Je zou het misschien niet verwachten, maar Einstein heeft nooit bewezen dat de lichtsnelheid in vacuüm altijd constant is. De aanname is dat een lichtdeeltje altijd met dezelfde snelheid door een vacuüm (een ruimte zonder materie) gaat. Einstein, en veel natuurkundigen met hem, gaan ervan uit dat het zo is. Het is echter moeilijk te meten of die constante daadwerkelijk altijd constant is.
De waarde van de lichtsnelheid in vacuüm (in de natuurkunde weergegeven met de letter c) is bijna 300.000 kilometer per seconde. Om exact te zijn: 299.792.458 meter per seconde. Dat is zo’n enorm hoge snelheid dat je er geen experimenten mee kunt doen. Je kunt niet kijken wat er met je gebeurt als je bijvoorbeeld met de helft van de lichtsnelheid reist. Daar kun je alleen iets over zeggen aan de hand van de theorie, en die veronderstelt dus dat c altijd dezelfde waarde heeft.
Geen elegant model
Er zijn wetenschappers die twijfelen of Einsteins aanname dat de lichtsnelheid constant is wel klopt. João Magueijo van het Imperial College London en Niayesh Afshordi, werkzaam bij het Perimeter Institute in Canada, denken een manier te hebben gevonden om Einsteins aanname te kunnen testen. Hiervoor kijken ze naar de kosmische achtergrondstraling. Volgens seculiere wetenschappers is dat de echo van de oerknal waaruit
13,8 miljard jaar geleden het heelal is ontstaan. Die kosmische achtergrondstraling heeft een temperatuur die heel gelijkmatig is verdeeld over het heelal. Dat is een probleem voor de oerknaltheorie. Uitgaande van die theorie is er namelijk te weinig tijd geweest om de
warmte van de oerknal gelijkmatig over het heelal te verdelen. Men noemt dit het horizonprobleem. Om toch een oplossing voor dit probleem te hebben gaat men ervan uit dat er in het vroege universum, binnen de eerste seconde na de oerknal, een zogenaamde ‘inflatieperiode’ is
geweest. De warmte zou dan gelijkmatig verdeeld zijn in dat ‘mini-universum’, en dat werd dan plotseling opgerekt. Dit is puur hypothetisch. De inflatie begint zonder aanwijsbare reden, en stopt ook
weer zonder aanwijsbare reden. Geen heel elegant model dus.
Vroeger hoger dan nu
Magueijo en Afshordi willen op een andere manier proberen het horizonprobleem op te lossen. Zij stellen voor dat de lichtsnelheid vroeger hoger is geweest dan nu. Daardoor zou de warmte van de oerknal wél gelijkmatig over het heelal verdeeld kunnen worden. Om hun theorie te testen kijken ze naar de zogenaamde spectrale index. Dat is een getal dat afhankelijk is van de sterkte en de frequentie van de kosmische
achtergrondstraling. Op dit moment is de spectrale index van de kosmische achtergrondstraling bepaald op 0,968. Naarmate de metingen nauwkeuriger
worden, wordt ook de waarde van de spectrale index nauwkeuriger. Als de
lichtsnelheid in het vroege universum hoger was dan tegenwoordig, dan voorspellen Magueijo en Afshordi dat de spectrale index uiteindelijk de waarde van 0,96478 zal krijgen.
Wat wil dit zeggen?
Hoewel Magueijo en Afshordi in hun model uitgaan van een oud universum
is de uitkomst van hun artikel ook voor creationisten interessant. Want als de lichtsnelheid niet constant blijkt te zijn, dan moet het oerknalmodel worden herzien. Een variabele lichtsnelheid heeft ook
gevolgen voor sommige creationistische kosmologische modellen, die uitgaan van een constante lichtsnelheid. Er zijn echter ook creationisten die voorspellen dat de lichtsnelheid variabel is, en dat meenemen in hun modellen. Als de lichtsnelheid vroeger namelijk hoger was, en gedurende de tijd is afgenomen, is het mogelijk dat je licht van verafgelegen sterrenstelsels kunt zien op een aarde die slechts zo’n 6000 jaar oud is.
Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Nunen, H. van, 2017, Had Einstein het mis? Stel dat de lichtsnelheid niet constant is…, Weet 43: 47.
