Verlorene Bilder des Trinity-Atomtests von 1945 restauriert
(spectrum.ieee.org)- Der Trinity-Atomtest war der Moment, in dem die Menschheit am 16. Juli 1945 in der Wüste von New Mexico erstmals die Kraft des Atoms freisetzte
- Emily Seyls Buch enthält Hunderte Fotos des Manhattan Project, die durch 20 Jahre Restaurierungsarbeit wieder zum Leben erweckt wurden
- Berlyn Brixners zwei Mitchell-Kameras zeichneten die Explosion auf und wurden für frühe Messungen der Wissenschaftler in Los Alamos genutzt
- Von 52 Kameras lieferten nur 11 zufriedenstellende Bilder, doch dank der Anordnung nach Distanz, Winkel und Geschwindigkeit war eine Rekonstruktion der Explosion möglich
- Das Filmmaterial zeigt, wie sich der Feuerball von 25 Millisekunden bis 60 Sekunden ausdehnt und wie die Pilzwolke nach 60 Sekunden auf über 3 Kilometer ansteigt
Die Bedeutung der restaurierten fotografischen Aufzeichnungen von Trinity
- Der Trinity-Atomtest war der Moment, in dem die Menschheit am 16. Juli 1945 um 5:29:45 Uhr Mountain War Time in der Wüste des Beckens Jornada del Muerto in New Mexico erstmals die Kraft des Atoms freisetzte
- Emily Seyls Trinity: An Illustrated History of the World’s First Atomic Test enthält Hunderte Fotos des Manhattan Project, die durch 20 Jahre Restaurierungsarbeit wiederhergestellt wurden
- Die restaurierten Fotos und Auszüge zeigen zugleich das Ausmaß und die Grenzen der groß angelegten Aufnahmearbeiten, mit denen die Explosion von „the Gadget“ festgehalten werden sollte
Das Aufnahmesystem zur Verfolgung des Explosionsmoments
- Im Aufnahmebunker North 10,000 hatte Berlyn Brixner den Kopf in einen Turm mit Kameras und eingelegtem Film gesteckt und hörte den Countdown über einen Lautsprecher
- Brixner war einer der wenigen, die angewiesen worden waren, die Explosion durch Schweißerschutzbrillen zu beobachten, und bereitete sich darauf vor, dem Weg des Feuerballs in den Himmel zu folgen
- Die zwei Mitchell-Filmkameras an seinem Standort lieferten die besten Aufnahmen des Trinity-Tests und wurden von den Wissenschaftlern in Los Alamos für erste Messungen der Wirkungen der nuklearen Explosion genutzt
- Im Moment der Zündung hielten die Kameras das erste Licht fest, das sich über das Becken ausbreitete und das Brixner selbst nicht direkt sehen konnte
Die Explosion von Gadget und der frühe Spaltungsprozess
- 32 Blöcke aus hochexplosivem Sprengstoff detonierten gleichzeitig und drückten nach innen auf den ruhenden plutonium-Kern
- Diese Kraft komprimierte die dichte Metallkugel augenblicklich von allen Seiten und brachte die Atome extrem nahe zusammen
- Ein präzise getakteter Neutronenstoß löste ein momentanes und unkontrolliertes Chaos aus, und die Kettenreaktion der Kernspaltung endete fast so schnell, wie sie begonnen hatte
- Eine Hochgeschwindigkeitskamera vom Typ Fastax in Brixners Bunker hielt durch ein dickes Glasbullauge fest, wie weniger als 0,01 Sekunden nach der Explosion eine halbtransparente Kugel aus der Dunkelheit hervortrat
- Diese Szene dokumentiert den Moment, in dem die abrupte Freisetzung von Hitze, Licht und Materie Gadget in Stücke riss
Von den Kameras überlieferte Details und Grenzen
- Als die Helligkeit nachließ, sahen Zeugen rund um ground zero eine aufsteigende Staubwand und eine vielfarbige Flammenkugel, die glühte und ihre Form veränderte
- Über einer aufsteigenden Säule aus verdrehten Trümmern formten die Flammen eine in den Himmel schießende brennende Wolke
- Die Kameraaufnahmen lieferten eine ebenso dramatische wie viel präzisere Aufzeichnung als bloße Zeugeneindrücke und ermöglichten es den Wissenschaftlern, das Verhalten des Feuerballs und der sichtbaren Effekte wiederholt zu vermessen
- Insgesamt war die Aufnahmekampagne erfolgreich, doch von 52 Kameras erzeugten nur 11 zufriedenstellende Bilder
