmel. Aus diesem Grund sind fotografische Bilder verschwommen, auch wenn es nur eine Frage von Sekunden ist. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, das Teleskop auf einer Achse zu montieren und es entsprechend der Bewegung der Erde langsam zu drehen. Für eine Expedition ist dies jedoch nicht die am besten geeignete Option: Teleskope sind schwer und schwerfällig und sehr schwer zu bewegen. Sie können versehentlich das Objektiv schütteln oder die Neigung ändern und dadurch das endgültige Bild beeinträchtigen. Die traditionelle Lösung war ein Coelostat, eine Art "Schwenkspiegel", den Eddington in der Vergangenheit verwendet hatte.
Das Teleskop ist horizontal angeordnet und stabilisiert. Das Teleskopobjektiv ist auf den Coelostatspiegel gerichtet, der so eingestellt ist, dass das Bild der Sonne in die Mitte der Kamera fällt. Und dann kann der Spiegel während einer Sonnenfinsternis sanft gedreht werden, wodurch ein klares Bild in der Mitte erhalten bleibt.
In Greenwich gab es eine ganze Reihe solcher Coelostaten - sie wurden bereits mehrmals auf Expeditionen eingesetzt. Leider waren diese Geräte sehr lange im Einsatz und konnten nicht als verlässlich angesehen werden. Die Modernisierung dieser Geräte war in der Regel ein unprätentiöser, aber ziemlich langwieriger Prozess, aber die ersten Vorbereitungen für die Expedition fanden in Kriegszeiten statt, und für die Durchführung der Präzisionsverarbeitung war die entsprechende Genehmigung des Ministeriums für militärische Versorgung erforderlich. Als Reserve nahmen die Forscher mehrere kleine 4-Zoll-Teleskope mit - für alle Fälle.
Die Mitglieder der Expeditionen waren keineswegs passive Beobachter, die während einer Sonnenfinsternis versuchen, merkwürdige Phänomene zu entdecken. Ihr Ziel war es, die spezifische Vorhersage von Einsteins Relativitätstheorie zu testen. Einstein schlug vor, einen Stern zu betrachten, der sich am äußersten Rand der Sonnenscheibe zu befinden scheint (tatsächlich kann dieser Stern Billionen Meilen von der Sonne entfernt sein - er stimmt gerade mit dem Rand der Scheibe überein). Das Bild dieses Sterns wird von einem Lichtstrahl durchgelassen. Wenn ein Lichtstrom in der Nähe der Sonne vorbeizieht, biegt die Krümmung der Raumzeit (erzeugt durch die Sonnengravitation) auch diesen Lichtstrahl. Jeder, der dem Bild eines Sterns von der Erde folgt, wird seine leichte Verschiebung von seiner ursprünglichen Position bemerken, was eine Folge der Biegung ist. Die allgemeine Relativitätstheorie sagte den genauen Winkel zwischen dem Punkt voraus, an dem sich ein Stern ohne Sonnengravitation auf seinem Weg befinden sollte, und dem Punkt, an dem er unter seinem Einfluss stehen würde. Dieser Winkel wurde in Bogensekunden (ein 60stel von einem -60. Grad) gemessen. Laut Einstein sollte diese Änderung 1,75 Bogensekunden betragen. Auf den Fotoplatten, die Eddington verwenden wollte, betrug diese Zahl ungefähr einen Sechzigstel Millimeter.diese Zahl entsprach etwa einem Sechzigstel Millimeter.diese Zahl entsprach etwa einem Sechzigstel Millimeter.
Astronomen konnten diese genauen Messungen durchführen, weil sie versuchten, alle Faktoren zu berücksichtigen. Die während der Sonnenfinsternis aufgenommenen Fotos wurden mit Fotos desselben Sternenfeldes verglichen, bei denen die Sonne während der Sonnenfinsternisphase nicht mehr vor ihnen stand. Wissenschaftler waren vor allem an der Veränderung der Position des Sterns interessiert - dafür brauchten sie einen verlässlichen Ausgangspunkt. Es kann Monate dauern, bis sich die Sonne so weit über den Himmel bewegt, dass die Bilder nicht durch ihre Schwerkraft verzerrt werden.
