Vom Gedankenexperiment zur Expedition: Licht auf krummen Wegen

Albert Einstein ist berühmt für seine Gedankenexperimente. Auf dem Weg zur allgemeinen Relativitätstheorie stellte er sich eine Kabine irgendwo im Weltall vor. An ihrer Innenwand befindet sich eine Lichtquelle, mit der ein Physiker einen Strahl parallel zum Boden in den Raum sendet. Der Lichtstrahl trifft exakt gegenüber dem Ausgangspunkt auf, solange sich die Kabine, von außen gesehen, mit gleichbleibender Geschwindigkeit nach oben bewegt. Das ändert sich, wenn ein äußerer Antrieb die Kabine nach oben beschleunigt. Dann biegt sich der Lichtstrahl ein wenig nach unten weg und beschreibt eine leicht gekrümmte Bahn.

Der Physiker kann diesen Sachverhalt aber auch anders interpretieren. Als Insasse erscheint es ihm so, als befände sich die Kabine in Ruhe, aber in einem Schwerefeld. Wenn der Lichtstrahl also von seiner geradlinigen Bahn abgelenkt wird, dann sollte die Ursache dafür im Gravitationsfeld zu suchen sein. Die Wirkung einer beschleunigten Bewegung lässt sich gemäß dem einsteinschen „Äquivalenzprinzip“ nicht von der im Schwerefeld unterscheiden. Ganz darauf vertrauend, sagte Einstein voraus, dass Licht im Gravitationsfeld der Sonne vom Kurs abkommt. Für einen direkt an der Sonne vorbeigehenden Lichtstrahl errechnete er eine winzige Winkeländerung und hoffte darauf, dass Astronomen seine Hypothese überprüfen würden. Und zwar bei einer totalen Sonnenfinsternis, wenn sich der Mond vor die Sonnenscheibe schiebt. Dann werden kurzzeitig jene Sterne in unmittelbarer Umgebung der Sonne sichtbar, deren Licht sonst von ihr überstrahlt wird. Während der Finsternis kann man die Positionen dieser sonnennahen Sterne fotografieren und die Aufnahme mit einem Foto derselben Gruppe von Sternen vergleichen, das nachts gemacht wurde, wenn das Sternenlicht auf dem Weg zur Erde nicht nahe an der Sonne vorbeiläuft. Die Positionen müssten sich ein wenig unterscheiden. Eine Sonnenfinsternis-Expedition britischer Forscher in die Äquatorregion führte im Jahr 1919 zur Bestätigung der einsteinschen Vorhersage und machte ihren Schöpfer berühmt.