3 december 2021

Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie bewezen met ‘onbruikbare’ Galileo-navigatiesatellieten

Credit: ESA-P. Carril/Wikimedia Commons/G. Porter

Twee teams van natuurkundigen hebben onafhankelijk van elkaar met behulp van de Galileo navigatiesatellieten – de Europese tegenhangers van de Amerikaanse GPS-satellieten – Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie bewezen. Eén van de voorstellingen van de ART is het bestaan van de zogeheten gravitationele roodverschuiving en met een vijfvoudige verbetering van de vorige meting daarvan kon die roodverschuiving worden gemeten. In het kader van het GREAT (Galileo gravitational Redshift Experiment with eccentric sATellites) experiment werden de omloopbanen van de Galileo-satellieten 5 en 6 nauwkeurig in de gaten gehouden. Die satellieten zijn uitgerust met zeer nauwkeurige atoomklokken. Bij de lancering van die twee satellieten in 2014 was iets fout gegaan: de derde trap van de Sojoez raket had de Galileo satellieten in een incorrecte baan om de aarde afgeleverd, een zeer elliptische baan. Voor navigatiedoeleinden zijn de Galileo 5 en 6 sindsdien niet meer geschikt. Maar voor het testen van de ART bleken ze zeer geschikt te zijn.
Iedere dag moeten de satellieten een verschil overbruggen van 8500 km tussen het laagste en hoogte punt in de baan om de aarde (zie de afbeelding hieronder). 

Credit: ESA.

En dan komt meteen Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie uit 1915 om de hoek kijken. Die theorie zegt iets over de werking van de zwaartekracht én de invloed daarvan op de ruimte en tijd. Met name dat laatste aspect is van belang. Want de ART zegt dat tijd langzamer gaat lopen als het dichterbij een massief object komt. Massa vertraagt tijd dus. En dat konden de twee teams dankzij de twee Galileo satellieten in hun verkeerde, sterk elliptische banen én de precieze atoomklokken aan boord zeer nauwkeurig meten.

Credit: ESA.

Uitkomst van de metingen, die meer dan duizend dagen in beslag namen, was dat men de ’tijddillatatie’ als gevolg van de gravitationele roodverschuiving, heel precies kon meten: tussen het hoogste en laagste punt in de baan zit 370 nanoseconde (miljardste van een seconde) verschil, exact de voorspelling van de ART. De meetfouten waren kleiner dan 4 picoseconde, dat is vier miljoenste van een miljoenste van een seconde.

Het meten met Galileo 5 en 6 vormt zoveelste bewijs dat de ART klopt. In twee artikelen in de Physical Review Lettersdeze en deze – zijn de resultaten gepubliceerd. Bron: ESA

Comments

  1. Zo benader je een theorie. Dit is wetenschap.
    Dit staat in schril contrast met het geneuzel over Dark Matter, Dark Energy, en de kabouters van Rienk Poortvliet,

  2. Tot ze bewezen zijn, zoals in bovenstaand artikel? Jazeker.

    Hoevaak ik de kreet “Donkere Materie”, al niet in dezelfde zin heb gelezen met het woord “kunnen”?

    Ben de tel kwijt.

    • OK, noem het geneuzel van mijn part. Maar hoe verklaar je dan talloze waargenomen fenomenen als de versnelde uitdijing van het heelal, de vlakke rotatiecurves van sterrenstelsels, de zwaartekrachtslenzen rondom clusters, het powerspectrum van de CMB, etc… Heb jij dan een verklaring waarmee die “kunnen” worden verklaard?

  3. Het gaat niet om verklaren. Het gaat om bewijzen. Dat hebben de onderzoekers in het artikel hierboven gedaan.

    Al de items die je hierboven noemt, kan ik inderdaad niet bewijzen. En als ik het goed begrepen heb, kan niemand dat.

    • OK, dus de strekking van je verhaal is dat alles dat niet bewezen is (ondanks mega-ladingen aan indirecte bewijzen, zoals in het geval van donkere materie en donkere energie) geneuzel is.

