Arthur Stanley Eddington

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Arthur Stanley Eddington (1882–1944)
Plakette in Sundy auf São Tomé und Príncipe
Eine von Eddingtons Fotografien der Sonnenfinsternis von 1919 (abgebildet in seiner Publikation von 1920).

Sir Arthur Stanley Eddington (* 28. Dezember 1882 in Kendal; † 22. November 1944 in Cambridge) war ein britischer Astrophysiker.

Leben und Wirken[Bearbeiten]

Eddington war der Sohn eines Schulleiters, der starb, als Eddington zwei Jahre alt war. Beide Eltern waren Quäker. Nach dem Tod des Vaters zog Eddington mit seiner Mutter und seiner älteren Schwester nach Weston-super-Mare, wo er zur Schule ging. 1898 ging er mit einem staatlichen Stipendium ans Owens College in Manchester und studierte Physik und Mathematik. Zu seinen Lehrern gehörten Arthur Schuster und Horace Lamb. Er gewann mehrere Preise an der Universität und erhielt 1902 den Abschluss als Bachelor of Science mit Bestnoten. Danach ging er mit einem Stipendium auf das Trinity College der Universität Cambridge, wo Edmund Taylor Whittaker, Alfred North Whitehead und Ernest William Barnes seine Lehrer waren. Bei den Tripos-Prüfungen in Mathematik wurde er 1904 Bester (Senior Wrangler). 1905 erhielt er seinen Master-Abschluss (M. A.) und forschte am Cavendish Laboratory über Thermionische Entladung, wechselte aber bald darauf zur Mathematik und Astronomie und forschte am Royal Observatory in Greenwich. 1907 erhielt er den Smith-Preis für einen Essay über Eigenbewegung von Sternen und wurde Fellow des Trinity College. 1913 wurde er als Nachfolger von George Howard Darwin Plumian Professor für Astronomie in Cambridge und im folgenden Jahr Direktor des Observatoriums in Cambridge.

Eddington gehörte zu den ersten Physikern, die die Bedeutung von Einsteins Relativitätstheorie erkannten (von der er während des Ersten Weltkriegs durch Vermittlung von Willem de Sitter ab 1915 erfuhr). Er trug darüber auf dem Treffen der British Association for the Advancement of Science 1916 vor und schrieb eines der frühesten Lehrbücher darüber (Mathematical Theory of Relativity, 1923), das von großem Einfluss im englischsprachigen Raum war. Außerdem trug er entscheidend dazu bei, die Allgemeine Relativitätstheorie weltweit durchzusetzen: Er leitete die Sonnenfinsternis-Expedition, die er mit dem Royal Astronomer Frank Watson Dyson organisiert, auf die Vulkaninsel Príncipe im Golf von Guinea in Westafrika (siehe Abbildung) am 29. Mai 1919.

Eddington war praktizierender Quäker[1][2]. Am 2. März 1916 wurde in Grossbritannien die Wehrpflicht eingeführt. Eddington wollte eine Befreiung von der Wehrpflicht aufgrund seiner pazifistischen Überzeugung beantragen[1]. Die Universität Cambridge beantragte anstelle dessen eine Freistellung aufgrund des nationalen Interesses an Eddingtons Arbeit, die auch bewilligt wurde. Allerdings legte im Jahre 1918 das Ministry of National Service dagegen Berufung ein. Während der folgenden Anhörung im Juni 1918, wurde Eddington nicht als Kriegsdienstverweigerer anerkannt, was zu seiner Einziehung ab August 1918 geführt haette. Zwei weitere Anhörungen fanden im Juni und Juli statt. Eddingtons Erklärung zu seiner Opposition zum Krieg aufgrund seiner religiösen Überzeugungen wurde bei der Anhörung im Juni aufgezeichnet[1]. Bei der Anhörung in Juli erhielt Eddington Unterstützung durch Astronomer Royal Sir Frank Dyson, der in einer schriftlichen Erklärung die Unabkömmlichkeit von Eddington fuer der Vorbereitungen und Ausführung der Expedition nach Principe während der Sonnenfinsternis im Mai 1919 unterstrich. Eddington erklärte ausserdem, dass er zum Kriegsersatzdienst in der Friends' Ambulance Unit, dem Roten Kreuz, oder als landwirtschaftlicher Arbeiter bereit sei. Letztendlich wurde Eddington für weitere 12 Monate vom Kriegsdienst freigestellt, aufgrund der Wichtigkeit seiner Arbeit, zu dessen Weiterführung er während seiner Freistellung verpflichtet war[1][2]. Der Krieg endete vor dem Ablauf seiner Freistellung.

