Sorry! The information you are looking for is only available in Dutch.
Deze opleiding is bewaard in Mijn studiekeuze.
Deze opleiding kan niet bewaard worden.
Je bent nog niet ingelogd in Mijn studiekeuze. Log in of maak een account aan om jouw opleidingen op te slaan.
Er gaat iets mis, probeer het later nog een keer.

Zijn de fundamentele natuurconstanten inderdaad altijd constant?

5 augustus 2021
VU-natuurkundige Wim Ubachs heeft samen met internationale experts uit Zweden, Duitsland en India onderzocht hoe constant de massaverhouding tussen protonen en elektronen echt is, door metingen te doen in een ver sterrenstelsel.

Het onderzoek is uitgevoerd met de Atacama Large Millimetre Array (ALMA) in Chili, op dit moment de gevoeligste radiotelescoop ter wereld. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy and Astrophysics.

Ons begrip van het universum is afhankelijk van wetenschappelijke wetten, die bijvoorbeeld de bewegingen van planeten om hun sterren beschrijven, of de voortplanting van elektromagnetische golven. De basisaanname dat de wetenschappelijke wetten overal en altijd gelden, kan in twijfel worden getrokken. In het bijzonder zouden we ons kunnen afvragen of de fundamentele natuurconstanten, zoals de snelheid van het licht of de zwaartekrachtconstante van Newton, inderdaad constant zijn, of kunnen veranderen in ruimte en tijd, afhankelijk van de lokale omstandigheden.

Metingen in een ver sterrenstelsel
Om variërende constanten te zoeken, kan gebruik worden gemaakt van verschillende methoden, waaronder spectroscopische observaties van objecten met hoge roodverschuiving in het universum. Het methanolmolecuul is het meest gevoelige spectroscopische meetpunt voor hypothetische variaties van de dimensieloze massaverhouding tussen protonen en elektronen. 

Helaas is er tot nu toe slechts één object met hoge roodverschuiving gevonden met methanolabsorptie, een sterrenstelsel met een 'terugkijktijd' van ongeveer 7 miljard jaar dat wordt verlicht door de achtergrondquasar PKS1830-211. Het systeem is zeer complex (een zwaartekrachtlens waarbij de achtergrondbron in de loop van de tijd zeer variabel is in intensiteit en structuur), wat systematische problemen veroorzaakt in de nauwkeurige analyse van absorptiefrequenties.

Met ALMA hebben Ubachs en zijn medeauteurs nu meerdere absorptielijnen van methanol richting PKS1830-211 geobserveerd, de dominante systematische effecten onderzocht en deze opgenomen in een analyse om de afwijking van de massaverhouding tussen protonen en elektronen zo nauwkeurig mogelijk te begrenzen. Ze concluderen dat de massaverhouding tussen protonen en elektronen in dit verre sterrenstelsel niet meer dan 0,00004% verschilt van de huidige waarde op aarde – een zeer kleine marge die suggereert dat deze massaverhouding inderdaad weleens constant zou kunnen zijn. Of wel variabel, maar zo minimaal dat wij dat niet kunnen waarnemen.

Foto: de ALMA radiotelescoop. Fotograaf: Christoph Malin