Simulatie van heet gas dat om het zwarte gat M87* draait. Dat gas – blauw weergegeven – draait om de schaduw van het zwarte gat, Credit: L. Medeiros; C. Chan; D. Psaltis; F. Özel; UArizona; IAS.
De Algemene Relativiteitstheorie (ART) van Albert Einstein (1915) heeft al vele testen doorstaan. De eerste was die van Arhur Eddington, die in 1919 tijdens een zonsverduistering waarnam dat sterren vlakbij de zon tijdens de eclips iets van plek verschoven waren, doordat de ruimte om de zon door diens massa iets was gekromd, conform de voorspellingen op grond van de ART. De laatste tweehonderd jaar later: een test met behulp van de schaduw van M87* (alias Powehi), het superzware zwarte gat in het centrum van het ellipsstelsel M87, het zwarte gat 55 miljoen lichtjaar van ons vandaan dat gefotografeerd werd met de Event Horizon Telescope (EHT). Een team van sterrenkundigen onder leiding van Dimitrios Psaltis (University of Arizona) heeft de omvang van de schaduw van het zwarte gat op die foto heel precies bestudeerd en daaruit komt naar voren dat die omvang precies voldoet aan de voorspellingen van de ART voor een zwart gat dat 6,5 miljard zonsmassa zwaar is, de gemeten massa van M87*. Er zijn genoeg alternatieven voor de ART, maar de test die nu gedaan is met behulp van M87* heeft er voor gezorgd dat het voor die alternatieven 500 keer zo lastig zal worden om de ART te ontkrachten en een beter alternatief te bieden.
Visualisatie om de grootte van de schaduw van M87* te testen. De ART geeft precies de juiste grootte weer. Credit: D. Psaltis, UArizona; EHT Collaboration.
De test van Eddington van 1919 was er eentje waarin sprake was van een zwak zwaartekrachtveld: dat van de zon. Die van 2020 van M87* is de allerzwaarte tot nu toe, die van een zeer sterk zwaartekrachtveld van M87*. Daartussen zitten vele testen die afgelopen honderd jaar gedaan zijn met tussenliggende sterkten, zoals met Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, dat 4,3 miljoen keer zo zwaar als de zon is, en met botsende zwarte gaten, tientallen keren zo zwaar als de zon, waarvan de zwaartekrachtgolven door LIGO-Virgo zijn gedetecteerd. De ART heeft nu dus ook de zwaarste test doorstaan, die van M87*, vele theorieën die gemodificeerde zwaartekracht poneren konden dat niet. Toch zal er een moment komen dat zelfs de ART de test niet doorstaat. Dat komt omdat er situaties zijn waarin ook de ART niet meer geldig is, zoals binnen de waarnemingshorizon van zwarte gaten, waar zich een singulariteit bevindt. Een theorie die een combinatie zal zijn tussen de ART en de kwantum mechanica zal dat wel moeten kunnen doen… alleen is die theorie er nog niet. Hier het vakartikel van Psaltis en z’n team, verschenen in the Physical Review Letters. Bron: Eurekalert.
