Einsteins algemene relativiteitstheorie
heeft een nieuwe test doorstaan, ditmaal op extragalactische schaal.
Dat volgt uit waarnemingen van het ruim 450 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel ESO 325-G004 (Science, 22 juni).
ESO 325-G004 is een zogeheten zwaartekrachtlens.
Met zijn kolossale massa vervormt het stelsel de hem omringende ruimte zodanig.
Dat het licht van verder weg staande objecten wordt afgebogen en versterkt, ongeveer net zoals een gewone lens dat zou doen.
In dit geval is daarbij het beeld van een 11 miljard lichtjaar ver sterrenstelsel vervormd tot een bijna complete ring – een zogeheten Einsteinring.
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Remco van den Bosch, heeft de massa van ESO 325-G004 berekend.
Dat hebben ze gedaan door, met behulp van het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope, de snelheden te meten waarmee sterren om het centrum van dit elliptische reuzenstelsel bewegen.
Ook hebben de astronomen met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop de door dit sterrenstelsel veroorzaakte Einsteinring onderzocht.
Aan de hand daarvan konden ze vaststellen hoe licht, en daarmee dus ook de ruimtetijd, door de enorme massa van ESO 325-G004 wordt gekromd.
Daarmee is zowel de massa van het voorgrond-stelsel
als de sterkte van het lenseffect bekend.
Vervolgens hebben ze de beide manieren om de sterkte van de zwaartekracht van het stelsel te meten met elkaar vergeleken.
Het resultaat was precies wat de algemene relativiteitstheorie voorspelt binnen de meetnauwkeurigheid van 9 procent althans.
Daarmee is dit de meest precieze test van de algemene relativiteitstheorie buiten de Melkweg tot nu toe.
De bevindingen kunnen belangrijke gevolgen hebben voor alternatieve zwaartekrachtmodellen, zoals die zijn aangevoerd om de versnellende uitdijing van het heelal te verklaren.
Deze alternatieve theorieën voorspellen dat de effecten van de zwaartekracht op de kromming van ruimtetijd “schaalafhankelijk” zijn.
Dit betekent dat de zwaartekracht zich op extragalactische lengteschalen anders zou moeten gedragen dan op de kleinere schaal van het zonnestelsel.
De astronomen hebben vastgesteld dat dit waarschijnlijk niet het geval is. (EE)