P E R S B E R I C H T
ASTRON – Nederlands instituut voor radioastronomie
Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
--------------------------------------------------------------------------------------------------
4 juli 2018
Einsteins gelijk opnieuw bewezen: alle objecten vallen op dezelfde
manier
Einsteins zwaartekrachttheorie, de algemene relativiteitstheorie,
voorspelt dat alle objecten op dezelfde manier vallen, ongeacht hun
massa of samenstelling. Maar geldt dit principe ook voor objecten met
extreem sterke zwaartekracht? Een internationaal team van astronomen
heeft dit getest met behulp van drie sterren die om elkaar heen draaien:
een neutronenster en twee witte dwergen. Hun bevindingen bewijzen dat
Einsteins theorie de test ook doorstaat in dergelijke extreme
omstandigheden. Het resultaat verschijnt in Nature op 5 juli 2018.
Een hamer en een veer vallen met dezelfde versnelling op de maan. En als
een lichte en zware kanonskogel van de toren van Pisa worden gegooid,
raken ze op hetzelfde moment de grond. Zelfs de aarde en de maan vallen
op dezelfde manier naar de zon toe. Einsteins theorie heeft alle tests
in laboratoria en elders in ons zonnestelsel doorstaan. Maar de meeste
alternatieve zwaartekrachttheorieën voorspellen dat objecten met extreem
sterke zwaartekracht, zoals neutronensterren, anders vallen dan objecten
met geringe zwaartekracht.
Dankzij de ontdekking van een ‘natuurlijk, kosmisch laboratorium’ hebben
astronomen deze theorie nu kunnen testen in extreme omstandigheden: het
drievoudige stersysteem PSR J0337+1715, op 4200 lichtjaar afstand van de
aarde. In dit unieke, in 2012 ontdekte systeem draaien een neutronenster
en een witte dwerg in 1,6 dagen om elkaar heen. En dit paar cirkelt in
een baan van 327 dagen om een andere witte dwerg, veel verder weg.
Volgens sommige alternatieve zwaartekrachttheorieën zouden de
neutronenster en de binnenste witte dwerg elk op een andere manier naar
de buitenste witte dwerg moeten vallen.
"We hebben dit getest door de neutronenster te volgen", licht eerste
auteur Anne Archibald (postdoc aan de Universiteit van Amsterdam en
ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie) toe. "De
neutronenster, een millisecondepulsar, gedraagt zich als een klok: hij
wentelt 366 keer per seconde om zijn as, en bundels radiogolven roteren
mee. Ze zwaaien met regelmatige tussenpozen als een kosmische vuurtoren
over de aarde en produceren pulsen. We hebben deze radiopulsen gebruikt
om de beweging van de neutronenster te volgen."
Het team van astronomen volgde de neutronenster zes jaar lang met de
Westerbork Synthese Radiotelescoop in Nederland, de Green Bank Telescoop
in West Virginia, VS en het Arecibo Observatorium in Puerto Rico, VS.
"We kunnen elke puls van de neutronenster nagaan sinds het begin van
onze waarnemingen", zegt Archibald. "En zijn locatie weten we tot op een
paar honderd meter nauwkeurig. We weten daarom heel precies waar de
neutronenster is geweest en waar hij naartoe gaat. Als de neutronenster
anders zou vallen dan de witte dwerg, zouden de pulsen op een ander
tijdstip aankomen dan verwacht.”
Archibald en haar collega's ontdekten dat een eventueel verschil tussen
de versnelling van de neutronenster en van de witte dwerg te klein is om
te detecteren. "Als er al een verschil is, is het niet meer dan drie op
een miljoen", zegt Nina Gusinskaia, promovenda aan de Universiteit van
Amsterdam. “En dat is heel erg weinig. We ontkrachten hiermee een deel
van de alternatieve zwaartekrachttheorieën. Ook hebben we de
nauwkeurigheid van de beste zwaartekrachttest ongeveer tien keer
verbeterd, zowel binnen het zonnestelsel als met andere pulsars."
De veel strengere zwaartekrachttest was mogelijk doordat het team dit
bijzondere driedubbelstersysteem ontdekte. Coauteur Jason Hessels,
universitair hoofddocent bij ASTRON en de Universiteit van Amsterdam:
"We kennen momenteel geen ander kosmisch laboratorium dat zo
veelbelovend is. De toekomstige grootste radiotelescoopSquare Kilometre Array,
zal naar verwachting de meeste detecteerbare
pulsars in onze Melkweg vinden, waaronder tien keer zoveel
millisecondepulsars als nu bekend zijn. Onder deze nog niet ontdekte
systemen kunnen zich nog meer bijzondere systemen schuilhouden die ons
helpen om het heelal beter te begrijpen: ongewone dubbelsterren, andere
drievoudige systemen of een pulsar in een baan rond een zwart gat.
Misschien kunnen deze sterren ons een eerste blik op een theorie voorbij
die van Einstein bieden.”
E I N D E P E R S B E R I C H T
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer informatie
Afbeeldingen en bijschriften:
https://www.dropbox.com/sh/a4kvywbvd94jvyu/AAAOk8jcMLqUOHMNdmrZXt_Oa?dl=0
Animatie: https://www.youtube.com/watch?v=hc3mrta7J9I ;
Contact:
Dr. Anne Archibald, Universiteit van Amsterdam, Anton Pannekoek
Institute of Astronomy / ASTRON – Nederlands instituut voor
radioastronomie
E-mail: A.Archibald@xxxxxx
Tel: +31 (0)638938333
Dr. Jason Hessels, ASTRON – Nederlands instituut voor radioastronomie /
Universiteit van Amsterdam, Anton Pannekoek Institute of Astronomy
E-mail: J.W.T.Hessels@xxxxxx
Tel: +31 (0)610260062
Artikel:
Universality of free fall from the orbital motion of a pulsar in a
stellar triple system.
Anne M. Archibald, Nina V. Gusinskaia, Jason W. T. Hessels, Adam T.
Deller, David L. Kaplan, Duncan R. Lorimer, Ryan S. Lynch, Scott M.
Ransom & Ingrid H. Stairs
DOI: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0265-1
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Met vriendelijke groet,
Iris Nijman, ASTRON – Nederlands instituut voor radioastronomie
E-mail: nijman@xxxxxxxxx, tel: 0630589505
Marieke Baan, Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
E-mail: h.m.baan@xxxxxx, tel: 0614322627
www.astron.nl
www.astronomie.nl
