Nu in de winkel: het novembernummer van New Scientist, met daarin het interview dat hoofdredacteur Jim Jansen en ik hadden met natuurkundige Frank Linde. Het onderwerp: de Einstein Telescope, waar Linde de afgelopen paar jaar als programmaleider zwaartekrachtgolven flink aan getrokken heeft.
Groot op het omslag van de nieuwe KIJK: mijn artikel over wormgaten!
Het standaardverhaal over deze shortcuts door de ruimtetijd is dat áls ze al bestaan, je er niet doorheen kunt reizen zonder gekke zaken als materie met een negatieve massa of dito energie. Kortom: leuk voor sciencefictionverhalen, die dingen, maar in de praktijk heb je er niks aan.
Toch zie je – als je tenminste populairwetenschappelijke sites met een beetje een bèta-insteek volgt – geregeld berichten die claimen dat we wél door zwarte gaten zouden kunnen reizen. En die stukjes komen in de regel niet uit een dikke duim. Meestal liggen daar netjes gepubliceerde wetenschappelijke artikelen aan ten grondslag die inderdaad spreken over traversable, of zelfs humanly traversable wormholes.
Is dat negatieve-massa-verhaal dan inmiddels achterhaald en kunnen we straks de tripjes in Contact en Interstellar werkelijkheid gaan maken? Lees er alles over in het novembernummer van KIJK, hier online te bestellen. (Tipje van de sluier: ja, je kunt zonder materie met negatieve energie – maar dan moet je wel aannames over ons heelal doen waarvan het zeer de vraag is of die kloppen.)
Als je er nog nooit over na hebt gedacht, klinkt het misschien gek, maar: iets zwaars valt niet sneller dan iets lichts, zo weten we al enkele eeuwen. Een zak veren valt in principe even snel als een kanonskogel – als je tenminste de wrijving buiten beschouwing laat.
Albert Einstein maakte dat principe begin twintigste eeuw tot een hoeksteen van de algemene relativiteitstheorie, nog steeds onze beste beschrijving van de zwaartekracht. In die context spreken fysici dan over het zogenoemde zwakke equivalentieprincipe. Jan de Boer, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam, omschrijft dat principe als volgt: “Alle objecten waar geen externe krachten op werken, leggen exact hetzelfde pad door de ruimtetijd af, ongeacht hun massa of samenstelling.”
Maar als natuurkundige hoor je je te blijven afvragen: is dat wel écht zo? Misschien klopt het zwakke equivalentieprincipe toch niet helemaal, als je maar héél precies kijkt. En dat is wat de onderzoekers achter de missie MICROSCOPE de afgelopen jaren heeft gedaan. Vandaag publiceerden ze hun uitkomst: de meest precieze test van het equivalentieprincipe tot nu toe.
Hoe gek het ook klinkt: de tijd verloopt niet voor alles en iedereen hetzelfde. Een klok aan boord van een supersnel ruimteschip loopt langzamer dan een klok hier op aarde, zo leert Albert Einsteins relativiteitstheorie. En ook een klok die meer zwaartekracht ‘voelt’, tikt trager. Beide effecten zijn al meer dan vijftig jaar geleden gemeten, door klokken aan boord van vliegtuigen te vergelijken met klokken op de grond. Maar nu zijn onderzoekers van het Amerikaanse instituut JILA een flinke stap verder gegaan. Zij maten het effect dat de zwaartekracht heeft op tijd bij atomen die dichter dan een millimeter op elkaar zaten.
Lees het hele stuk op Scientias.
Als wetenschappers ergens zeker van zijn, is het wel dat de waarde van het getal pi overal en altijd hetzelfde is. Deel de omtrek van een cirkel door de diameter, en je krijgt 3,14159 – gevolgd door nog een oneindig lange rij cijfers achter de komma, waarvan er inmiddels enkele biljoenen zijn uitgerekend. Met dat in het achterhoofd klinkt het plan van natuurkundige Carl-Johan Haster in eerste instantie vrij onzinnig: laat pi variëren tussen -20 en 20, en kijk welke waarde het beste werkt.
