Gammaflits bewijst: de lichtsnelheid is echt constant

De Large Area Telescope op de Fermi gammaruimtetelescoop leverde de meetgegevens waaruit blijkt dat de lichtsnelheid echt constant is. (foto nasa) NASA

De lichtsnelheid is, zoals Einstein voorspelde, constant. Ook op extreem kleine schalen. Dat blijkt uit waarnemingen aan een gammaflits (een extreem energetische explosie in het heelal) op 10 mei van dit jaar (Nature, online, 28 oktober).

Het resultaat ondermijnt de kandidaat-theorieën voor quantumzwaartekracht die voorspellen dat de lichtsnelheid afhangt van de energie van een lichtdeeltje (foton). Dergelijke exotische theorieën zijn bedacht om de quantummechanica (die de wereld van de subatomaire deeltjes beschrijft) te verenigen met de relativiteitstheorie (die de bewegingen van astronomische objecten beschrijft). In dergelijke theorieën zouden ruimte en tijd rond de extreem kleine Planck-schaal (10-35 meter) een korrelig karakter krijgen. En dat zou de zeer intense gammastralen – met zeer korte golflengte – uit gammaflitsen iets kunnen vertragen.

Gammaflitsen zijn extreem korte, maar intense pulsen van elektromagnetische straling, die ontstaan wanneer zeer zware sterren aan het eind van hun leven onder hun eigen gewicht instorten tot een zwart gat. Omdat de pulsen zo kort zijn en het licht lang onderweg is naar de aarde, zijn ze perfect geschikt om kleine verschillen in reistijd te detecteren tussen fotonen met verschillende energie.

Een internationaal consortium van onderzoekers concludeert nu na analyse van 321 fotonen van de gammaflits GRB090510, op zeven miljard lichtjaar, dat de fotonen met de hoogste energie weliswaar iets later aankomen dan die met de laagste energie, maar veel minder dan de meeste theorieën voor de quantumzwaartekracht voorspellen. Het team durft de uitspraak aan dat de quantumzwaartekrachtseffecten op afstanden net iets groter dan de Planck-schaal geen rol spelen. Om die grens nog verder op te rekken, en dergelijke theorieën de finale doodssteek toe te brengen zijn echter méér metingen noodzakelijk.

Rob van den Berg