- Die Spectrographic and Photographic Measurements Group platzierte Kameras in unterschiedlichen Entfernungen, aus ergänzenden Blickwinkeln sowie mit verschiedenen Bildraten und Brennweiten, sodass sich das Objekt sehr vollständig rekonstruieren ließ
Eine Explosion jenseits aller Vorhersagen
- Gruppenleiter Julian Mack urteilte, dass selbst die mehr als 100.000 aufgenommenen Frames noch immer „kein Gefühl für Helligkeit oder für die Größenordnungen von Zeit und Raum vermitteln“
- Mack meinte insbesondere, dass die photographic record der frühen Explosionsphase ebenso sehr vom Glück wie von Voraussicht geprägt gewesen sei
- Die tatsächliche Explosion war um ein Mehrfaches stärker als vorhergesagt, und die Intensität ihrer Wirkung überforderte viele Kameras und Diagnoseinstrumente
- Der Physiker Norris Bradbury, der Robert Oppenheimer später als Direktor von Los Alamos nachfolgte, sagte, das „erstaunlichste Merkmal sei das intensive Licht“ gewesen
- Für Bradbury passte die Atombombe in kein vorhandenes Vorstellungsbild und war nichts, was sich mit früheren Erfahrungen begreifen ließ
Der Montageort und der Aufbau des Sprengkörpers
- Am 12. Juli 1945 transportierte Herbert Lehr, ein der US-Armee zugeteilter Sergeant und Elektroingenieur in Los Alamos, den Plutoniumkern zum McDonald ranch house, wo die Bombe montiert wurde
- Norris Bradbury war der Physiker, der für die Endmontage von Gadget verantwortlich war; ein Foto zeigt ihn neben der teilweise montierten Bombe auf der Spitze des shot tower
- Kabel an der Außenseite der Bombe übermittelten Signale, die die synchronisierte Detonation des konventionellen Sprengstoffs auslösten
- Diese synchrone Explosion war so ausgelegt, dass sie nach innen gerichtete Stoßwellen erzeugte, die den Plutoniumkern der Bombe komprimierten
- Bradbury wurde am 17. Oktober 1945 Nachfolger von Robert Oppenheimer als Direktor von Los Alamos
Ein Erlebnis, das sich selbst mit Worten und Bildern kaum fassen ließ
- Direkte Berichte von Soldaten, Wissenschaftlern und anderen Zeugen ergänzten die beim Test gesammelten quantitativen Daten
- Zeugen beschrieben das grelle Licht, das das Becken taghell erleuchtete, die sich in seltsamer Stille auftürmende dunkler werdende Wolke, das Warten auf die unsichtbare Welle aus dem Zentrum von Gadget und schließlich das gewaltige Grollen, das wie Donner eintraf
- Der Physiker Isidor Isaac Rabi, der den Test aus 20 Meilen Entfernung beobachtete, erinnerte sich: „Es explodierte, es überrollte uns, und es drang durch den Körper“
- James Chadwick, Leiter der britischen Wissenschaftlergruppe im Manhattan Project, sagte, er habe diesen Moment in den vergangenen Jahren in seiner Vorstellung oft erlebt; er habe sich fast so ereignet wie gedacht, doch die Wirklichkeit sei erschütternd gewesen
- Der Physiker George Kistiakowsky war überzeugt: „Am Ende der Welt, in der letzten Millisekunde der Existenz der Erde, wird der letzte Mensch sehen, was wir gesehen haben“
Die zeitliche Dimension der Explosion im Filmmaterial
- Das mit verschiedenen Hochgeschwindigkeits- und Filmkameras aufgenommene Material zeigt die Ausdehnung des Feuerballs von 25 Millisekunden bis 60 Sekunden
- Nach 60 Sekunden hatte die Pilzwolke bereits eine Höhe von mehr als 3 Kilometern erreicht
- 0,016 Sekunden nach der Explosion war der Feuerball bereits mehrere hundert Meter breit; die kleinen Quadrate links und rechts im Bild waren billboards in 200 Metern Entfernung vom Explosionszentrum
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Als ich einen Kurs zur modernen Wissenschaftsgeschichte (nach dem Zweiten Weltkrieg) unterrichtete, begann ich die Vorlesung immer mit Trinity; ich glaube, es gibt kaum einen besseren Ausgangspunkt.
Heute kennen wir das Ergebnis, aber die Menschen, die damals auf den Test warteten, wussten nicht, ob die Bombe überhaupt funktionieren würde, und zogen sogar in Betracht, dass sie eine Fusionsreaktion in der Atmosphäre auslösen und die Welt zerstören könnte.
