Einstein had gelijk: een ster wordt rood in de buurt van een zwart gat

Het pad van ster S2 langs het zwarte gat in het midden van de melkweg Beeld Sander Soewargana

Sterrenkundigen laten zien dat het licht van een ster die in de buurt van een zwart gat komt, rood kleurt. Precies zoals Albert Einstein in 1915 voorspelde.

In het centrum van de Melkweg, op 26.000 lichtjaar van de aarde, bevindt zich een zwaartekrachtmonster. Een zwart gat, vier miljoen keer zo zwaar als de zon, waar een klein groepje sterren omheen cirkelt. Dit extreme oord is de perfecte plek om de zwaartekrachttheorie van Albert Einstein te testen. Dat is precies wat sterrenkundigen van de Europese sterrenwacht in Chili hebben gedaan. Na jaren van observeren, maakten ze gisteren het resultaat bekend: Einstein had gelijk.

Op 19 mei scheerde één van die sterren, S2 gedoopt, langs dat zwarte gat. Scheren is misschien wat overdreven, S2 bleef op een veilige twintig miljard kilometer afstand (ruim 120 keer de afstand van de aarde tot de zon). Tijdens die passage kreeg S2 niet alleen een enorme vaart - 25 miljoen kilometer per uur, de zwaartekracht van het zwarte gat was zo gigantisch dat het licht dat S2 uitzond, werd uitgerekt en daardoor rood kleurde. De mate van deze 'roodverschuiving' stemde precies overeen met hetgeen Einstein in 1915 met zijn algemene relativiteitstheorie had voorspeld. En het resultaat is overigens niet te verklaren met de wetten die Isaac Newton in 1687 heeft opgesteld.

Scherpe beelden

De sterrenkundigen maten in het infrarode spectrum, omdat zichtbaar licht nauwelijks door de stofwolken in het centrum van de Melkweg heendringt. En ze beschikten over instrumenten die afzonderlijk de positie of de snelheid van S2 konden vastleggen. Daarmee kregen ze buitengewoon scherpe beelden, waarmee ze van nacht tot nacht konden volgen hoe de ster om het zwarte gat heen draaide.

"Onze eerste waarnemingen van S2, ongeveer twee jaar geleden, toonden al aan dat het zwarte gat een ideaal onderzoekslaboratorium was", zei onderzoeker Frank Eisenhauer van het Max Planck Instituut in het Duitse Garching. "Tijdens de dichte passage konden we op de meeste opnamen zelfs de zwakke gloed rond het zwarte gat waarnemen, waardoor we de ster precies in zijn baan konden volgen, wat uiteindelijk leidde tot de detectie van de gravitationele roodverschuiving in het spectrum van S2."

Het grote belang van de meting is volgens de sterrenkundigen dat ze de wetten van de natuurkunde onder deze extreme omstandigheden hebben kunnen testen. Omstandigheden die in ons zonnestelsel niet voorkomen. "Die wetten moeten altijd geldig zijn", zei Françoise Delplancke van de Europese onderzoeksorganisatie voor sterrenkunde Eso. "Die hoeksteen van de fysica hebben wij nu aan een test kunnen onderwerpen."

De sterrenkundigen richten zich in een vervolgonderzoek op een andere voorspelling van Einstein. Volgens diens theorie zou de baan van S2, nu hij zich van het zwarte gat verwijdert, licht moeten draaien, de zogeheten Schwarzschild-precessie. Wordt vervolgd.

Lees ook: In de wereld van de kleine deeltjes had Einstein het niet altijd bij het rechte eind

Het pleit is beslecht: Einstein had ongelijk. De natuur is weldegelijk spookachtig en volgt regels die tegen ieders intuïtie ingaan. Delftse fysici dragen vandaag het klassieke wereldbeeld definitief ten grave. Het moet plaatsmaken voor een spookachtig quantum.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden