Kunnen de getijden van de aarde iets onthullen dat we normaal alleen meten bij botsende zwarte gaten? Een wiskundige van de Freie Universität Berlin (FUB) denkt van wel. Muhittin Cenk Eser ontwikkelde een theoretisch model dat de klassieke getijdenwetten van Newton samenvoegt met de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Het doel: achterhalen of uiterst precieze metingen van de getijden subtiele sporen bevatten van zwaartekrachtgolven.
Dat meldt universetoday.com. Volgens het recente onderzoek ligt er in de traditionele getijdenmodellen informatie verborgen die alleen met Einsteins theorie te verklaren valt.
Newton en Einstein in één model
Sinds de Principia Mathematica uit 1687 vormt het werk van Sir Isaac Newton de standaard voor het begrijpen van zwaartekracht en beweging. Zijn theorieën beschrijven nauwkeurig hoe de aantrekkingskracht van de maan en de zon de waterstanden op aarde beïnvloedt.
Het grote verschil met Einstein? Newton zag zwaartekracht als een statische kracht. De algemene relativiteitstheorie beschouwt zwaartekracht juist als een dynamisch proces: de ruimtetijd kan vervormen, en die vervorming plant zich voort als golven. Eser probeert deze twee ogenschijnlijk tegenstrijdige perspectieven in één wiskundig model te gieten.
Kruispolarisatie als sleutel
Een centraal onderdeel van het onderzoek is de uitbreiding van het klassieke model voor maantijden met de zogenaamde kruispolarisatie van zwaartekrachtgolven. Dat is een specifieke manier waarop zwaartekrachtgolven de ruimtetijd vervormen terwijl ze zich voortbewegen.
In een persbericht van de universiteit legt Eser uit dat Newton de getijden weliswaar zeer goed beschrijft, maar dat de visie van Einstein nodig is om de dynamiek van zwaartekracht te begrijpen. Door beide benaderingen te combineren, wordt het mogelijk om te analyseren welke sporen van die dynamiek meetbaar zijn in uiterst nauwkeurige observaties.
De zoektocht naar een piepklein signaal
Zwaartekrachtgolven ontstaan doorgaans bij extreme gebeurtenissen, zoals het samensmelten van neutronensterren of zwarte gaten. Die signalen worden inmiddels regelmatig gedetecteerd. Maar theoretisch kunnen deze golven ook ontstaan door veel kleinere interacties.
De grootste uitdaging: het zwakke signaal scheiden van externe ruis. Onderzoekers moeten rekening houden met storende factoren.
Door al deze invloeden nauwkeurig te definiëren, biedt het werk van Eser een methode om potentiële signalen te isoleren. Daarmee is een kwantitatieve basis gelegd om te bepalen of de effecten van zwaartekrachtgolven daadwerkelijk waarneembaar zijn in de getijdenbewegingen van onze planeet.
🧠 Even simpel uitgelegd
Newton zei: zwaartekracht is een kracht die de maan op de zeeën trekt — zo ontstaan eb en vloed. Einstein zei: zwaartekracht is eigenlijk een kromming van de ruimte zelf, en als die kromming trilt, reizen er 'zwaartekrachtgolven' door het universum, net als rimpels op water. Die rimpels ontstaan meestal bij enorme botsingen in de ruimte. Eser bedacht een rekensom die beide theorieën combineert, om te checken of die minieme rimpels te vinden zijn in de getijden — vergelijk het met proberen een fluistering te horen in een drukke klas.