Hans Bethe berechnete dieses Szenario und kam zum Schluss, dass es nicht passieren würde, aber die Möglichkeit, dass er etwas übersehen hatte, blieb bestehen, und Enrico Fermi machte am Tag des Tests sogar eine makabre Wette darüber.
Am Ende funktionierte es wie erwartet und wurde zu einem der erfolgreichsten und zugleich schrecklichsten Experimente der Wissenschaftsgeschichte.
Was mich beim Betrachten der Fotos heute am meisten getroffen hat, war die Szene, in der der Plutoniumkern in einer kleinen schweren Kiste zur Montage in das Ranchhaus getragen wird.
Er war etwa so groß wie eine Grapefruit, aber doppelt so dicht wie Blei, sah wie eine gewöhnliche Metallkugel aus und war doch ein völlig fremdartiges Objekt, das in einem Reaktor erzeugt worden war.
Dass in einem so kleinen Objekt eine ungeheure Energiemenge eingeschlossen sein kann und dass man den Teufel entfesseln kann, wenn man diese kleine Kugel präzise implodieren lässt, fühlt sich immer noch bizarr an.
Trinity ist einer der entscheidenden Momente der Menschheitsgeschichte, und selbst 80 Jahre später wissen wir noch nicht, was sein Endergebnis sein wird.
Die Bomben warten noch immer auf uns und stellen weiterhin furchterregende Zukunftsfragen, über die die meisten Menschen lieber nicht nachdenken möchten.
Er sagte, er sei ziemlich nervös gewesen, dass sein eigener Beitrag versagen und den Test fehlschlagen lassen könnte, aber unter den Menschen, die ernsthaft an Wissenschaft und Technik des Bombenbaus beteiligt waren, zweifelte kaum jemand nach Klärung der technischen Probleme noch daran, dass sie funktionieren würde, und niemand sorgte sich darum, dass die Atmosphäre Feuer fangen könnte.
Sie wussten genug, um diese Möglichkeit für absurd zu halten, und hatten bereits über Monate oder Jahre hinweg Tausende von Tests durchgeführt.
Während des Tests war mein Großvater für den sogenannten chicken switch zuständig, mit dem man den Test im letzten Moment hätte abbrechen können, und er sagte immer, seine größte Sorge sei gewesen, in Panik etwas Dummes zu tun und den Test abzubrechen.
Die eigentliche Explosion beschrieb er als das Schönste, was er in seinem Leben je gesehen habe.
Wenn man auf die Geschichte schaut, sollte man sich daran erinnern, dass diese Leute als Wissenschaftler und Ingenieure gehandelt haben.
Mein Großvater liebte es, Dinge in die Luft zu jagen; als Kind bekam er einen Chemiebaukasten und hätte beinahe das Haus gesprengt, er studierte Chemie, weil er Explosionen mochte, und schrieb seine Dissertation über die Stoßwellen sehr großer konventioneller Bomben.
Nach außen wird das als Stoßwellenforschung verpackt, aber im Kern ist es so, wie Kinder Dinge explodieren lassen, und man verfängt sich in der Herausforderung selbst.
Die politischen und moralischen Folgen standen in den Köpfen der meisten nicht an erster Stelle.
Niemand war unschuldig, aber einige zögerten oder bereuten es später, andere waren zynischer, ehrgeiziger und manchmal unheilvoller.
Es gab Leute wie Oppenheimer, und es gab Leute wie Teller.
1975 bestritt Bethe, je gesagt zu haben, es habe überhaupt auch nur eine unter eins zu drei Millionen liegende Chance gegeben, die Atmosphäre zu entzünden, aber die Vorstellung hatte sich bereits in der öffentlichen Fantasie festgesetzt.
https://www.inverse.com/science/did-oppenheimer-really-worry...
https://www.youtube.com/watch?v=V1Y4UR8xqxA
In der Erdgeschichte gab es viel größere Energieereignisse, etwa den Asteroideneinschlag, der die Dinosaurier auslöschte, und die damaligen Wissenschaftler wussten das doch vermutlich; solche Ereignisse haben die Atmosphäre auch nicht in einen Fusionsofen verwandelt.
Ich frage mich, ob man theoretisch annahm, dass Neutronen auf nichtthermische Weise etwas Besonderes seien, um Fusion statt Spaltung auszulösen, insbesondere dass ein besonders konzentrierter Neutronenausstoß eine Kettenreaktion hervorrufen könnte.
Dann hätte man wohl auch angenommen, dass solare Neutronen selbst auf nachweisbarem Niveau nicht ausreichend konzentriert seien.
