Wetenschap
De zwaartekracht van sterrenstelsels buigt de ruimte, zodat het licht dat door deze ruimte reist, wordt gebogen. Door deze afbuiging van licht kunnen astronomen de verdeling van de zwaartekracht rond sterrenstelsels meten, zelfs tot afstanden die honderd keer groter zijn dan de melkweg zelf. Krediet:APS/Alan Stonebraker; melkwegbeelden van STScI/AURA, nasa, ESA, en het Hubble Heritage-team
Een team onder leiding van astronoom Margot Brouwer (Sterrewacht Leiden, Nederland) heeft de nieuwe theorie van theoretisch natuurkundige Erik Verlinde (Universiteit van Amsterdam) voor het eerst getest door het lenseffect van zwaartekracht. Brouwer en haar team maten de verdeling van de zwaartekracht rond meer dan 33, 000 sterrenstelsels om de voorspelling van Verlinde op de proef te stellen. Ze concludeert dat de theorie van Verlinde goed aansluit bij de gemeten zwaartekrachtverdeling. De resultaten zijn geaccepteerd voor publicatie in het Britse tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .
De zwaartekracht van sterrenstelsels buigt de ruimte, zodat het licht dat door deze ruimte reist, wordt gebogen, als door een lens. Achtergrondstelsels die ver achter een voorgrondstelsel liggen (de lens), daardoor enigszins vervormd lijken. Dit effect kan worden gemeten om de verdeling van de zwaartekracht rond een voorgrondstelsel te bepalen. Astronomen hebben gemeten, echter, dat op afstanden tot honderd keer de straal van de melkweg, de zwaartekracht is veel sterker dan de zwaartekrachttheorie van Einstein voorspelt. De bestaande theorie werkt alleen als onzichtbare deeltjes, de zogenaamde donkere materie, zijn toegevoegd.
Verlinde beweert nu dat hij niet alleen het mechanisme achter de zwaartekracht verklaart met zijn alternatief voor Einsteins theorie, maar ook de oorsprong van de mysterieuze extra zwaartekracht, die astronomen momenteel toeschrijven aan donkere materie. Verlinde's nieuwe theorie voorspelt hoeveel zwaartekracht er moet zijn, alleen gebaseerd op de massa van de zichtbare materie.
Brouwer berekende Verlinde's voorspelling voor de zwaartekracht van 33, 613 sterrenstelsels, alleen gebaseerd op hun zichtbare massa. Ze vergeleek deze voorspelling met de verdeling van de zwaartekracht gemeten door zwaartekrachtlenzen, om de theorie van Verlinde te testen. Haar conclusie is dat zijn voorspelling goed overeenkomt met de waargenomen zwaartekrachtverdeling, maar ze benadrukt dat donkere materie ook de extra zwaartekracht zou kunnen verklaren. Echter, de massa van de donkere materie is een vrije parameter, die moet worden aangepast aan de waarneming. De theorie van Verlinde geeft een directe voorspelling, zonder vrije parameters.
De nieuwe theorie is momenteel alleen van toepassing op geïsoleerde, sferische en statische systemen, terwijl het universum dynamisch en complex is. Veel waarnemingen kunnen nog niet verklaard worden door de nieuwe theorie, dus donkere materie is nog steeds in de race. Brouwer:"De vraag is nu hoe de theorie zich ontwikkelt, en hoe het verder kan worden getest. Maar het resultaat van deze eerste test ziet er zeker interessant uit."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com