    • Met andere woorden: ook de ART was ‘geneuzel’ tot het moment dat men er bewijs voor vond?

    • Paul Bakker zegt

      ‘Geneuzel’ is m.i. niet het goede woord. Ik noem het hypothese. Ja, ook de ART was eerst een hypothese, zelfs één die veel weerstand ondervond onder wetenschappers, totdat kwantitatieve voorspellingen die de ART deed daadwerkelijk werden gemeten.
      Wat betreft Donkere Materie: er zijn vele aanwijzingen dat er zoiets moet bestaan, juist als je de ART als een bewezen theorie beschouwt (!), zijn er waarnemingen die nader onderzocht en verklaard moeten worden. Dat is in volle gang en blijkt een lastig te kraken noot. Uiteindelijk komen we er hopelijk achter welke hypothese juist is, en welke (er nog meer dan nu) verworpen kunnen worden.

    • Wat er staat in het artikel is dat men donkere massa nodig heeft om waargenomen fenomenen te verklaren en dat een deeltje waarmee men dit wil verklaren niet is gevonden. Dus, of het ontbreekt aan een juiste detector, of het deeltje bestaat niet (MOND), of alle doppler metingen van rondtollende sterrenstelsels deugen niet, of we noemen het geneuzel en doen alsof het niet bestaat. We zoeken m.i. een olifant met een vergrootglas, we doen iets verkeert. Feit is dat als je iets niet vindt dit geen bewijs is dat het niet bestaat ; daar berust dan ook “onze” religie op….

  4. Piet Veerman zegt

    Dit bewijs is een cirkelredenatie, want het gaat bij de metingen uit van een immer constante lichtsnelheid, hetgeen een aanname is welke gebruikt wordt in het bewijs. In werkelijkheid hebben de vrijvallende fotonen variabele snelheden, net als andere vrijvallende objecten.

    • Alle experimenten, ook andere dan deze, wijzen uit dat de lichtsnelheid constant is. Bewijs jij dan maar dat hij variabel is.

      • Piet Veerman zegt

        Na the breaking news in 1919 na de eclips was de aanzet voor een nieuwe religie. De hang naar mysterie is soms nu eenmaal sterker dan het gezonde verstand. Later bleek de foutmarge van het experiment vele malen groter dan het beoogde resultaat van de meting. Religie is niet verboden, maar het gebruik van het gezonde verstand tegenwoordig gelukkig ook niet. Einstein en zijn volgelingen gooiden het werk van Galilei in de vuilnisbak. Je moet maar durven!

        • Het bewijs voor RT is ook in de honderd jaar na 1919 nog volop geleverd, hoor. Wil je een inhoudelijke discussie of liever trollen? Lees je eens in als het het eerste is, als het het tweede is: I’ve seen better.

          • Piet Veerman zegt

            Je mag van mij geloven wat je wil. Evengoede vrienden.
            Dat een object (zoals een foton) niet hoeft te luisteren naar het relativiteitsprincipe van Galilei is niet intuïtief, niet logisch, niet te begrijpen en niet uit te leggen. Het is simpelweg een (bizarre) aanname, en al een tijdje een dogma waar velen blind achteraan lopen.
            Veel geluk verder.

    • “Dit bewijs is een cirkelredenatie, want het gaat bij de metingen uit van een immer constante lichtsnelheid, hetgeen een aanname is welke gebruikt wordt in het bewijs.”

      Een aanname is geen synoniem voor cirkelredenering. Aannames zijn een noodzakelijk element van wetenschap. Wat jij lijkt te verwachten is dat we eerst weten hoe een en ander werkt, en pas zodra we vrij zijn van aannames alsnog gaan onderzoeken hoe het werkt. Dat lijkt me dan nogal overbodig.

      Je doet zelf natuurlijk ook aannames. Kijk daar eens kritisch naar: je zegt dat voorwerpen in vrije val verschillende snelheden hebben, maar erkent die aanname niet als zodanig en promoveert hem meteen naar de werkelijkheid. Je toetst hem dus niet, je hebt geen theoretische onderbouwing, en je negeert het reeds bestaande bewijs van het tegengestelde. Is dat een demonstratie van wat jij denkt dat gezond verstand is?

