Mit etwas Wärme

Sich um rund 13.000 Kilometer zu verfahren, gehört zu den Dingen, die einem menschlichen Wesen nicht gerade oft im Leben passieren. Weil die zurückgelegten Strecken selten diese Dimension erreichen, versteht sich. Und weil man ja auch irgendwann merkt, dass man sich verfahren hat.

Wie aber verhält sich das mit einer von Menschen ins Weltall katapultierten Raumsonde? Die vor bald vier Jahrzehnten in Richtung Jupiter entsendeten Fähren Pioneer-10 und -11 haben ihren irdischen Betreuern über lange Zeit erhebliches Unbehagen bereitet, weil sie genau das taten: Sie kamen aus völlig rätselhaften Gründen vom berechneten Kurs ab. Aufgefallen war der Effekt etwa 1980, als die Sonden ihre Zielplaneten längst passiert hatten und Kurs auf den Rand unseres Sonnensystem nahmen. Die Abweichung als solche war dabei nicht das Problem: Ein paar Tausend Kilometer rechts oder links pro Jahr sind keine große Sache für ein Gerät, das allein pro Stunde rund 40.000 Kilometer zurücklegt. Das Problem war vielmehr: Falls man für die winzige Drift dieser Sonden nicht eine gute Erklärung würde finden können, wäre Isaac Newtons Gesetz der Gravitation reif für eine Generalüberholung gewesen.

Die Gravitation oder Schwerkraft gehört zu den fundamentalen Kräften der Physik. Sie verleiht einer Masse erst ihr tatsächliches Gewicht und lässt sich aus dem Verhältnis der Massen zweier Körper zueinander – etwa eines Planeten und seines Mondes – berechnen. Je massereicher ein Körper im Vergleich zum anderen, desto stärker ist die Schwerkraft, die er ausübt. Ist die Masse innerhalb des Körpers ungleich verteilt, ist die Schwerkraft auch nicht in jede Richtung gleich groß. Deshalb fällt auf der Erde zwar alles runter. Aber eben deshalb wiegt ein Mensch auch nicht auf jedem Punkt unseres Planeten gleich viel. Der Satellit GOCE hat kürzlich Daten für eine dreidimensionale Gravitationskarte geliefert, die ein sehr verzerrtes Bild unserer Erde vermitteln – aber das Gesetz der Schwerkraft nicht infrage stellen.

Der Reiz der Anomalie

Nun ist das Infragestellen fundamentaler Gesetze eigentlich das Spannendste, was die Wissenschaft zu bieten hat, auch wenn der Umsturz in den meisten Fällen dann doch nicht erfolgt. Aber erst die Bereitschaft, alte Überzeugungen aufgrund neuer Hinweise oder besserer Modelle aufzugeben, kann langfristigen Fortschritt sichern. Das hatte in gewisser Weise auch die Nasa im Sinn, als sie ihre Pioneer-Missionen plante, zumindest gibt es ein reizvolles Detail, auf das der US-amerikanische Autor Michael Brooks in seinem Buch 13 Things that don’t make Sense (Profile Books, 2009) in Kapitel 4 über die Pioneer-Anomalie hinweist: Es war von Beginn an die Aufgabe der beiden Sonden gewesen, das Newton’sche Gravitationsgesetz auf die Probe zu stellen. Als die Anomalie dann allerdings entdeckt wurde, versuchte man, den Ball flach zu halten, und forschte wie verrückt nach einer plausiblen Erklärung, egal ob physikalisch oder technisch, Hauptsache einer, die Newton bitte Newton sein ließ.

Es ist fast schade, dass diese Erklärung jetzt – Jahrzehnte später – wohl gefunden wurde und dabei auch noch so unspektakulär ausfällt: Die Sonneneinstrahlung auf die zur Erde gerichtete Antenne, die den Forschern die verwirrenden Daten übermittelte, erzeugte offenbar genug Wärme, um dem Gefährt einen winzigen Schubser in die falsche Richtung zu geben. Zumindest innerhalb unseres Sonnensystems bleibt die Welt damit in Ordnung. Allein Brooks wird den Titel seines Buches ändern müssen.