Arthur Eddington

Arthur Stanley Eddington (1882–1944) war ein britischer Astrophysiker und Quäker-Pazifist, dessen Arbeit sowohl das öffentliche Verständnis als auch die innere Mechanik der Astronomie des 20. Jahrhunderts neu prägte. Als Chief Assistant am Royal Observatory während des Ersten Weltkriegs gehörte er zu den wenigen britischen Wissenschaftlern, die Einsteins allgemeine Relativitätstheorie in ihrer ursprünglichen mathematischen Form lesen konnten. 1919 leitete er die Sonnenfinsternis-Expedition nach Príncipe, einer vulkanischen Insel vor Westafrika, um während der Totalität Sterne im Hyaden-Sternhaufen zu fotografieren. Ein Parallelteam reiste nach Sobral in Brasilien. Beim Vergleich der Platten mit nächtlichen Aufnahmen derselben Sterne fanden sie, dass Sternenlicht, das dicht an der Sonne vorbeizog, um etwa 1,75 Bogensekunden abgelenkt war — doppelt so viel wie die Newtonsche Physik vorhersagte, und genau das, was Einsteins Theorie verlangte. Die Ankündigung im November 1919 machte Einstein über Nacht weltberühmt und etablierte die allgemeine Relativitätstheorie als empirische Physik, nicht als Spekulation. Eddington wandte sich dann dem Sternaufbau zu. Vor seiner Arbeit war das Innere eines Sterns Spekulation; Spektren lieferten nur Informationen über die Oberfläche. In „Der innere Aufbau der Sterne" (1926) zeigte er, dass ein Stern eine Gaskugel ist, die durch eine Kombination aus Gasdruck und Strahlungsdruck gegen die Gravitation gehalten wird, und er leitete die Masse-Leuchtkraft-Beziehung her, die heute noch gelehrt wird — ein Stern mit 10 Sonnenmassen strahlt etwa 10.000-mal heller als die Sonne, nicht zehnmal. Aus demselben Rahmen ergab sich die Eddington-Grenze: die maximale Leuchtkraft, die ein stabiles Objekt gegebener Masse aufrechterhalten kann, bevor sein eigener Strahlungsdruck die äußeren Schichten davonbläst. Diese Grenze definiert die obere Hülle massereicher Sterne (leuchtkräftige blaue Veränderliche leben an ihr) und legt die maximale Akkretionsrate Schwarzer Löcher fest. Die Leuchtkraft von Quasaren wird noch heute als Bruchteil ihrer Eddington-Rate angegeben. Eddington argumentierte auch, lange bevor der Mechanismus verstanden wurde, dass Sterne durch subatomare Prozesse betrieben werden müssten — vier Wasserstoffatome, die zu einem Helium verschmelzen, würden die fehlende Energie freisetzen. Als Kritiker einwandten, die Sonne sei nicht heiß genug, antwortete er berühmt: „Wir streiten nicht mit dem Kritiker, der behauptet, die Sterne seien für diesen Prozess nicht heiß genug; wir sagen ihm, er solle einen heißeren Ort suchen." Hans Bethe arbeitete die Fusionsdetails 1938 aus. Sein am wenigsten schmeichelhafter Moment kam 1935, als er die korrekte Herleitung des neunzehnjährigen Subrahmanyan Chandrasekhar einer Höchstmasse für Weiße Zwerge öffentlich ins Lächerliche zog und damit die Akzeptanz Schwarzer Löcher um eine Generation verzögerte. Chandrasekhar erhielt 1983 den Nobelpreis für diese Arbeit. Eddington war zugleich der erfolgreichste Populärwissenschafts-Autor seiner Zeit. „Sterne und Atome", „Das Weltbild der Physik" und „Das expandierende Weltall" verkauften sich zwischen den Kriegen zusammen über eine Million Mal. Er prägte den Ausdruck „Zeitpfeil". Auf die Frage, ob nur drei Menschen auf der Welt die allgemeine Relativitätstheorie verstünden, antwortete er: „Ich versuche gerade zu überlegen, wer der dritte ist."

Bestätigung der allgemeinen Relativitätstheorie durch die Sonnenfinsternis-Expedition 1919 nach Príncipe, bei der eine Ablenkung des Sternenlichts von 1,75 Bogensekunden nahe der Sonne gemessen wurde — der erste empirische Beweis für Einsteins Theorie; Erste quantitative Theorie des Sternaufbaus und Herleitung der Masse-Leuchtkraft-Beziehung; Die Eddington-Grenze, die die maximale stabile Leuchtkraft für Sterne und Akkretionsscheiben festlegt; Frühe Hypothese (1920), dass Sterne durch Wasserstoff-zu-Helium-Fusion betrieben werden, fast zwei Jahrzehnte vor Bethes CNO-Zyklus von 1938; Prägung des Ausdrucks „Zeitpfeil" im Zusammenhang mit thermodynamischer Irreversibilität (1927); Autor grundlegender populärwissenschaftlicher Bücher (Sterne und Atome, Das Weltbild der Physik, Das expandierende Weltall), die das öffentliche Verständnis moderner Physik zwischen den Weltkriegen prägten