Wetenschappers verzamelen op grootste schaal ooit bewijs dat Einstein het bij het juiste eind had met zijn relativiteitstheorie.

Meer dan een eeuw geleden stelde Albert Einstein zijn algemene relativiteitstheorie op. Sindsdien proberen wetenschappers deze definitief te bevestigen, juist door te kijken of er ook gevallen zijn waarin de theorie geen standhoudt. Onderzoekers van de University of Texas in Dallas hebben nu een test uitgevoerd op een schaal die zelfs Einstein zich nauwelijks had kunnen voorstellen.

Lees ook:

• Einstein vs. Whitehead: het duel om de zwaartekracht
• Vandaag in 1905: Einstein publiceert de speciale relativiteitstheorie
• Relativiteitstheorie getest door te morrelen aan pi

Strak laken

Albert Einstein deelde zijn algemene relativiteitstheorie tijdens een serie lezingen in 1915. Volgens deze theorie is zwaartekracht geen onzichtbare kracht zoals Newton dacht, maar een kromming in de ruimtetijd. Stel je ruimtetijd voor als een strak laken: een zwaar object, zoals een planeet, ster, of een zwart gat, maakt daar een deuk in. Kleinere objecten, zoals een maan, bewegen door die kromming en volgen als het ware de ‘helling’ van het laken. Dit gevoel van aantrekking is wat wordt ervaren als zwaartekracht. Met deze theorie kon Einstein verschijnselen voorspellen die voorheen niet te verklaren waren, zoals het buigen van licht door zwaartekracht.

De algemene relativiteitstheorie wordt door de meeste wetenschappers gezien als de beste beschrijving van zwaartekracht die er bestaat. Desondanks heeft ook deze theorie zo zijn beperkingen, hij verklaart bijvoorbeeld niet wat donkere materie en donkere energie zijn en wat voor een rol ze spelen. Wetenschappers blijven de theorie daarom steeds opnieuw uitdagen. Zo ook onderzoeker Mustapha Ishak-Boushaki en zijn collega’s.

Groot, groter, grootst

Wat dit onderzoek onderscheidt van eerdere tests van Einsteins theorie is de schaal. Waar eerdere experimenten zich richtten op relatief kleine schaal, zoals zwaartekracht binnen ons zonnestelsel of de omgeving van zwarte gaten, keken de onderzoekers nu naar structuren van miljarden lichtjaren groot.

Dit hebben ze gedaan met DESI, een Dark Energy Spectroscopic Instrument. Deze kan metingen maken van de posities en bewegingen van miljoenen sterrenstelsels, waarmee de driedimensionale structuur van het universum in kaart kan worden gebracht. De wetenschappers vergeleken alle verzamelde data met voorspellingen gebaseerd op de relativiteitstheorie, en ontdekten dat Einsteins theorie bijna perfect overeenkwam met hun waarnemingen. Geen enkele andere theorie zou de eigenschappen van het universum nauwkeuriger kunnen beschrijven.

Impact

De DESI-survey is al sinds 2021 bezig, en zal wanneer hij eindigt in 2026 naar schatting veertig miljoen sterrenstelsels hebben vastgelegd. Het huidige onderzoek is gebaseerd op slechts één jaar aan data afkomstig van DESI. De onderzoekers zijn van plan in maart 2025 alle resultaten van de eerste drie jaar te delen.

Natuurkundige Itamar Allali, die zelf niet betrokken is bij het onderzoek, vertelt aan New Scientist dat deze resultaten grote gevolgen zullen hebben. Volgens hem kunnen ze mogelijk helpen bij het vaststellen van veranderingen in de hubbleconstante– de maat voor de snelheid waarmee het universum uitdijt – of met het begrijpen van nieuwe kosmische begrippen zoals donkere straling. De waarnemingen van DESI hebben volgens hem niet alleen impact op onze kennis over zwaartekracht, maar op de gehele kosmologie.

Bronnen: New Scientist, DESI

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!