Dies bedeutet, dass die zweite Fotoserie einige Monate vor oder nach der Sonnenfinsternis selbst aufgenommen werden muss. Darüber hinaus sollten bei der Erstellung dieser Bilder dieselben Objektive und Fotoeinstellungen verwendet werden. Alle Objektive unterscheiden sich geringfügig voneinander, und es muss unbedingt sichergestellt werden, dass die offensichtliche Änderung der Sternposition nicht auf Ungenauigkeiten im anderen Objektiv zurückzuführen ist. So wurden die Fotos der Sterne, die die Forscher messen wollten, in England mit den Linsen aufgenommen, die sie für die Expedition verwenden wollten.
Eddington und Dyson wollten die vorläufigen Ergebnisse so schnell wie möglich nach Hause bringen und entwickelten sogar einen speziellen Telegraphencode. Bevor er ging, schrieb Eddington einen Artikel, in dem er seinen Kollegen alle Informationen zur Verfügung stellte, die sie brauchten, um die Ergebnisse bis zur Rückkehr der Expedition zu interpretieren. Eddington kündigte drei Optionen an: keine Ablehnung; die Abweichung beträgt 1,75 Bogensekunden, wie von Einstein vorhergesagt; oder es sind 0,87 Bogensekunden - ein Indikator, der zugunsten der Newtonschen Schwerkraft aussagt und Einsteins Ideen in Frage stellt. Als Eddington diese Art der Formulierung vorschlug, war er ziemlich schlau. Plötzlich wurde das Experiment zu einem offenen Kampf zwischen Einstein und Newton - ein einzigartiger Fall, in dem dieser Emporkömmling den Sockel des größten Denkers der Geschichte abwerfen konnte. Eddington schuf eine Erzählung und einen überzeugenden Kontext, in dem die Ergebnisse der Expeditionen präsentiert werden konnten.
Eddington hatte es eilig, seine Show zu starten. Anfang März machte er sich auf den Weg, legte fünftausend Meilen über den Ozean zurück und kam am 26. April mit Cottingham an die Küste Afrikas. Die Männer verbrachten ungefähr eine Woche im Hafen von St. Anthony auf Principe Island und suchten nach geeigneten Beobachtungspunkten. Schließlich entschieden sie sich für die Roça Sundy Plantage im Nordwesten der Insel, abseits der Berge, über denen sich normalerweise Wolken sammelten - es war ein Plateau mit Blick auf die Bucht, 500 Fuß über dem Meeresspiegel.
Der Ort und das Datum - der 29. Mai - erwiesen sich als äußerst günstig. Wie sich herausstellt, muss diese besondere Sonnenfinsternis direkt vor Hyades stattgefunden haben, einer ziemlich hellen Konstellation, die sich perfekt zur Messung von Einsteins Ablenkung eignet. Eddington brauchte so helle Sterne, dass sie auf dem Foto gut zu sehen waren. Darüber hinaus können mehrere Sterne im Gegensatz zu einem Stern unterschiedliche Ablenkungsgrade aufweisen, wenn sie von der Sonne entfernt werden: Ein Stern direkt am Rand der Sonnenscheibe sollte eine Ablenkung von 1,75 Sekunden aufweisen. Ein weiterer Stern, der etwas weiter entfernt liegt, ist ein etwas niedrigerer Indikator. und der am weitesten entfernte Stern der Konstellation sollte fast keine Abweichungen gezeigt haben. Einstein sagte nicht nur die Ablenkung voraus, sondern auch, wie sie sich je nach Entfernung vom Sonnenrand ändern würde. Das Vorhandensein der Konstellation ermöglichte es, diesen Aspekt seiner Vorhersagen zu überprüfen.
Astronomen vergangener oder zukünftiger Epochen müssen möglicherweise jahrhundertelang oder Jahrtausende auf solch günstige Bedingungen warten. Die Hyaden befinden sich im Sternbild Stier. Sie bilden den Kopf eines Stiers und befinden sich direkt neben dem funkelnden roten Stern Aldebaran. Die Sterne wurden nach den fünf Nymphen, Töchtern des Atlas, benannt. Sie trauerten um ihren Bruder und befanden sich im Himmel in unmittelbarer Nähe des üppigen Orion. Als einer der hellsten Sternhaufen sind die Hyaden mit bloßem Auge sichtbar und haben seit der Antike die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich gezogen. Sie gehören zusammen mit Orion und Ursa Major zu den Sternbildern auf dem Schild von Achilles. Nach Ansicht der Alten fungierten diese Sterne als Boten des himmlischen Königreichs.