      “In werkelijkheid hebben de vrijvallende fotonen variabele snelheden (…)”

      De werkelijkheid zegt gewoon simpel nee, en dat alle fotonen precies even snel bewegen en slechts verschillende energie lijjken te hebben voor verschillende waarnemers.

      “(…) net als andere vrijvallende objecten.”

      De werkelijkheid zegt nog harder nee. Voorwerpen met verschillende massa vallen even snel in vrije val. Is allemaal allang bewezen. Zoals in het maanexperiment waarbij een hamer en een veer op hetzelfde moment begonnen met vallen en op hetzelfde moment het oppervlak raakten. Het zou satelieten regenen als dit onjuist was.

      • Piet Veerman zegt

        Hoop onzin bij elkaar. Ik zei bijvoorbeeld niet dat voorwerpen in vrije val verschillende snelheden hebben (kan natuurlijk wel..), maar dat de snelheid van een vrij allende foton variabel is. Het wordt door de aantrekkingskracht van een grote massa versneld (of vertraagd) waardoor de snelheid verandert.
        Het is een cirkelredenering omdat het feit dat men zou willen “bewijzen” een rechtstreeks gevolg is van de aanname (constante lichtsnelheid) die men gebruikt om het “bewijs” te leveren.
        Verder veel steun toegewenst dankzij je religie en fijne dag verder.

        • “Hoop onzin bij elkaar.”

          Ja, nou, je schrijft het toch echt zelf op hoor.

          Ik wacht intussen rustig op je ooit-nog-te-komen bewijs dat fotonen net als andere vrijvallende objecten weliswaar een variabele snelheid hebben, maar dat er tegelijkertijd geen verschil zit in hun snelheden. Ik zal intussen de taal laten aanpassen zodat dit ergens op gaat slaan.

          En dank voor de fijne dag 🙂

          • Piet Veerman zegt

            ” maar dat er tegelijkertijd geen verschil zit in hun snelheden” heb ik niet gezegd. Blijf je aan de gang? Je verzint ze waar je bij staat. Dit is niet echt jouw ding.
            Iemand neemt iets aan, en ik zou moeten bewijzen dat het niet zo is? De wereld op zijn kop. Galilei was 250 jaar voor Einstein al de grote man. Op diens schouders klom Newton. Newton had al aangekondigd dat licht uit deeltjes bestaat. Deeltjes die uiteraard gehoorzamen aan ZIJN wetten en aan het relativiteitsbeginsel van zijn voorganger. Newton kan verbeterd worden op enkele puntjes. Einstein maakt er echter een bende van. Zijn eigen postulaten zijn nota bene strijdig met elkaar. Met de meest vergezochte wiskundige modellen en hypothesen probeert men nu zijn religieuze stroming overeind te houden, totdat alles vast loopt en men zich realiseert dat het een dwaling blijkt te zijn. Velen zijn dat punt al gepasseerd en hebben een andere tak van wetenschap gekozen om hun tijd nuttiger te besteden.

  5. “Newton kan verbeterd worden op enkele puntjes. Einstein maakt er echter een bende van.” Waargenomen verschijnselen zoals de precessie van Mercurius, zwaartekrachtlenzen en zwaartekrachtgolven kunnen niet verklaard worden uit Newton’s zwaartekrachtformules, wel voor 100% uit Einstein’s ART. Zijn dat die puntjes die nog verbeterd kunnen worden? Jij hebt liever een theorie die niet alles kan verklaren dan een theorie die wel alles verklaart en die ook vele malen experimenteel getoetst is?

