Sir Arthur Eddington

Am 28. Dezember 1882 wurde Sir Arthur Eddington geboren. Dem Astrophysiker gelang die Bestätigung der Relativitätstheorie von Einstein. Außerdem entdeckte er, dass es eine natürliche Grenze für die Leuchtkraft von Sternen gibt. Mehr darüber erfahrt ihr hier ...

Sir Arthur Eddington wurde am 28. Dezember 1882 in Kendal, England, geboren. SeinVater war Lehrer an einer Quäker-Schule. Quäker sind eine religiöse Vereinigung, deren Mitglieder glauben, dass das wichtigste die persönliche Glaubensüberzeugung ist. Oft sind sie sehr engagiert (siehe Link am Ende des Artikels). Eddingtons Vater starb 1884 während der großen Typhus-Epidemie. Aufgezogen wurde Arthur unter schwierigen Bedingungen von seiner Mutter, die ebenfalls Quäkerin war.


Stipendien ermöglichen Studium


1893 kam Arthur auf die Schule und glänzte mit guten Leistungen in Mathe und Englisch. Die verschafften ihm auch ein Stipendium und so konnte er mit 16 auf das Owens College in Manchester gehen. Dort widmete er sich dann ausgiebig dem Studium der Physik. Er erhielt ein weiteres Stipendium und konnte auf das Trinity College in London gehen.


Schließlich kam er über Umwege zur Astronomie. Er gewann einen Forschungspreis und wurde als Nachfolger für George Darwin, den Sohn von Charles Darwin, vorgeschlagen. So wurde er 1913 Professor für Astronomie und experimentelle Philosophie. Im gleichen Jahr wurde er Leiter des Cambridge Observatoriums.


Sonnenfinsternis beweist Einstein

Originalaufnahme der Expedition von 1919: In der Negativ-Darstellung lassen sich Sterne leichter erkennen.

1919 machte er sich auf zu einer Forschungsreise zur Insel Principe. Dort machte er Fotoaufnahmen der totalen Sonnenfinsternis de Jahres 1919. Damit bewies er die Theorie von Albert Einstein, nach der Licht von der Schwerkraft beeinflusst wird. Denn auf den Fotos war zu sehen, dass einige Sterne in der Nähe des Sonnenrandes scheinbar eine andere Position hatten, als berechnet. Die Masse der Sonne hatte den Weg der Lichtstrahlen verändert, genau wie Einstein es vorausgesagt hatte, und Eddington hatte den Beweis dazu geliefert.


Sterne: Chaos im Gleichgewicht


Neben dieser bedeutenden Arbeit entwickelte Eddington auch Theorien über Sterne und die Energiegewinnung in ihrem Innern. Er nahm an, dass sich Sterne fast wie ein ideales Gas verhielten. So konnte er mathematisch zeigen, dass Sterne sich über lange Zeit in einem Strahlungsgleichgewicht befinden: Unter dem Einfluss der Schwerkraft ballt sich interstellarer Wasserstoff zusammen


Ist der Druck im groß genug, verschmelzen im Innern Wasserstoffkerne zu Helium. Bei dieser Kernfusion werden große Energiemengen frei. Als Hitze und Licht drängen sie aus dem Sterninnern nach außen und arbeiten der Schwerkraft entgegen so lange genug Brennstoff vorhanden ist, geht der Prozess weiter.


Wie hell können Sterne strahlen?


Eddington erkannte auch, dass es eine Begrenzung für die Leuchtkraft gibt, die nach ihm benannte Eddingtongrenze. Sie beschreibt das Verhältnis von Schwerkraft und Strahlungsdruck, also von Energie in Form von Hitze und Licht. Wird der Strahlungsdruck größer als die Schwerkrft, dann beginnt der Stern seine äußeren Schichten abzustoßen. Es gibt also eine Obergrenze für die maximale Leuchtkraft von Sternen.


Einsteinringe sind ein weiterer, spektakulärer Beweis für die Richtigkeit der Einstein'schen Theorie: Die blauen Gebilde sind Trugbilder einer Galaxie, die eigentlich hinter dem hellen Stern in der Bildmitte liegt. Eigentlich wäre sie von der Erde aus nicht zu sehen, aber die Schwerkraft krümmt die Strahlen so, dass sich verzerrte Scheinbilder ergeben.

Damit konnte Eddington auch ein Modell für das Pulsieren der so genannten Cepheiden anbieten. Das sind Sterne die in bestimmtem Rhythmus ihre Leuchtkraft und ihre Größe verändern. Wenn sie sich ausdehnen, dann lassen diese Sterne in gewisser Weise Dampf ab, was die Temperatur in ihrem Innern verringert. Dadurch sinkt der Strahlungsdruck und die äußere Hülle zieht sich wieder zusammen. Nun steigt der Strahlungsdruck wieder und treibt den Stern auseinander.


Weil es einen präzisen mathematischen Zusammenhang zwischen der absoluten Leuchtkraft eines solchen Sterns, seiner Pulsationsdauer sowie der scheinbaren Helligkeit auf der Erde gibt, werden Cepheiden von Astronomen gerne zur Entfernungsmessung im Universum verwendet.


Eddington versuchte sich auch an einer großen, allgemeinen Theorie die Quantenphysik, Gravitation und Relativitätstheorie vereinen sollte. Bis zu seinem Tod gelang ihm dies jedoch nicht, noch heute wird von Wissenschaftlern an einer solchen so genannten Großen Vereinheitlichten Theorie gearbeitet.


Sir Arthur Eddington starb am 22.11.1944 in Cambridge, England. Ihm zu Ehren wird die Eddington-Medaille für herausragende Forschung im Bereich der Astrophysik verliehen. Außerdem ist ein Mondkrater nach ihm benannt.
Text: -jj- 27.12.2007 // Bilder: Eddington: PD; Gravitationslinse: Horst Frank/GFDL; Einsteinringe: NASA/PD

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