Eddington hatte im Gegensatz zu Achilles keinen Schild, auf dem er diese Sterne fangen konnte - er konnte ihre Bedeutung nur durch ein Teleskop erfassen. Um die Ablenkung des Lichts von diesen Sternen zu testen, musste er das Teleskop in die Dunkelheit einer totalen Sonnenfinsternis richten, wenn die Umgebungstemperatur sinkt, die Vögel aufhören zu singen und (was für Einstein am wichtigsten ist) die Sterne sichtbar werden.
Am Donnerstag, dem 29. Mai 1919, war es in Sobral bewölkt. Die örtliche Gemeinde beabsichtigte, die Sonnenfinsternis in ein öffentliches Ereignis zu verwandeln, und die Vorbereitungen dafür waren in vollem Gange. Ein kleines Observatorium am Rande der Sonnenfinsternis verkaufte Tickets an diejenigen, die durch ein Teleskop schauen wollten. Zu Beginn der Sonnenfinsternis war der Himmel mit dichten Wolken bedeckt. Als die Vorderkante des Mondes die Sonnenscheibe berührte ("erste Berührung" genannt), nahm der Astronom Andrew Crommelin, der Dyson begleitete, eine Wolkendecke von 90 Prozent an. Aber es begann schnell zu verblassen, und während der Zeit der Totalität befand sich die Sonne in einer ziemlich großen Lücke zwischen den Wolken.
Alles tauchte in surreale Dunkelheit ein und die Astronomen machten sich an die Arbeit. Einer der Brasilianer schaute auf die Uhr und zählte die Sekunden laut, damit er Zeit zum Fotografieren hatte. Mit Hilfe eines großen Teleskops wurden neunzehn Fotos zur Belichtung und mit Hilfe kleiner Vier-Zoll-Objektive acht aufgenommen. Der Himmel war während der Sonnenfinsternis klar; Das Experiment verlief reibungslos. Die Wissenschaftler schickten sofort ein Telegramm nach Hause: "Magnificent Eclipse".
Auf der anderen Seite des Atlantiks kamen Ehrengäste von Principe Island am Morgen der Sonnenfinsternis nach Rosa Sandy. Und sie wurden mit einem heftigen Regenguss begrüßt - den britische Untertanen noch nie erlebt hatten und der für diese Jahreszeit nicht typisch war. Es endete gegen Mittag, nur wenige Stunden vor der Sonnenfinsternis. Die Wolken, so Eddington, "beraubten uns fast unserer letzten Hoffnung."
Bei der ersten Berührung war die Sonne hinter den Wolken nicht sichtbar. Erst um 13:55 Uhr begannen die Astronomen, ihre Scheibe am Himmel zu erkennen, die vom unaufhaltsam kriechenden Mond in einen Halbmond verwandelt wurde. Dann tauchte er aus den Wolken auf und tauchte wieder in sie ein. Selbst unter guten Bedingungen wurden die letzten Sekunden vor der Totalität als "fast schmerzhaft" beschrieben. Wir können nur raten, was die Wissenschaftler in diesem Moment erlebt haben. Es wurde berechnet, dass die Gesamtheit fünf Sekunden nach 14:13 hätte kommen sollen. In diesem Moment verwandelten sich Astronomen in Maschinen, die genau der Reihenfolge der geplanten Verfahren folgten, unabhängig davon, was sie mit bloßem Auge sehen konnten - sie waren Maschinen, die von Hoffnung und Vorfreude angetrieben wurden. Eddington drückte es so aus: "Wir mussten unser Programm geplanter Bilder treu ausführen."Ihre ganze Aufmerksamkeit wurde vom Teleskop absorbiert. Cottingham überwachte den Coelostat-Mechanismus und gab Eddington frische Teller; Eddington entfernte die fertigen Fotos und legte neue Platten ein. Nach jeder Schicht musste er eine Sekunde innehalten, sonst könnte die Bewegung einen winzigen Schauer verursachen, der das Bild ruinieren würde.
