11 januari 2003 NRC

GRAVITATIEGOLVEN BEWEGEN INDERDAAD MET DE LICHTSNELHEID - (Dirk van Delft)

Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd de snelheid te meten waarmee zwaartekrachtsgolven zich uitbreiden. Sergei Kopeiken (University of Missouri-Columbia) en Ed Fomalont (National Radio Astronomy Observatory) benutten een zeldzame kosmische conjunctie (hemellichamen die op een lijn staan) om te controleren of licht en zwaartekrachtsgolven zich met dezelfde snelheid uitbreiden, zoals de Algemene Relativiteitstheorie van Einstein in 1915 voorspelde. Dat bleek inderdaad het geval. De uitkomst werd afgelopen woensdag gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle.

Volgens de Algemene Relativiteitstheorie veroorzaakt massa in zijn directe omgeving een vervorming (kromming) van de vierdimensionale ruimtetijd (lengte, breedte, hoogte, tijd). Beweging van massa, bijvoorbeeld het extreme geval van botsende zwarte gaten, gaat gepaard met zwaartekrachtsgolven, rimpelingen in de ruimtetijd die zich met de lichtsnelheid uitbreiden. Omdat deze golven zeer zwak zijn, is het nog niet gelukt ze met aardse detectors waar te nemen. Wel is hun bestaan langs indirecte weg ondubbelzinnig aangetoond. Zo spiraliseert een neutronenster die om een begeleider draait langzaam maar zeker naar binnen door het uitstralen van zwaartekrachtsgolven.

Bij het meten van de snelheid van zwaartekrachtsgolven maakten Kopeiken en Fomalont handig gebruik van het feit dat afgelopen 8 september Jupiter vrijwel precies tussen de aarde en de quasar J0842+1835 (een zeer helder hemelobject, de naam duidt de co÷rdinaten aan) langs schoof. Met de Very Long Baseline Array radiotelescopen in Amerika en een radiotelescoop in Effelsberg (Duitsland) maten de astronomen hoe sterk door de quasar uitgezonden radiogolven tijdens het scheren langs Jupiter werden afgebogen. De mate van afbuiging, zo hadden ze eerder langs theoretische weg aangetoond, hangt af van de snelheid waarmee Jupiter zwaartekrachtsgolven uitzendt.

Vijf dagen rond de conjunctie van 8 september is de afbuiging door Jupiter van de radiogolven van J0842+1835 gemeten. Het in Seattle wereldkundig gemaakte resultaat is dat de lichtsnelheid en de snelheid van zwaartekrachtsgolven 5 procent van elkaar verschillen, met een meetonnauwkeurigheid van 25 procent. Voorlopig heeft Einstein alweer gelijk.