Nu rekent Haster niet met omtrekken en diameters van cirkels, maar met zwaartekrachtsgolven. Oftewel: de trillingen in de ruimtetijd die volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie bijvoorbeeld ontstaan als twee zwarte gaten samensmelten. Zo’n trilling laat zich namelijk omschrijven door een fikse formule die onder meer pi bevat. Door te kijken of de waarde van pi waarbij de formule de trilling het best omschrijft ook overeenkomt met de wiskundige waarde van pi, check je in feite of de relativiteitstheorie wel klopt. Stel immers dat een pi van, zeg, 14,75465 veel beter werkt dan eentje van 3,14159 – dan moet er wel iets mankeren aan die theorie.
Lees de nieuwe Far Out op de site van KIJK of in het net verschenen augustusnummer van het blad. (Overigens had die bladversie als oorspronkelijke kop mijn absolute dieptepunt als koppenbedenker: ‘Einstein op de pi-jnbank.’ Gelukkig had de redactie een beter idee.)
Op het plaatje bij dit bericht, gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop, zijn minstens twaalf boogjes te zien. In werkelijkheid zie je hier twaalf keer hetzelfde sterrenstelsel – met dank aan de zwaartekracht van een groep nabijere stelsels. Dit vreemde effect kan ons helpen een mysterie uit het vroege heelal op te lossen.
Lees het hele bericht op de site van New Scientist.
Afgelopen zomer waren ze weer eens overal online te lezen: koppen als ‘Einstein had gelijk! Algemene relativiteitstheorie weet opnieuw test te doorstaan’. Deze keer was de theorie op de pijnbank gelegd door te kijken naar het superzware zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Dat bleek de beweging van een nabije ster precies te beïnvloeden volgens de regels die Einstein meer dan honderd jaar geleden bedacht om de zwaartekracht te beschrijven. Je zou dan kunnen zeggen: nou, als die relativiteitstheorie zelfs prima klopt in de extreme omstandigheden in de buurt van een zwart gat, zal hij dus wel overal in het heelal opgaan. Maar dat hoeft niet zo te zijn. Misschien laten juist gebieden met heel wéínig zwaartekracht zien dat Einsteins theorie niet het hele verhaal is. En misschien werpt dat wel nieuw licht op een van de grote open vragen uit de sterrenkunde: waarom dijt het heelal steeds sneller uit?
Lees de nieuwste aflevering in serie ‘Far Out’ op de KIJK-site of koop het oktobernummer van KIJK in de winkel of online voor 6,25 euro.
Overigens kan ik melden dat ik deze rubriek mag blijven voortzetten, ook al ben ik sinds begin van deze maand eindredacteur van de Nederlandse New Scientist. Voor de rest vrees ik dat mijn freelancewerk op een erg laag pitje komt te staan; er zitten helaas maar zoveel uren in een week, waarvan ook nog eens een flink aantal wordt opgesoupeerd door onze dochter van anderhalf. Maar goed: een van mijn leukste klussen heb ik dus kunnen behouden.
“Volgens de algemene relativiteitstheorie staat de tijd stil op de rand van een zwart gat”, schreef KIJK-lezer Ferdinand. “Betekent dit dan ook dat je daar niet ouder wordt?” Mijn eerder in het blad gepubliceerde antwoord op deze vraag lees je nu op de KIJK-site.
Het is misschien wat deprimerend voor mensen die menen dat ze hun leven helemaal in eigen hand hebben, maar: als je het verleden en het heden kent, ligt daarmee ook de toekomst vast. Tenminste, binnen de natuurkunde, of nog preciezer: binnen Albert Einsteins relativiteitstheorie. Volgens een nieuw wetenschappelijk artikel zouden er echter gebiedjes in zwarte gaten kunnen zijn waar Einsteins theorie wel geldig is, maar waar de toekomst toch niet te voorspellen is. Letterlijk alles kan gebeuren in deze vreemde uithoeken van ons heelal.
Het onderzoek naar zwaartekrachtgolven heeft weer een nieuwe stap gezet: voor het eerst is een gebeurtenis in het heelal waargenomen door zowel de zwaartekrachtgolfdetectors LIGO en Virgo, als door meer dan zeventig telescopen op aarde en in de ruimte.
Lees het hele bericht (alweer van vorige week; sorry!) op de site van De Ingenieur. Er valt overigens nog veel meer interessants over te lezen, dus google vooral nog even rond…