Als die Gesamtheit endete, kehrte die Welt in ihren vorherigen Zustand zurück, als ob es überhaupt keine Verletzung der natürlichen Ordnung gäbe. Eddington könnte eine Verschnaufpause einlegen. Sein kurzes Telegramm an Dyson sah folgendermaßen aus: „Durch die Wolken. Wir verlieren nicht die Hoffnung."
Die Entscheidung wurde getroffen, die Bilder vor Ort zu entwickeln: in Brasilien und auf der Insel Principe - aber das lag nicht nur an der „Ungeduld“. Die Glasplatten waren zu zerbrechlich und konnten auf einer langen Reise leicht beschädigt werden. Die Entwicklung vor Ort und die Durchführung vorläufiger Messungen garantierten zumindest einige Ergebnisse, wenn auch nicht unter perfektesten Bedingungen. In der folgenden Nacht in Sobrala druckten Davidson und Crommelin vier astrographische Fotografien. Sie waren schockiert zu sehen, dass die Bilder der Sterne leicht verzerrt waren, als würde sich der Fokus des Teleskops selbst ändern.
Diese Änderung des Fokus kann nur durch die ungleichmäßige Ausdehnung des Spiegels aufgrund von Sonnenwärme erklärt werden. Die Messwerte der Fokus-Skala wurden am nächsten Tag überprüft: Während dieser Zeit blieben sie unverändert bei der 11-mm-Marke. Die Qualität der Platten ließ zu wünschen übrig. Bei gewöhnlichen Beobachtungen einer Sonnenfinsternis würde dieser Effekt nicht berücksichtigt. Die von Einstein angegebene Abweichung war jedoch so gering, dass ein solches Phänomen sie leicht absorbieren konnte.
Die Bilder des 4-Zoll-Teleskops, die sie für alle Fälle aufgenommen hatten, erwiesen sich als viel besser. Es gab also Hoffnung. Auf jeden Fall mussten die Astronomen lange warten. Sie mussten bis Juli in Brasilien bleiben, um die Hyaden zu einer Zeit zu fotografieren, als die Sonne ihnen nicht mehr im Weg stand. Eddington war nicht in der Stimmung zu sitzen und zu warten. Obwohl es gute technische Gründe gab, die Fotos sofort zu studieren, scheint sein Anreiz persönlicher zu sein. Für sechs Nächte nach der Sonnenfinsternis entwickelten er und Cottingham jede Nacht zwei Teller. Die Ergebnisse waren nicht ganz zufriedenstellend: „Die ersten 10 Fotos zeigen fast keine Sterne. Ich hoffe, die Bilder der letzten sechs geben uns das, wonach wir suchen. aber das alles ist sehr nervig."
Eddington verbrachte die folgenden Tage mit Fotos und versuchte, mit einem komplexen Gerät namens Mikrometer genaue Messungen durchzuführen. Selbst mit Eddingtons legendärer mathematischer Geschwindigkeit brauchte er noch drei Tage fieberhafter Arbeit. Diese Aufgabe erwies sich als schwieriger als erwartet, da die Bilder des bewölkten Himmels ihn zwangen, Methoden anzuwenden, die sich von den zuvor geplanten unterschieden. Doch eines Tages in der ersten Juniwoche 1919 legte Eddington den Stift beiseite, mit dem er seine Berechnungen durchführte. Die Antwort ging ein: "Ich erkannte, dass Einsteins Theorie den Test bestanden hat, und von nun an sollte sich eine neue Richtung des wissenschaftlichen Denkens durchsetzen."
Diese Aussage von Eddington war zwar eher eine Selbsthypnose. Seine vorläufigen Berechnungen reichten keineswegs aus, um seine britischen Kollegen von den erzielten Ergebnissen zu überzeugen. Dies erforderte noch viel Arbeit. Eddington hatte gehofft, auf Principe zu bleiben, um einige dieser Arbeiten abzuschließen, aber seine Pläne wurden durch Probleme mit der örtlichen Reederei vereitelt. Er wurde informiert, dass der Wissenschaftler, wenn er nicht sofort auf die Straße geht, Gefahr läuft, auf unbestimmte Zeit auf der Insel festzusitzen. Der Gouverneur von Principe ließ ihn und Cottingham auf dem letzten Schiff sitzen, das im Sommer die Insel verließ (SS Zaire). Als Eddington nach Hause zurückkehrte, befand er sich in einer neuen Welt der "internationalen" Wissenschaft, zu der offiziell "alle außer Deutschland und Österreich" gehörten. In der Zwischenzeit brachte er einen Koffer voller Fotos mit,eng verwandt mit der in Berlin entwickelten Theorie.
