Mars sleurt door aswenteling ruimte en tijd met zich mee

Tekening van de Mars Global Surveyer. Illustratie Nasa NASA

Een Italiaanse onderzoeker heeft bij de planeet Mars een subtiel effect van de algemene relativiteitstheorie vastgesteld. Deze planeet vervormt niet alleen de ruimtetijd om zich heen, maar sleurt die door zijn aswenteling ook een heel klein beetje met zich mee. Dit effect, frame dragging genoemd, was in 1918 voorspeld door de Oostenrijkse natuurkundigen Joseph Lense en Hans Thirring, als uitvloeisel van Einsteins relativiteitstheorie. Lorenzo Iorio, een theoretisch fysicus aan de universiteit van Bari in Italië, meent dit Lense-Thirringeffect nu te hebben gevonden in de baan van de Mars Global Surveyor, de satelliet die sinds 1999 om de rode planeet draait.

Iorio heeft het effect in feite gevonden in de analyses van de baanbeweging van de Mars Global Surveyer die NASA-wetenschapper Alex Konopliv in mei 2006 in Icarus had gepubliceerd. Doel van die analyses was het verfijnen van het gravitatieveld van de rode planeet en van de plaatselijke variaties daarin. Hiertoe moest de baan van de Mars Global Surveyor uiterst nauwkeurig worden gemodelleerd, rekening houdend met allerlei verstorende effecten.

Deze baan, die op 400 kilometer hoogte over de polen van Mars loopt, snijdt het equatorvlak van de planeet in twee punten die ‘knopen’ worden genoemd.

Als gevolg van het Lense-Thirringeffect zouden deze twee punten in de loop van vijf jaar over een afstand van 1,5 meter moeten verschuiven.

Uit het onderzoek van Iorio (te vinden op de website van General Relativity and Quantum Cosmology) blijkt dat het baanvlak in die periode 1,6 meter is gedraaid. Dit zou het bewijs zijn dat het meersleureffect werkelijk optreedt en dat Einsteins relativiteitstheorie dus opnieuw een kritische, experimentele test glansrijk heeft doorstaan. Het geringe verschil tussen de gemeten en voorspelde waarde zou volgens Iorio kunnen worden toegeschreven aan kleine onzekerheden in het gebruikte gravitatiemodel van Mars.

Het is overigens niet voor het eerst dat het Lense-Thirringeffect bij een planeet is waargenomen. In oktober 2004 maakten de Italiaanse onderzoekers Ignazio Ciufolini en Erricos Pavlis in Nature bekend dat het was aangetoond in de baan van de om de aarde draaiende geodetische satellieten Lageos-I en -II. De onzekerheid in het gemeten resultaat werd door hen op 10 procent geschat.

In april dat jaar was de Gravity Probe B in een baan om de aarde gebracht, een Amerikaanse satelliet die in de loop van ruim een jaar hetzelfde effect met een veel grotere nauwkeurigheid zou moeten meten. Binnenkort zal duidelijk worden of dat ook is gelukt. George Beekman