Dubbele pulsar geeft Einstein opnieuw gelijk

En voor de zoveelste keer – alsof iemand daar nog aan twijfelde – is de algemene relativiteitstheorie als winnaar uit de bus gekomen. Metingen aan twee om elkaar heen draaiende pulsars bevestigen dat Einsteins theorie de juiste beschrijving biedt van de zwaartekracht onder dit soort extreme condities. Hoewel natuurkundigen het erover eens zijn dat de algemene relativiteitstheorie niet de ultieme theorie kan zijn – omdat hij niet in overeenstemming is met de quantummechanica – maken deze metingen het een eventuele alternatieve theorie weer wat moeilijker (Science, 4 juli).

De dubbele pulsar PSR J0737-3039A/B bestaat uit twee neutronensterren, elk met een massa groter dan die van de zon, geconcentreerd in een bolletje van nauwelijks twintig kilometer doorsnee. Op een afstand van tweeduizend lichtjaar draaien ze op korte afstand rondjes om elkaar heen. Daarbij draaien ze ook nog eens razendsnel om hun eigen as en zenden ze radiogolven de ruimte in. Dit geeft – als de lamp van een vuurtoren – een pulserend signaal dat met telescopen op aarde kan worden opgevangen. Uit minieme variaties in de frequentie van de radiogolven is het mogelijk gegevens af te leiden over de ellipsvormige baan die de neutronensterren volgen. Twee jaar geleden (Science, 15 september 2006) bleek al dat al die meetresultaten bijna perfect – met een nauwkeurigheid van 0.05 procent – overeenkwamen met de voorspellingen die de algemene relativiteitstheorie voor zo’n systeem doet.

In een nieuwe serie metingen tussen december 2003 en november 2007 heeft dezelfde groep sterrenkundigen nu een nog subtieler effect aan het licht weten te brengen, de wisselwerking tussen de snelheid waarmee de neutronensterren om hun eigen as en om elkaar heen draaien. Hierdoor wiebelt de dubbele pulsar als geheel een klein beetje. Dit is alleen razend lastig te meten omdat het als het ware ondersneeuwt in de ruis van veel sterkere effecten. Met speciale data-analysetechnieken zijn de onderzoekers er toch in geslaagd het effect uit de ruis te halen, en opnieuw blijkt het in overeenstemming met Einsteins theorie. Daarmee is het voorlopig over met dit soort metingen. Een nóg nauwkeuriger test, die informatie zou kunnen geven over de verdeling van de massa in het binnenste van de neutronensterren, moet wachten tot een volgende generatie radiotelescopen in bedrijf komt. Rob van den Berg