    • Piet Veerman zegt

      Zwaartekracht lenzen: fotonen (objecten) worden net als alles aangetrokken door massa. Gewoon Newton. Newton was niet feilloos. Absolute ruimte of tijd bestaat bijvoorbeeld niet. Alles is betrekkelijk. Het gaat om ONDERLINGE afstanden en bewegingen. Aan verbeteringen hebben we iets, niet aan mystiek gezwam over kromme ruimte, tijddilatatie, lengtecontractie enz. Allemaal rechtstreekse consequenties van een aanname die Einstein in zijn andere postulaat zelf tegen spreekt. Zwaartekrachtgolven?: het enige wat we van zwaartekracht zeker weten is dat het er is. Niet alleen Newton, maar ook Einstein schiet te kort om alle macroscopische verschijnselen te verklaren. De “waargenomen” golven kan ook ruis zijn. Zoek op de foutmarge. En na zoveel geldverspilling willen de aandeelhouders natuurlijk wel resultaat zien. Trap er niet in.

      • Ja klopt, ook in de klassieke, Newtoniaanse mechanica kan licht afbuigen. De totale afbuiging bedraagt volgens Newton:

        2\psi \approx e^{-1} \approx \frac{2GM}{c^2R_p}

        Probleem is alleen dat die afbuiging de helft is van de waargenomen afbuiging, welke wel volledig met de ART kan worden verklaard.

    • De RT verklaard veel correct dat is niet te ontkennen, maar is ook niet volledig correct, er zijn natuurlijk problemen met de quantum theorie. Het lokaliteits principe lijkt door quantum entanglement onderuit gehaald te worden. Ook verklaart de ART de draaiing van sterrenstelsel niet, daarvoor is donkere materie in het leven geroepen, maar ook dat moet nog bewezen worden. Op de planckschaal valt de ART toch ook in duigen?

      Ik kwam toevallig van de week een interessant artikel tegen over Einstein, die naast zijn relativiteits theorie ook nog aan de teleparallel gravity theorie bezig was, een theorie die niet zozeer uitgaat van het het krommen of buigen van ruimtetijd maar dat ruimtetijd wervelt als een cycloon. Einstein heeft deze theorie nooit afgekregen en is door het succes van zijn relativiteitstheorie vergeten geraakt, maar kan mogelijk wel problemen oplossen die nu nog spelen in de astronomie.

      Can Einstein’s forgotten theory of space solve the cosmology crisis?
      https://www.scientiststudy.com/2021/10/can-einsteins-forgotten-theory-of-space.html

      Teleparallelism
      https://en.wikipedia.org/wiki/Teleparallelism

      Ook van de week weer een nieuw artikel over een aangepaste MOND die de CMB wel kan verklaren.
      New MOND theory able to account for cosmic microwave background
      https://phys.org/news/2021-10-mond-theory-account-cosmic-microwave.html

      Hoezeer correct de RT van einstein ook zijn en bewezen wordt, het is bekend dat het niet het volledige verhaal is.

      • Piet Veerman zegt

        “Hoezeer correct” en “niet volledig” is tegenstrijdig. Net als de twee postulaten van Einstein dat zijn. Als we nu eerst terugkomen op de dwaling van een immer constant waargenomen waarde voor c en alle onzin die daar rechtstreeks uit volgt uit de theorieën filteren, dan is de weg vrij voor het vinden van antwoorden op vraagstukken waar we nu niet verder mee komen.

  6. Beste Piet , zoveel inzicht verdient een leerstoel !
    Mag ik u vragen waar u uw opleiding heeft genoten .
    mbt de twijfel over zwaartekracht staat u niet alleen
    zie… https://www.astroblogs.nl/2016/11/19/om-deze-formule-draait-het-in-verlindes-zwaartekrachtstheorie/

    • Piet Veerman zegt

      Dat is een beetje hetzelfde als wanneer de Paus destijds Galilei had uitgenodigd als een van de kandidaten om hem op te volgen. In die tijd was het “not done” om te beweren dat de aarde niet het middelpunt van het heelal was. Toen stond het inzicht van Galilei tegenover het dogma van de kerk. Er is niet veel veranderd. Nu staat het gezonde verstand tegenover “de school” van Einstein en volgelingen.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.