Raum und Zeit sind krumm, besagt die Allgemeine Relativitätstheorie. Doch auch die Geburt großer Ideen scheint oft nicht den geradlinigsten Wegen zu folgen: Zum 100. Jubiläum der Veröffentlichung der Allgemeinen Relativitätstheorie durch Albert Einstein schilderte Jürgen Renn, Physiker und Direktor am Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, welcher Umstände und fachlicher wie persönlicher Entwicklungen es bedurfte, bis Einsteins revolutionäre Idee überhaupt Gestalt annehmen konnte. Bei seinem Vortrag am 1. Oktober 2015 auf Einladung der Jungen Kurie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) machte Renn deutlich, wie gekrümmt und dramatisch der Weg zu einem der wissenschaftlichen Geniestreiche des 20. Jahrhunderts in Wahrheit verlief.

„Albert Einstein ist für jeden Physiker und jede Physikerin einer der größten Namen der Geschichte“, machte ÖAW-Präsident Anton Zeilinger anlässlich des Festaktes zum Auftakt der ÖAW-Feierlichkeiten zum 100. Jubiläum deutlich. Dabei war es nicht in erster Linie die allgemein bekannte Formel E=mc2, die Einstein zu einem der berühmtesten Physiker machte, sondern eben die Allgemeine Relativitätstheorie.
Sie besagt im Kern, dass die im Weltall verteilte Masse zu einer Krümmung von Raum und Zeit führt. Mit ihr gelang es Einstein unter anderem, Schwerkraft und Trägheit als wesensverwandte Kräfte auszumachen, was ihr bis heute den Ruf als genaueste Theorie der Gravitation verleiht. Doch auch tiefere Einsichten in das frühe Universum, die Möglichkeit zur Vorhersage exotischer Objekte wie Schwarzer Löcher und nicht zuletzt entscheidende Grundlagen für die Entwicklung zahlreicher Technologien, von der Weltraumforschung bis zu GPS, zählen zu den Errungenschaften der Theorie.

Dramatischer Prozess

Doch bei all ihrer Bedeutung strahlte die Allgemeine Relativitätstheorie nicht immer so hell wie heute. Denn es war keine spontane Eingebung, die Albert Einstein bei ihrer ersten Veröffentlichung in seinem Vortrag im November 1915 an der Preußischen Akademie der Wissenschaften vorstellte. Sondern das Ergebnis eines Prozesses, der bereits lange vorher seinen Anfang genommen hatte. „Einstein veröffentlichte seine Relativitätstheorie im November 1915 als Schlussstein eines Gebäudes, an dem er bereits seit 1907 gearbeitet hatte“, erläuterte Jürgen Renn im bis auf den letzten Platz gefüllten Festsaal der ÖAW. Damals, im Jahr 1907, stellte der große Physiker seine Spezielle Relativitätstheorie vor, mit der er die Bewegung in Raum und Zeit beschrieb und die in der Fachwelt für Aufmerksamkeit sorgte. Nicht zuletzt, da er darin viele Prinzipien der klassischen Physik auf virtuose Weise neu arrangierte, mit anderen dieser Prinzipien wiederum gänzlich brach. Doch Einstein gab sich damit nicht zufrieden. Er verfolgte vielmehr das Ziel, das 1907 aufgestellte Theoriegebäude zu erweitern.

Das freilich gelang zunächst nicht. Denn Einstein, inzwischen zum Professor an der Universität Prag berufen und damit von Kaiser Franz Joseph zum österreichischen Staatsbürger ernannt, begab sich in seinen Arbeiten auf einen Weg, der lange als Irrweg verstanden wurde: der 1913 in Wien präsentierte Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie oder kurz „Entwurf-Theorie“. Sie zu erarbeiten kostete Einstein viel Zeit. Zeit, in der Konkurrenten im Wettlauf um die Allgemeine Relativitätstheorie, darunter der deutsche Physiker und Mathematiker David Hilbert, durchaus das Ziel zuerst hätten erreichen können.

Sackgasse oder Zwischenetappe?

War Einstein mit der „Entwurf-Theorie“ also in der Sackgasse gelandet? Zweifellos stellte die „Entwurf-Theorie“ keine geradlinige Weiterentwicklung von der Speziellen zur Allgemeinen Relativitätstheorie dar. Jürgen Renn aber attestiert der „Entwurf-Theorie“ dennoch einige Bedeutung auf Einsteins Weg zur Formulierung der großen Theorie:  „Die Entwurf-Theorie hatte fast alle wesentlichen Eigenschaften der späteren Allgemeine Relativitätstheorie.“ Dass erst deren Überwindung das Tor zur Allgemeinen Relativitätstheorie öffnete, sei daher lange zu einseitig als Irrtum Einsteins betrachtet worden.

Warum aber begab sich Einstein überhaupt auf diesen Umweg – und weshalb verließ er ihn wieder? Neben Einsteins persönlichen Einschätzungen spielte ein ebenfalls lange vernachlässigter Faktor eine gewichtige Rolle: Einsteins wissenschaftliches Umfeld, seine Freunde, Mitstreiter und Konkurrenten. Entscheidende Schritte in der „Entwurf-Theorie“ gelangen Einstein beispielsweise nur dank der maßgeblichen Mitarbeit des Mathematikers Marcel Grossmann, aber auch weniger bekannte Kollegen wie Michele Angelo Besso lieferten wichtige methodische und theoretische Beiträge und Anstöße bei der Finalisierung der Allgemeinen Relativitätstheorie. Nur diese Tatsache erlaubte in Verbindung mit den, Einstein bestens vertrauten, Erkenntnissen der klassischen Theorien dem Physiker überhaupt den Durchbruch. Oder, wie Renn an der ÖAW formulierte: „Einstein stand nicht nur auf den Schultern von Riesen wie Newton, Maxwell, Gauß und Riemann. Sondern er wurde auch von weniger bekannten Forschern getragen.“

Reich an Krümmungen

Der Allgemeinen Relativitätstheorie wurde übrigens unmittelbar nach ihrer Veröffentlichung keineswegs jener Ruhm zuteil, den sie heute genießt. Nach ersten experimentellen Bestätigungen nach dem Ersten Weltkrieg dauerte es, wie Renn schilderte, Jahrzehnte, bis es zu einer Renaissance der Theorie kam und sie schließlich ihren Platz als eine zentrale Leittheorie des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes fixieren konnte. Sie hatte bis dahin einen langen Weg zurückgelegt, der an zeitlichen und räumlichen Krümmungen reich war. Und der, wenn man die gegenwärtigen Spekulationen und Überlegungen über die Weiterentwicklung der Theorie beispielsweise in Hinblick auf Ansätze der Quantengravitation betrachtet, auch in Zukunft ähnlich kurvenreich verlaufen könnte.