Einsteins "Spätzünder": Eine Auswahl
Von Franziska Dzugan
Die gravitative Lichtablenkung
Einstein sagte in seiner 1915 abgeschlossenen Allgemeinen Relativitätstheorie vorher, dass Licht von massiven Körpern abgelenkt wird und sich dadurch auf gekrümmten Bahnen bewegt. Der Beweis folgte drei Jahre später durch den britischen Physiker und Astronomen Arthur Eddington, der die Sonnenfinsternis im Mai 1919 für ein Experiment nützte: Die Sonne befand sich vor dem Sternhaufen der Hyaden, die von der Erde aus verschoben erscheinen mussten, wenn Einsteins Theorie stimmte. Tatsächlich: Das Licht der Hyaden wurde so vom Gravitationsfeld der Sonne abgelenkt, wie es Einstein vorhergesagt hatte. Eddingtons Beweis machte Einstein weltweit berühmt.
Grenzmasse und Schwarze Löcher
1931 ging der indische Astrophysiker Subrahmanyan Chandrasekhar Einsteins Relativitätstheorie auf den Grund. Er widmete sich der Masse: Nachdem ein Stern erloschen ist, also keine Kernfusionsprozesse mehr stattfinden, fällt er in sich zusammen und bildet einen Weißen Zwerg. Wie Chandrasekhar herausfand, können diese ausgebrannten Sterne nur bis zu einer bestimmten Grenzmasse existieren. Haben sie mehr als 1,4 Sonnenmassen, brechen sie in sich zusammen - es entsteht entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Chandrasekhars Erkenntnisse sind bis heute ein wichtiger Grundpfeiler der Theorie der Schwarzen Löcher. Einstein selbst war allerdings skeptisch, was die Existenz von Schwarzen Löchern betraf.
Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung
Die kosmische Hintergrundstrahlung geht indirekt auf Einsteins Relativitätstheorie zurück, denn auf ihr basiert das Urknallmodell. Dieses wiederum sagte die elektromagnetische Reststrahlung aus der heißen Frühzeit des Universums voraus. Entdeckt wurde diese Anfang der 1960er-Jahre rein zufällig. Die US-Physiker Arno Penzias und Robert Wilson testeten eine neue, sehr empfindliche Antenne, als ihnen ein störendes Rauschen auffiel. Es kam aus allen Himmelsrichtungen und hatte eine Strahlungstemperatur von minus 270 Grad Celsius. Wenig später war klar: Penzias und Wilson hatten das abgekühlte Strahlungsfeld des Urknalls nachgewiesen.
Zeitdilatation
Einsteins Relativitätstheorie zufolge vergeht die Zeit in schnell bewegten Systemen langsamer als in langsam bewegten. Eine bewegte Uhr geht also langsamer. Bewiesen wurde das 1971 von den US-Physikern Joseph C. Hafele und Richard E. Keating im sogenannten Hafele-Keating-Experiment. Sie nahmen vier Cäsium-Atomuhren mit an Bord eines Flugzeugs, mit dem sie zwei Mal um die Welt flogen, einmal ostwärts, einmal westwärts. Währenddessen verglichen sie ihre Uhren mit Atomuhren auf der Erde. Das Ergebnis: Bewegten sich die Uhren an Bord ostwärts, also in Richtung der Erdrotation, waren sie schneller unterwegs als die Uhren auf dem Boden. Folglich tickten sie, wie Einstein vorhergesagt hatte, langsamer und verloren an Zeit. Waren die Atomuhren hingegen westwärts unterwegs, hatten sie eine geringere Geschwindigkeit als die Uhren auf der Erde - sie gewannen an Zeit.