Wissenschaftliche Beobachtungen sprechen nicht für sich und haben es nicht eilig, ihre Geheimnisse preiszugeben. Eddington brauchte Monate lang mühsamer Messungen und Berechnungen, um die Welt davon zu überzeugen, dass Einstein aufgrund seiner Schlussfolgerungen Recht hatte.
Dyson und Eddington arbeiteten auch während der Analyse der Daten getrennt weiter. Sie dachten wahrscheinlich, dass unabhängige Messungen zuverlässiger wären. Fotos von Principe Island wurden in Cambridge und von Sobral in Greenwich analysiert. Höchstwahrscheinlich führte Eddington die Messungen und Berechnungen für den ersteren selbst durch, während Davidson mit den Mitarbeitern des Royal Observatory zusammenarbeitete. Die Mitglieder der Sobral-Expedition standen vor einer weniger schwierigen Aufgabe. Da sie in situ Testbilder aufnehmen konnten, konnten sie diese direkt mit den Fotos der Sonnenfinsternis vergleichen. Außerdem wurden in beiden Fällen die Fotos mit demselben Teleskop am selben Ort aufgenommen. Wissenschaftler mussten einfach die Entfernung messen, um die sich das Bild eines bestimmten Sterns in Gegenwart der Sonnengravitation bewegte.
Es stimmte, dafür reichte es nicht aus, ein Lineal anzubringen und eine Linie mit dem Auge zu zeichnen. Die Messungen wurden mit einem Mikrometer durchgeführt, wodurch wir viel kleinere Entfernungen außerhalb der Reichweite der menschlichen Hand abschätzen konnten. Diese Messungen erforderten viel Vorbereitung und Geduld, waren jedoch Teil der Standardpraxis des Astronomen.
Eddington musste einen zusätzlichen Schritt machen. Er konnte keine Verifizierungsbilder von der Insel erhalten, daher wurden direkte Messungen ausgeschlossen. Der Wissenschaftler musste das Bild der Hyaden, das er während der Sonnenfinsternis erhalten hatte, mit dem Bild dieser Sterne vergleichen, das mit demselben Teleskop in Oxford aufgenommen wurde. Aber er musste die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass es einen subtilen Unterschied zwischen den beiden Bildgruppen gab. Daher machte er an beiden Orten (Prinisipe und Oxford) Fotos von einem anderen Sternenfeld und konnte beim Vergleich dieser Fotos verstehen, was der Unterschied war.
Mit diesen Informationen konnte der Wissenschaftler sie für seine endgültigen Messungen verwenden. Es ist äußerst schwierig, Verzerrungen oder Fehler bei wissenschaftlichen Messungen zu vermeiden. Der Trick besteht vielmehr darin, diese Probleme zu verstehen und zu beheben. Die Expedition nach Principe Island ergab 16 Fotos, von denen jedoch aufgrund der Bewölkung nur sieben nützlich waren. Glücklicherweise haben alle sieben die Sterne mit der höchsten vorhergesagten Auslenkung. Für eine zuverlässige Messung waren jedoch mindestens fünf Sterne als Übereinstimmungen erforderlich, und nur zwei Platten lieferten solche Informationen. Zumindest waren diese Informationen konsistent und die mittlere Abweichung betrug 1,61 Bogensekunden ± 0,30. Dieser Grad an Unsicherheit war völlig ausreichend, wenn auch hoch. Einsteins vorhergesagte Abweichung betrug 1,75. Kein schlechtes Ergebnis für die erste Messung eines völlig unbekannten physikalischen Phänomens, dachte Eddington.
Die Ergebnisse der Expedition nach Sobral wurden hier durch ein im letzten Moment aufgenommenes 4-Zoll-Reserveteleskop gerettet. Sieben der acht Platten, die er schoss, lieferten hervorragende Bilder aller sieben Sterne, die Wissenschaftler brauchten. Messungen, die auf ihnen basierten, ergaben viel bessere Ergebnisse: 1,98 Bogensekunden, ± 0,12.
