Zelfs in sommige van de extreemste gebieden in het heelal blijft Einsteins algemene relativiteitstheorie overeind. Een test van een van de steunpilaren van deze theorie die gebruikmaakte van drie sterren laat zien dat alle voorwerpen met dezelfde versnelling vallen, ongeacht hun samenstelling.
Dat klopt met een hoeksteen van Einsteins theorie: het sterke equivalentieprincipe. Dat stelt dat elke twee voorwerpen in hetzelfde zwaartekrachtsveld vallen met dezelfde versnelling, wat hun massa’s of samenstellingen ook zijn. Volgens de legende zou Galilei dat al hebben laten zien toen hij twee bollen met verschillende massa’s liet vallen van de scheve Toren van Pisa en constateerde dat die tegelijkertijd de grond raakten.
Astrofysicus Guillaume Voisin van de Universiteit van Manchester in Engeland en collega’s hebben dit principe op de testbank gelegd door de bewegingen te bestuderen van een witte dwerg en een pulsar – een heel snel roterende neutronenster – waar een tweede witte dwerg een baan omheen beschrijft.
‘Het is in feite net zoiets als Galileo die dingen van de Toren van Pisa af gooide, maar dan op een veel zwaardere schaal’, zegt Voisin. ‘We hebben getest of twee objecten op dezelfde manier reageren op een derde.’
Precies hetzelfde
Er zijn beschrijvingen van de zwaartekracht – concurrenten van de algemene relativiteitstheorie – waarbij pulsars anders dan andere objecten horen te reageren op andere sterren, planeten of zelfs ballen die van een Italiaanse toren af worden gegooid. Volgens deze theorieën is dat het geval doordat pulsars zoveel zwaarder en compacter zijn.
De onderzoekers stelden echter vast dat de pulsar en de witte dwerg precies hetzelfde bewogen. Daarmee voerden ze de test met de hoogste precisie tot nu toe uit van het equivalentieprincipe bij zulke zware objecten. ‘Hij was zo’n duizend keer beter dan wat eerder met neutronensterren is gedaan’, zegt Voisin.
‘De enige zwaartekrachtstheorie die het equivalentieprincipe heel strikt volgt, is de algemene relativiteitstheorie’, stelt de sterrenkundige. ‘Elke andere hypothese gooit die op een gegeven moment overboord.’
