DE LICHTSNELHEID WAS LANG GELEDEN GROTER DAN NU

De snelheid van het licht, de grootst mogelijke snelheid in het universum, is niet constant: miljarden jaren geleden bewoog het licht sneller dan nu. Dat concluderen natuurkundigen op basis van waarnemingen aan quasars die vorig jaar werden gepubliceerd (Physical Review Letters 27 aug 2001). Samen met twee collega's van de Universiteit van New South Wales in Sydney heeft astrofysicus Paul Davies van de Macquarie University in Sydney onderzocht wat daarvan de consequenties zijn (Nature, 8 aug). Hoewel zij zelf hun argumenten nog `suggestief' noemen, komen ze tot de conclusie dat de lichtsnelheid niet constant is, een mogelijkheid die overigens ook de moderne snaartheorieën, die de zwaartekracht verenigen met de andere krachten in de natuur, openlaten.

Het valt niet mee om experimenteel aan te tonen dat natuurconstanten variëren. Het zou bijvoorbeeld zo kunnen zijn dat de lichtsnelheid weliswaar kleiner wordt, maar dat we daar niets van merken, omdat onze meetapparatuur ook krimpt. Daarom richtten Australische sterrenkundigen zich op de zogeheten fijnstructuurconstante (a), die onder meer afhangt van de lichtsnelheid en de lading van een elektron. De waarde van deze constante is onafhankelijk van het gebruikte meetsysteem. John Webb en zijn collega's onderzochten de smalle donkere lijnen in het spectrum van quasars. Die ontstaan doordat het licht van die quasars wordt geabsorbeerd door gaswolken die liggen tussen de aarde en de quasar. Door het verschil te bepalen tussen steeds twee van die lijnen van metaalatomen als magnesium of ijzer kan de waarde worden bepaald die a had op het moment dat de absorptie in de gaswolk plaatsvond. Uit de metingen volgt dat al zo'n zeven miljard jaar geleden ongeveer een honderdduizendste deel kleiner was.

Dat betekent automatisch dat ook tenminste één van de constanten die samen de fijnstructuurconstante vormen in de tijd varieert: óf de elektronlading óf de lichtsnelheid. Paul Davies heeft berekend wat dat in beide gevallen betekent voor de eigenschappen van zwarte gaten, ook al is de theorie die deze exotische verschijnselen beschrijft verre van uitgewerkt of experimenteel getoetst. Davies ontdekte dat als de elektronlading miljarden jaren geleden groter was dan nu er fundamentele natuurkundige principes waaronder de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica worden geschonden. Daarom ligt het volgens hem voor de hand aan te nemen dat de elektronlading écht constant is en dat het licht vroeger sneller bewoog, ook al houdt dat in dat Einsteins relativiteitstheorie kritisch tegen het licht moet worden gehouden.