Nieuws

Natuurkracht overal anders


Elektromagnetisme, een van de fundamentele natuurkrachten, lijkt niet alleen in tijd te variëren, maar blijkt ook nog eens tegengesteld te zijn in verschillende uithoeken van ons heelal.

Natuurconstanten zijn lang niet zo constant als we altijd al dachten. Vorig jaar meldden we bij Faqt al dat de natuurwetten lang geleden anders moesten zijn geweest dan nu. Wetenschappers van twee Engelse en een Australische universiteit onder leiding van John Webb kregen tien jaar geleden al aanwijzingen dat dit inderdaad gold voor een van de vier fundamentele natuurkrachten: het elektromagnetisme, dat wordt uitgedrukt in de fijnstructuurconstante alfa.

De alfaconstante zoals gemeten in verschillende richtingen vanaf de aarde. Illustratie: Dr. Julian Berengut,UNSW,2010

Deze keer wilde het onderzoeksteam weten of deze natuurconstante ook anders is wanneer je in verschillende richtingen kijkt vanaf de aarde. Daarvoor deden ze dit keer naast metingen met de Keck-telescoop op Hawaï, ook metingen met de Very Large Telescope (VLT) in Chili. Daardoor hadden ze dit keer dubbel zo veel bereik: een deel van de sterrenhemel gezien vanaf het Noordelijk én Zuidelijk halfrond. Dat gaf ze de kans om van zeker 300 sterrenstelsels in verschillende richtingen de alfaconstante te meten.

Die gasrijke sterrenstelsels bevatten bepaalde zware metaalatomen zoals ijzer en zink. Die atomen absorberen flink wat straling van de daarachter gelegen quasars, of massieve zwarte gaten. Door de verkregen absorptiespectrums te vergelijken met de patronen die dezelfde metalen op aarde geven, was de waarde van alfa vrij nauwkeurig te bepalen.

De Keck-data gaf aan dat de elektromagnetische constante vanaf het Noordelijk halfrond steeds zwakker wordt naarmate de afstand groter wordt. En omdat licht bij zulke grote afstanden er een bepaalde tijd over doet om ons te bereiken, betekent dit dat hoe verder in het verleden we kijken, hoe zwakker de kracht. Maar de data van de VLT liet juist het tegenovergestelde zien: de alfa wordt met de afstand (en dus steeds verder terug in de tijd) sterker. De elektromagnetische kracht lijkt dus in tijd én ruimte te variëren.

Parallelle universums

Als de conclusie van de studie juist blijkt (het team van Webb wil nog meer dingen uitpluizen) dan heeft het nogal wat gevolgen voor de natuurkunde. Zo kan het standaardmodel (het model dat beschrijft dat alle natuurconstanten altijd en overal constant zijn) aardig op de schop. Maar het kan ook bijdragen aan de vorming van de ‘theorie van alles‘: een theorie die alle vier de natuurkrachten (elektromagnetische kracht, zwaartekracht, sterke en zwakke kernkracht) poogt samen te voegen. Deze theorie is namelijk weer gebaseerd op de snaartheorie, die het bestaan van variabele natuurkrachten wél toestaat.

Daarmee staat ook gelijk de deur open tot de mogelijkheid van het bestaan van parallelle universums, met elk hun eigen setje aan natuurwetten. En het speculeren over de meer of juist mindere kans op buitenaards leven in bepaalde uithoeken van ons eigen universum. Natuurwetten kunnen daarin namelijk weleens een bepalende factor zijn geweest. Kortom, we kunnen er aardig op los fantaseren.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het vakblad Physical Review Letters, maar hier vind je een goede samenvatting voor leken.

Follow Faqtman on Twitter