Astronomen doen meest precieze test ooit van de theorie van Einstein

Met het MUSE-instrument van de VLT in Chili heeft een team onder leiding van Thomas Collett van de Universiteit van Portsmouth eerst de massa van het nabije sterrenstelsel ESO 325-G004 berekend door de bewegingen van sterren in dit relatief nabije elliptische sterrenstelsel te meten.

De wetenschappers namen met de Hubble ook een Einsteinring waar die is ontstaan doordat ESO 325-G004 het licht van een ver verwijderd sterrenstelsel vervormt. Aan de hand van deze waarnemingen konden de astronomen meten hoe de enorme massa van ESO 325-G004 licht, en daarmee dus ook de ruimtetijd, afbuigt.

Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat objecten de hen omringende ruimtetijd vervormen, waardoor passerend licht wordt afgebogen. Dit resulteert in een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Dit effect valt alleen op bij objecten die heel veel massa hebben. Inmiddels zijn een paar honderd van die sterke zwaartekrachtlenzen bekend, maar de meeste zijn te ver weg om hun massa exact te kunnen meten. Met een afstand van 'slechts' 450 miljoen lichtjaar is het sterrenstelsel ESO 325-G004 een van de meest nabije gravitationele lenzen.

De onzekerheid van de test bedraagt 'slechts' 9 procent. Daarmee is dit de meest precieze test van de algemene relativiteitstheorie buiten de Melkweg tot nu toe, zegt Collett.

Deze bevindingen kunnen belangrijke gevolgen hebben voor alternatieve zwaartekrachtmodellen, benadrukt de ESO ook. Deze alternatieve theorieën voorspellen dat de effecten van de zwaartekracht op de kromming van ruimtetijd 'schaalafhankelijk' zijn. Dit betekent dat de zwaartekracht zich op extragalactische lengteschalen anders zou moeten gedragen dan op de kleinere schaal van het zonnestelsel. Collett en zijn team hebben vastgesteld dat dit waarschijnlijk niet het geval is tenzij de verschillen alleen optreden op lengteschalen van meer dan 6000 lichtjaar.