Einstein heeft al voor 99,98 procent gelijk

Een van de voorspellingen van Albert Einstein uit 1911 is met opnieuw grotere nauwkeurigheid geverifieerd. Het betreft de afbuiging van straling die vlak langs de zon scheert. Volgens de algemene relativiteitstheorie zou deze straling aan de rand van de zon over een hoekje van 1,749 boogseconde worden afgebogen. De Britse astronoom Arthur Eddington wist dit opmerkelijke verschijnsel in 1919 tijdens een totale zonsverduistering voor het eerst bij sterbeeldjes op fotografische platen aan te tonen. Het verschijnsel ontstaat doordat de enorme massa van de zon ruimte en tijd plaatselijk vervormt, waardoor lichtstralen 'kromme' banen lijken te beschrijven.

De nauwkeurigheid van de metingen was in 1919 niet zo groot en ook latere zonsverduisteringen brachten daarin weinig verbetering. De Amerikaan Irwin Shapiro opperde in 1967 dat men waarschijnlijk beter de afbuiging van radiostraling rond de zon kon gaan meten. De in die tijd ontdekte kosmische, puntvormige radiobronnen leken voor dit doel heel geschikt en dat waren zij ook: in de jaren zeventig daalde de onzekerheid in de gemeten afbuiging al snel tot onder de 1 procent.

Amerikaanse onderzoekers, onder wie opnieuw Shapiro, hebben onlangs het resultaat gepubliceerd van metingen aan de afbuiging van de radiostraling van een quasar, 3C279, die door de zon werd 'verduisterd'. In feite maten de onderzoekers de tijdvertraging in de aankomst van de radiogolven, die op een eenvoudige manier is gekoppeld aan de door de zwaartekracht veroorzaakte afbuiging. De metingen werden gedaan met radiotelescopen aan de west- en de oostkust van de Verenigde Staten. Het resultaat: de gemeten afbuiging van de radiostraling komt tot op 99,98 procent overeen met de waarde die door de relativiteitstheorie wordt voorspeld (Physical Review Letters 75, p. 1439).

Dit steeds nauwkeuriger bepalen van de afbuigingsparameter is geen luxe, maar nog steeds een soort bittere noodzaak. Af en toe meldt zich namelijk iemand die een aanvulling of correctie op de algemene gravitatietheorie nodig acht. Zo'n onderzoeker heeft nu wel rekening te houden met een nauwkeurig bepaalde afbuigingsparameter. In de jaren zeventig moest mede om die reden een alternatieve gravitatie-theorie van de Amerikanen Brans en Dicke worden verworpen. Verder speelt de afbuigingsparameter een belangrijke rol in de kosmologie en in kleine gebiedjes in het heelal waarin relativistische verschijnselen optreden, zoals bij neutronensterren en zwarte gaten.

    • George Beekman