WW: Newton en Einstein op de helling

De woensdagmiddag is op GeenCommentaar Wondere Woensdagmiddag. Met extra aandacht voor de nieuwste ontwikkelingen in Wetenschap- en Techniekland.

De Cassini sonde op weg naar Saturnus (Illustratie: Nasa/JPL)

De wetten van Newton en Einstein zouden wel eens ontoereikend kunnen zijn voor het verklaren van de beweging van kleine objecten in de ruimte. Die suggestie zit volgens de Economist in een artikel dat binnenkort verschijnt in Physical Review Letters, niet het minste wetenschappelijke tijdschrift.

Onderzoekers van het Jet Propulsion Laboratory, dat de gangen van ruimtesondes nagaat, kwamen erachter dat die sondes consequent sneller gaan dan vooraf berekend. Nadat ze dat een paar keer ondervonden hadden en alle verklaringen leken te falen, verzonnen ze zelf een formule om te kijken of ze het effect bij de lancering van een nieuwe sonde konden voorspellen.

Dat bleek het geval. Om correct de baan van kleine ruimtesondes te voorspellen, moet je een extra factor inbouwen in de wetten van Newton en Einstein. Het werkt. Maar waarom? Op die vraag moeten de onderzoekers het antwoord schuldig blijven. Het raadsel komt op het lijstje van fundamentele onopgeloste vragen uit de natuurkunde, naast de vraag waar alle ‘zwarte materie’ is gebleven en uit hoeveel snaren een quark bestaat.

  1. 1

    Nou, toevallig kreeg ik net deze week een boek opgestuurd van ene Rob Roodenburg die beweert een oplossing te hebben. De wiskunde gaat mijn arme biologenpetje ver te boven, en voor mijn blaadje is het sowieso niet relevant, maar misschien heb jij er wat aan?

  2. 4

    Ook Einsteins relativiteitstheorie is nog niet compleet. Daarom is men bezig met de Grand Unification Theory (GUT) te ontwikkelen. Een formule die een eind maakt aan allerlei losse formules.

    Een manco van natuurkundige formules zoals die van Newton is dat ze een enkel klein evenement beschrijven in een geïsoleerde situatie. Of een korte opeenstapeling ervan. Soms houden we rekening met te ‘verwaarlozen’ factoren zoals wrijving of tegenwind. Niet interessant als je met paard en wagen rijdt, wel als je met de brommer bent. Maar wanneer ga je rekening houden met zonlicht dat jouw pad vertraagd?

    Overigens maakte Einstein zelf al gebruik van een corrigerende factor om de positie van sterren te verklaren. Foutief echter, omdat het idee van een uitdeiend heelal niet bij hem was opgekomen.

    Het heelal is dus te groot om het te beperken tot deze ‘simpele’ formules.

  3. 5

    Leuk. Even afwachten wat het is. Gaan de sondes sneller, zit het in de waarneming of beide?

    In principe niet zo vreemd. Licht heeft immers geen constante snelheid al gaat Einstein daar wel vanuit. Daar zal je voor moeten compenseren. Daarnaast zijn er teveel variabelen om een 100% nette berekening te maken zonder een geschatte corrigerende factor zoals hierboven ook al aangegeven.

  4. 6

    Disclaimer: ik ben theoretisch natuurkundige.

    Op zich opmerkelijk dat de banen afwijken van wat ze uitgerekend hebben, maar ik betwijfel ten zeerste of er ‘nieuwe natuurkunde’ is.

    De relativiteitstheorie (die het effect van zware objecten op andere objecten en licht beschrijft) is keer op keer bevestigd; als je daar veranderingen in gaat maken, moeten die wel consistent zijn met al die eerdere metingen. De geldigheid van relativiteit wordt dit moment alleen betwist op hele kleine lengteschalen = hele grote energieschalen. Dat heeft niets met ruimtesondes te maken.

    Hier zijn twee recente artikelen van de genoemde auteurs die over de afwijkende banen van Pioneers 10 en 11 gaan.

    Ik heb (nog) geen tijd om ze te lezen, kom ik wellicht later op terug. Wat ik wel graag wil opmerken is dat

    Although it is unlikely that the Pioneer anomaly is caused by new physics

    in de tweede link door de Economist is vertaald naar

    Although the cause would remain unknown, a likely explanation is that something in the laws of gravity needs radical revision.