Die allgemeine Relativitätstheorie postuliert, dass eine Masse von der Größe der Sonne in der Lage sein müsse, den sie umgebenden Raum deutlich zu krümmen. Demnach müssten Sterne, die von der Erde aus gesehen, in der Nähe der Sonne stehen, ein wenig verschoben erscheinen, weil die Lichtstrahlen durch das Gravitationsfeld der Sonne gekrümmt würden. Zur Beobachtung dieses Effekts braucht man allerdings eine totale Sonnenfinsternis, da eine optische Beobachtung von Sternen im Umfeld des hellen Sonnenlichts unmöglich ist. Deshalb reiste Eddington nach Afrika, um dort die Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 zu beobachten. Ein weiteres Team der Expedition beobachtete gleichzeitig die Sonnenfinsternis von Sobral (Ceará) in Brasilien aus. Eddingtons Beobachtungen wurden durch Bewölkung erschwert, trotzdem gelang es ihm, Aufnahmen zu machen. In der nachfolgenden Analyse wurden sie von Eddington als Bestätigung von Einsteins Theorie gewertet. Spätere Auswertungen kamen allerdings zur Schlussfolgerung, dass die damaligen Beobachtungen dazu zu ungenau waren. [3] [4] [5]

Eddington entwickelte auch das erste echte Modell der in Sternen ablaufenden Prozesse. Anfang des 20. Jahrhunderts waren sich Astronomen zwar ziemlich sicher, dass Sterne aus Gas bestehen. Man konnte sich jedoch nicht erklären, weshalb der durch ihre Masse entstehende große Druck von außen nach innen den Stern nicht kollabieren lässt. Eddington stellte die heute anerkannte Theorie auf, dass sich zwar mit zunehmender Tiefe Druck und Temperatur im Stern erhöhen, aber das Wechselspiel von Gravitations- und Strahlungsdruck einen Kollaps des Sterns verhindern kann. Er schrieb darüber das seinerzeit maßgebliche Lehrbuch The Internal Constitution of Stars (1926), in der er auch die Masse-Leuchtkraft-Beziehung einführte.

Die Eddington-Grenze, welche die maximale Leuchtkraft beschreibt, die ein Stern im hydrostatischen Gleichgewicht haben kann, ist nach ihm benannt.

Eddington hatte in den 1930er-Jahren eine Auseinandersetzung mit dem jungen Subrahmanyan Chandrasekhar über dessen Grenze für die Masse Weißer Zwerge. Er lehnte dessen Theorien kategorisch ab und nutzte dabei seinen Einfluss als berühmtester Astrophysiker der damaligen Zeit. Der ungleiche Streit war ausschlaggebend dafür, dass Chandrasekhar in die USA wechselte.

Neben seinen astrophysikalischen Werken schrieb der bekennende Quäker auch eine Reihe von philosophischen Abhandlungen. Gegen Ende seiner Karriere stieß seine Beschäftigung mit numerischen Beziehungen von Naturkonstanten allerdings auf Ablehnung und brachte ihm sogar den Spott von Physikerkollegen ein. Er versuchte auch eine Synthese von Relativitätstheorie und Quantenmechanik zu finden, die in Physikerkreisen ebenfalls keinen Anklang fand.

Werke[Bearbeiten]