Ich dachte, es sei eher so gewesen, dass zwei oder mehr unterkritische Halbkugeln mithilfe konventioneller Sprengstoffe und Zünder zu einer kritischen Masse zusammengeführt wurden.
Ich habe den Artikel gern gelesen, aber die Anmerkung des Herausgebers zu Mountain War Time hat mich sofort in ein anderes Rabbit Hole gezogen.
Dort hieß es, die Welt sei am „16. Juli 1945 um 5:29:45 Uhr Mountain War Time“ in das Atomzeitalter eingetreten, und weil ich als Ingenieur allerlei Ärger mit Zeitzonen erlebt habe, üben Zeitzonen eine seltsame Anziehung auf mich aus, also habe ich nachgesehen und einen Artikel von 2019 gefunden.
Demnach führte der Kongress im Februar 1942 landesweit die Sommerzeit ein, um Treibstoff zu sparen und „die nationale Sicherheit und Verteidigung zu fördern“, weshalb man sie „war time“ nannte.
Die Zeitzonen hießen dann auch Eastern War Time, Pacific War Time und so weiter.
[0] https://www.war.gov/News/Feature-Stories/story/Article/17791...
Es gibt eine herzzerreißende Dokumentation über die Menschen, die in der Nähe des Trinity-Testgeländes lebten, über das Ausbleiben von Kommunikation vor und nach dem Test sowie über das Ausbleiben von Anerkennung, Unterstützung bei gestiegenen Krebsraten und Übernahme medizinischer Kosten.
Viele downwinder erhielten 1990 durch den Radiation Exposure Compensation Act Anerkennung und Entschädigung für Strahlenbelastung, doch die Anwohner rund um das Trinity-Testgelände wurden ausgeschlossen und erhielten trotz ihrer Rolle als erste Opfer der Atombombe weder Anerkennung noch Entschädigung.
[1] https://www.firstwebombednewmexico.com/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Downwinders#Current_status
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_Exposure_Compensatio...
Ich frage mich, ob die Familien damit nun zumindest in gewissem Maß endlich entschädigt wurden.
Ich habe vor einigen Jahren am Tag der Öffnung im Oktober das Trinity-Testgelände besucht.
In dem kleinen Faltblatt am Eingang stand, es gebe kein Strahlenrisiko, über das man sich Sorgen machen müsse, aber auf dem Weg zum Gelände standen Schilder wie „Nicht essen, nicht trinken, kein Make-up auftragen, nicht die Augen reiben“.
Diese widersprüchlichen Botschaften wirkten nicht gerade vertrauenerweckend.
Man kann ein paar kleine Überreste der Turmbeine und Trinititstücke sehen, die im Boden verblieben sind, und alles ist umgeben von der gewaltigen Stille einer leeren Wüste.
Es fühlte sich eindeutig wie ein heimgesuchter Ort an.
Ich meine nicht wörtlich, dass dort Geister wären, aber ähnlich wie in Dachau war es zutiefst unangenehm, einfach dort zu sein.
Die umgebende Strahlenbelastung unterschied sich nicht stark von einem durchschnittlichen Flug, aber wenn man versehentlich radioaktiven Staub verschluckte, konnte ein echtes Risiko bestehen.
Die Explosionsszene in Christopher Nolans Oppenheimer hat mich tief erschüttert.
Es gab keine Musik und, wenn ich mich richtig erinnere, für eine sehr lange wirkende Zeitspanne überhaupt keinen Ton.
Dadurch sank das extreme Gewicht des Ereignisses sehr tief ein.
Der Formulierung „eines der erfolgreichsten und zugleich schrecklichsten Experimente der Wissenschaftsgeschichte“ stimme ich voll zu.
George Kistiakowskys Überzeugung, „am Ende der Welt, in der letzten Millisekunde der Existenz der Erde, wird der letzte Mensch sehen, was wir gesehen haben“, erscheint mir sehr fragwürdig.
Der letzte Mensch wird wahrscheinlich lange Zeit unter Krankheit und Hunger leiden und dagegen ankämpfen.
Wenn Menschen sterben, sinken die Immobilienpreise, Parks werden geräumiger und die Luft wird immer sauberer.
Wenn es ein langsamer Niedergang ist, bei dem der menschliche Einfluss zum Ende hin abnimmt, wäre es vielleicht eher The Last of Us als Mad Max.
Es stimmt zwar, dass eine nukleare Katastrophe nicht so simpel ist, aber die Aussage wollte eher auf die Ursache des Weltuntergangs hinaus als darauf, wie der letzte Mensch tatsächlich stirbt.
