Checking up on Einstein — The Solar Eclipse of May 29, 1919

Die Planetariumshow "Checking up on Einstein" bietet eine kurze (4' 10") Einleitung zur Lichtablenkung in einem Gravitationsfeld, der britischen Expedition zur Sonnenfinsternis von 1919 und deren Test zu den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Ein Beitrag zum Fulldome Festival 2019 in Jena von T. Müller und M. Pössel.

2019 feiern wir den 100. Jahrestag der britischen Expedition zur Sonnenfinsternis von 1919. Unser Film erläutert die Beobachtungen der Expedition zur gravitativen Lichtablenkung nahe der Sonne und deren Bedeutung als ersten erfolgreichen Test der einsteinschen Relativitätstheorie. Diese Beobachtung verhalf schließlich Einstein zu Weltruhm. Der Film beinhaltet u.a. eine selbsterstellte, voll relativistische Simulation der Lichtausbreitung in der Nähe eines Schwarzen Lochs.

Vorschau des Vollkuppel-Videos zur Sonnenfinsternis 1919 (englische Sprachversion)

Storyboard

Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie verbindet Raum, Zeit und Gravitation. Gravitation wird Teil der Geometrie. Eine Masse wie die eines Sterns verzerrt die Geometrie. Die Zeit fließt anders und der Raum ist verformt.
In solch einer verzerrten Raumzeit läuft Licht nicht mehr entlang gerader Bahnen. Lichtbahnen verbiegen sich unter dem Gravitationseinfluß der Masse. Wer die verbogenen Lichtbahnen verfolgt, kann nachvollziehen wie Raum und Zeit sich verzerrt haben. Verschwindet die Masse, dann werden auch die Lichtbahnen wieder gerade.
Sternenlicht, das an der Sonne vorbei zur Erde läuft, folgt einer leicht gebogenen Bahn. Leider ist die Sonne sehr viel heller und überstrahlt jeden anderen Stern - außer wenn der Mond dazwischen kommt. Wenn der Schatten des Mondes auf die Erde fällt haben wir eine Sonnenfinsternis. Am 29.5.1919 war eine solche Finsternis. Sie konnte von Sobral in Brasilien und von der afrikanischen Insel Principe aus beobachtet werden. An beiden Orten warteten Astronomen einer britischen Expedition, die das Ziel hatte, Einsteins Vorhersagen zu testen.
Wurde das Licht so abgelenkt, wie Einstein es vorhergesagt hatte? Mit transportablen Teleskopen warteten die Astronomen auf die Finsternis. Die heiße Korona der Sonne wurde sichtbar und die Sterne, auf die sie gewartet hatten. Ihre Aufnahmen verglichen die Astronomen später mit Bildern derselben Himmelsregion, die sie ein paar Monate nach der Finsternis nachts aufgenommen hatten. In den Aufnahmen während der Finsternis waren die Sterne systematisch nach außen verschoben. Hier haben wir den Effekt künstlich verstärkt, um ihn sichtbar zu machen.
Was wäre, wenn wir diesen Effekt nicht bei unserer Sonne sondern bei einem Schwarzen Loch nachweisen könnten? Dann wäre die Verzerrung ungleich größer. So sähe ein Schwarzes Loch aus, das zwischen uns und der Milchstraße vorbeidriftet. Solche Verzerrungseffekte haben jüngst eine Rolle gespielt als Astronomen erstmals ein Bild des Schattens eines Schwarzen Lochs in einer anderen Galaxie aufnehmen konnten.
So würde ein Schwarzes Loch aussehen, das im Bildfeld der Expedition von 1919 vorbeizieht - durch die Sternhaufen der Hyaden und Pleijaden. Der Effekt ist nicht zu übersehen, auch ohne genaue Messungen.

Fulldome Einzelbilder zum Download findet man hier.

Produktion: Haus der Astronomie
Visualisierung: Thomas Müller
Text: Markus Pössel
Sprecherin: Natalie Fischer
Audio editing: Emily Hunt
Musik: zero-project.gr

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