  • Stellar Movements and the Structure of the Universe, London: Macmillan 1914
  • Report on the relativity theory of gravitation. London, Fleetway press, Ltd., 1918, 2. Auflage 1920, Reprint Dover 2006
  • Space, Time and Gravitation: An Outline of the General Relativity Theory. Cambridge University Press, 1920, 1987
    • Deutsche Übersetzung: Raum, Zeit und Schwere. Ein Umriß der Allgemeinen Relativitätstheorie, Vieweg 1923
  • The Mathematical Theory of Relativity, Cambridge University Press 1923, Reprint New York, Chelsea 1975
    • Deutsche Übersetzung: Relativitätstheorie in mathematischer Behandlung, Springer Verlag 1925 (Übersetzer Alexander Ostrowski)
  • Stars and Atoms, Oxford: British Association, 1926
    • Deutsche Übersetzung: Sterne und Atome, Vandenhoeck und Ruprecht, 4. Auflage 1958
  • The Internal Constitution of Stars, Cambridge University Press, 1926
  • The Nature of the Physical World, MacMillan, 1928 (Gifford Lectures)
    • Deutsche Übersetzung: Das Weltbild der Physik und ein Versuch seiner philosophischen Deutung, Vieweg 1931
  • Science and the Unseen World, in den USA: Macmillan, in Großbritannien: Allen & Unwin, 1929 (Swarthmore Lecture)
  • Why I Believe in God: Science and Religion, as a Scientist Sees It, Haldeman-Julius Publications 1930
  • The Expanding Universe: Astronomy's 'Great Debate', 1900-1931, Cambridge University Press, 1933, University of Michigan Press 1958
  • New Pathways in Science, Cambridge University Press 1935
    • Deutsche Übersetzung: Naturwissenschaft auf neuen Bahnen, Vieweg 1935 (Übersetzer Wilhelm Westphal)
  • Relativity Theory of Protons and Electrons, Cambridge University Press 1936
  • Philosophy of Physical Science, Cambridge University Press 1939 (1938 Tarner Lectures in Cambridge)
  • Fundamental Theory, Cambridge University Press 1946
  • The Combination of relativity theory and quantum theory, 1943, Reprint, Dublin Institute for Advanced Studies 1960

Auszeichnungen[Bearbeiten]

1930 wurde er geadelt und 1938 erhielt er den Order of Merit. Er war Mitglied der Royal Society of Edinburgh, der Royal Irish Academy, der Russischen Akademie der Wissenschaften, der Berliner Akademie der Wissenschaften und der National Academy of Sciences. 1926 hielt er die Bakerian Lecture (Diffuse matter in interstellar space).

Ein Asteroid und ein Mondkrater sind nach ihm benannt. Die Eddington Medal der Royal Astronomical Society trägt seinen Namen.

Literatur[Bearbeiten]

  • A. Vibert Douglas in Dictionary of Scientific Biography
  • A. V. Douglas The life of Arthur Stanley Eddington, Thomas Nelson and Sons 1956
  • S. Chandrasekhar Eddington, the most distinguished astrophysicist of his time, Cambridge University Press 1983
  • C. W. Kilmister Eddington´s Search for a Fundamental Theory, Cambridge University Press 1994
  • C. W. Kilmister, Artikel Eddington in Oxford Dictionary of National Biography 2004
  • Matthew Stanley An Expedition to Heal the Wounds of War: The 1919 Eclipse Expedition and Eddington as Quaker Adventurer, Isis, Band 94, 2003, S. 57–89.
  • Matthew Stanley So Simple a Thing as a Star: Jeans, Eddington, and the Growth of Astrophysical Phenomenology, British Journal for the History of Science, Band 40, 2007, S. 53-82.
  • Matthew Stanley Practical Mystic: Religion, Science, and A.S. Eddington, University of Chicago Press 2007
  • John Yolton The Philosophy of Science of Arthur Eddington, Den Haag, Nijhoff 1960
  • William McCrea: Arthur Stanley Eddington. In: Spektrum der Wissenschaft. Dezember 12/1992, S. 82–87.
  • Claus Bernet: Arthur Stanley Eddington. In: Biographisch-Bibliographisches Kirchenlexikon (BBKL). Band 32, Bautz, Nordhausen 2011, ISBN 978-3-88309-615-5, Sp. 278–288.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Arthur Stanley Eddington – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d A. Vibert Douglas: The Life of Arthur Eddington. Thomas Nelson and Sons Ltd, 1956.
  2. a b Subrahmanyan Chandrasekhar: Eddington: The most distinguished astrophysicist of his time. Cambridge University Press, 1983, ISBN 0521257468.
  3. Daniel Kennefick: Testing relativity from the 1919 eclipse — a question of bias
  4. Ian McCausland: Anomalies in the History of Relativity. In: Journal of Scientific Exploration, Bd. 13, No. 2, 1999 ISSN 0892-3310/99, S. 271–290, (PDF; 188 kB)
  5. Peter Coles: Einstein, Eddington and the 1919 Eclipse. In: Proceedings of International School on "The Historical Development of Modern Cosmology", Valencia 2000 (PDF; 279 kB)