Nach einem Besuch des Titan missile silo in Tucson, AZ, lese ich gerade Command and Control.
Wenn man sich für Atomgeschichte interessiert, ist es sehenswert.
https://en.wikipedia.org/wiki/Command_and_Control_%28book%29
Teil 1: https://www.youtube.com/watch?v=DQEB3LJ5psk
Sie behandelt sowohl die Technik selbst als auch die Geschichte, einschließlich der Unfälle, über die man im Buch liest.
Das sind die Leute, die einen großen Teil der Methodik und Technik für die Sicherheit von Nuklearwaffen entwickelt haben, und offenbar kommen in jüngerer Zeit sogar mathematisch schwergewichtigere Verfahren wie Zero-Knowledge-Proofs zum Einsatz, um mit den Verriegelungen und der Kommunikation im Inneren der Systeme zu arbeiten.
Das in Iran zurückgelassene abtrünnige Spaltmaterial klingt wie ein abgenutztes Handlungselement aus der Skizze „American Knights“ der BBC-Satireanimation Monkey Dust von 2003–2005.
Außerdem gab es Berichte, dass die USA aus unerfindlichen Gründen versucht hätten, Mahmoud Ahmadinejad wieder an die Macht zu bringen.
Zufälligerweise hat Adam Savage erst gestern eine Replik der hier gezeigten demon core enclosure gebaut.
https://spectrum.ieee.org/media-library/black-and-white-phot...
https://x.com/DJSnM/status/1947293757612994886
Es wirkt sehr seltsam, dass Ehrfurcht und Schrecken der Atombombe, ihre überwältigende Kraft und Gewalt, aus dem abstrakten Denken von Jahrzehnten, wenn nicht Jahrhunderten, Mathematik und theoretischer Physik hervorgegangen sind.
Insbesondere brauchte es ein neues Paradigma für die Natur der materiellen Welt.
Man kann sich ein kosmisches Wesen vorstellen, das die Erde durch ein Mikroskop betrachtet und Mitte des 20. Jahrhunderts sieht, wie auf der Oberfläche eine Blase platzt, dann noch eine und noch eine.
Einige davon ließen Hunderttausende Menschen verdampfen und schmelzen und auf Weisen sterben, die selbst in den schlimmsten Albträumen der Hölle kaum vorstellbar sind.
Später nutzten diese Wesen dieselbe zerstörerische Kraft für nützlichere und produktivere Zwecke, um Städte und Rechenzentren für maschinelle Intelligenz mit Strom zu versorgen.
Wie klug und seltsam es ist, dass diese enorme Energie aus dem Aufspalten des kleinsten Bestandteils der Materie, des Atomkerns, stammt.
Natürlich ist es vielleicht nicht seltsamer als das Phänomen Leben selbst.
Neutronen und nukleare Kettenreaktionen wurden auch erst in den 1930er Jahren theoretisch beschrieben, also nur etwa 10 bis 15 Jahre vor der ersten Atombombenexplosion.
Ähnlich vergingen vom ersten Flugzeug bis zum ersten Menschen auf dem Mond ebenfalls nur einige Jahrzehnte.
Raketentechnik reicht allerdings Jahrhunderte zurück, und Raketen sind, wie sich herausstellt, sogar älter als Newtons Bewegungsgesetze.
Wir leben in einer Welt mit Atomwaffen, Raumschiffen und Mikrowellen.
Es könnte sich als unmöglich herausstellen oder auch nicht, aber allein der Umstand, dass es nach Science-Fiction klingt, taugt nicht als Vorhersage.
Vielleicht ist die Atombombe nur ihre extreme Form.
Das Überleben der Menschheit hängt von ihrer Fähigkeit ab, Energie zu verbrauchen.
Um Nahrung anzubauen, braucht man Treibstoff für Traktoren; um zur Arbeit zu kommen, braucht man Treibstoff oder Strom; um auf andere Planeten zu gelangen, braucht man enorme Energiemengen.
Auch um mit einem Raumschiff in ein anderes Sonnensystem aufzubrechen, braucht es enorme Energiemengen.
Die Energie, die für all das nötig ist, dürfte wahrscheinlich größer sein als die Energie, die nötig wäre, um uns selbst aus der Existenz zu tilgen.
Sobald wir die Fähigkeit haben, mit solcher Energie umzugehen, frage ich mich, ob wir wirklich glauben können, verantwortungsvoll genug zu sein, uns nicht versehentlich oder aus Feindseligkeit selbst auszulöschen.