Einsteins algemene relativiteitstheorie (ART) – het idee dat zwaartekracht wordt veroorzaakt doordat materie de ruimtetijd doet krommen – houdt al meer dan honderd jaar stand.
Ook voor de nieuwste test, waarbij het superzware zwarte gat in het sterrenstelsel M87 centraal staat, is de theorie met vlag en wimpel geslaagd.
De ‘concurrentie’ heeft er echter moeite mee (Physical Review Letters).
Ondanks het aanhoudende succes van Einsteins theorie zijn wetenschappers het erover eens dat er ooit een moment komt dat de ART de mist in gaat. In wiskundig opzicht is de theorie namelijk niet verenigbaar met de kwantummechanica, die de subatomaire wereld beschrijft.
Vermoed wordt dat er ooit een theorie zal worden gevonden die zwaartekracht en kwantummechanica met elkaar verenigt.
Maar zover is het nog lang niet.
De afgelopen decennia zijn tal van alternatieven voor de ART aangedragen.
Om kans van slagen te hebben, moet zo’n theorie natuurlijk wel in overeenstemming zijn met de waarnemingen – net zoals Einsteins theorie dat tot nu toe is.
Sinds kort beschikken wetenschappers over een nieuwe benchmark waaraan zo’n alternatieve theorie zou moeten voldoen: de waargenomen grootte van de ‘schaduw’ van het zwarte gat in M87, waarvan in april 2019 voor het eerst een opname is gepresenteerd.
Een eerste analyse liet destijds al zien dat de grootte van die schaduw overeenkomt met wat de ART voorspelt.
En nu heeft een team van wetenschappers onderzocht hoe sterk een nieuwe zwaartekrachttheorie mag afwijken van de ART om nog de juiste schaduwgrootte te reproduceren.
Daarbij hebben ze zich beperkt tot de alternatieven die al waren geslaagd voor alle eerdere tests binnen ons eigen zonnestelsel.
Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het zwarte gat in M87 de ‘speelruimte’ voor nieuwe theorieën met bijna een factor 500 heeft verkleind.
Hierdoor zijn tal van manieren om de ART te modificeren nu afgevallen.
Naar verwachting zal een opname van het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel de speelruimte voor alternatieve zwaartekrachttheorieën nog verder verkleinen.
Maar ook Einsteins theorie zélf moet natuurlijk nog voor dit veel strengere ‘examen’ slagen. (EE)
(Image Credit: D. Psaltis, UArizona; EHT Collaboration)