Eddington und Dyson waren mit endlosen Messungen und Berechnungen beschäftigt und nahmen sich irgendwie die Zeit, um die Voraussetzungen für die Präsentation der Ergebnisse zu schaffen. Dyson hat den Royal Society Council gebeten, ein Sondertreffen für den 6. November zu planen, um die Ergebnisse offiziell vorzustellen. Der Rückweg war geschlossen. Trotzdem war es immer noch nicht möglich, dies direkt an Berlin zu melden, so dass die Forscher es anders machten. Der niederländische Physiker Hendrik Lorentz sandte Einstein ein dringendes und kurzes Telegramm mit der Aufschrift: "Eddington fand die Ablenkung von Sternen auf der Sonnenscheibe zuvor zwischen neun Zehntelsekunden und der doppelten Größe."
Leider haben wir keine Zeugenaussagen, die sich zum Zeitpunkt des Eingangs des Telegramms in der Nähe von Einstein befanden. Aber dann zeigte er jedem, der in seine Wohnung kam, ein Telegramm, mit dem wir die Reaktion des Wissenschaftlers mit den Augen seiner Umgebung verfolgen können. Ilse Rosenthal-Schneider, eine junge Physikstudentin, saß mit Einstein an seinem Schreibtisch und las ein Buch voller Kritik an seiner Relativitätstheorie. Einstein unterbrach plötzlich seine Lektüre, um ein Dokument von der Fensterbank zu nehmen. Er bemerkte kalt: "Das könnte dich interessieren" und reichte ihr Lorentz 'Telegramm. Einstein konnte an nichts anderes denken und war eindeutig nicht bereit, diese Nachricht vor anderen zu verbergen.
Dies war die Haltung, die Eddington seinen britischen Kollegen in den Hallen der Royal Society im Burlington House auf Piccadilly vermitteln wollte. Die Zuhörer saßen auf Bänken, und diejenigen, die nicht genug Platz hatten, drängten sich zwischen den Säulen an den Wänden. In diesem Raum war auch Alfred North Whitehead, ein angesehener Philosoph und Mathematiker, anwesend. Er beschrieb die Aufregung im Publikum folgendermaßen: "Die Atmosphäre von intensivem Interesse war genau wie die Atmosphäre des griechischen Dramas."
Am nächsten Tag veröffentlichte die Londoner Zeitung The Times die größte wissenschaftliche Schlagzeile der Geschichte: "A Revolution in Science". Die Entdeckung wurde "dem berühmten Arzt Einstein" zugeschrieben (er war weder der eine noch der andere). Am Samstag erschien der nächste Artikel mit dem gleichen Titel und Zusatz "Einstein versus Newton". Dies war die erste öffentliche Begegnung mit Einstein, und der Wissenschaftler erschien der Welt genau so, wie Eddington es wollte: in der Rolle eines friedlichen Genies, das die für den Krieg charakteristischen Stereotypen des deutschen Militarismus ablehnte.
Eine Welle der Aufregung fegte über den Atlantik, und am 10. November 1919 rief die New York Times von den Titelseiten: "Wissenschaftler freuen sich darauf, Beobachtungen in den Schatten zu stellen." Es ist wichtig, zurückzublicken und sich daran zu erinnern, dass dies tatsächlich die erste Erwähnung von Einstein durch die Times war.
Dieser Interessensschub ermöglichte es Eddington und Einstein schließlich, direkt miteinander zu schreiben. "Ganz England spricht über Ihre Theorie … das ist das Beste, was in der wissenschaftlichen Beziehung zwischen England und Deutschland passieren kann", schrieb Eddington im selben Jahr an Einstein. Dank Eddington wurde die Expedition zum Symbol deutsch-britischer Solidarität. Einstein seinerseits beschloss, den Militarismus in der deutschen Wissenschaft zu bekämpfen, indem er den Einsatz erhöhte. Es war ein großartiger Moment für die Wissenschaft, geteilt durch den Krieg, weil es einigen Wissenschaftlern gelungen ist, daraus ein einziges Ganzes zu machen.
Dieser Artikel ist ein bearbeiteter Auszug aus Matthew Stanleys Buch Einsteins Krieg: Wie die Relativität den Nationalismus eroberte und die Welt erschütterte 2019, veröffentlicht von Penguin Books
