In de 17e eeuw zou de beroemde astronoom en natuurkundige Galileo Galilei naar de top van de toren van Pisa zijn geklommen en twee kanonskogels van verschillende grootte hebben laten vallen. Hij probeerde zijn theorie aan te tonen - die Albert Einstein later bijwerkte en voegde toe aan zijn relativiteitstheorie - dat objecten in hetzelfde tempo vallen, ongeacht hun grootte.
Nu, na twee jaar te hebben doorgebracht met het laten vallen van twee objecten van verschillende massa in een vrije val in een satelliet, heeft een groep wetenschappers geconcludeerd dat Galileo en Einstein gelijk hadden: de objecten vielen met een snelheid die binnen twee triljoensten van een procent van elk lag andere, volgens een nieuwe studie.
Dit effect is keer op keer bevestigd, net als de relativiteitstheorie van Einstein - maar wetenschappers zijn er nog steeds niet van overtuigd dat er ergens geen uitzondering is. "Wetenschappers hebben het altijd moeilijk gehad om te accepteren dat de natuur zich zo moet gedragen", zegt hoofdauteur Peter Wolf, onderzoeksdirecteur van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek, Observatorium van Parijs.
Dat komt omdat er nog steeds inconsistenties zijn in het begrip van wetenschappers van het universum.
"Kwantummechanica en algemene relativiteitstheorie, dat zijn de twee basistheorieën waarop de hele natuurkunde tegenwoordig is gebouwd ... zijn nog steeds niet verenigd", vertelde Wolf aan WordsSideKick.com. Bovendien, hoewel de wetenschappelijke theorie zegt dat het universum voornamelijk bestaat uit donkere materie en donkere energie, hebben experimenten deze mysterieuze stoffen niet kunnen detecteren.
'Dus als we in een wereld leven waar donkere materie is die we niet kunnen zien, kan dat van invloed zijn op de beweging van', zei Wolf. Die invloed zou 'heel klein' zijn, maar toch zou die er zijn. Dus als wetenschappers zien dat testobjecten met verschillende snelheden vallen, kan dat 'een indicatie zijn dat we eigenlijk naar het effect van donkere materie kijken', voegde hij eraan toe.
Wolf en een internationale groep onderzoekers - waaronder wetenschappers van het Franse National Center for Space Studies en de European Space Agency - gingen op zoek naar het fundamentele idee van Einstein en Galileo dat het niet uitmaakt waar je een experiment doet, hoe je het ook oriënteert en welke snelheid Als je door de ruimte beweegt, vallen de objecten met dezelfde snelheid.
De onderzoekers plaatsten twee cilindervormige objecten - een van titanium en de andere platina - in elkaar en laadden ze op een satelliet. De ronddraaiende satelliet 'viel' van nature omdat er geen krachten op inwerkten, zei Wolf. Ze hingen de cilinders op in een elektromagnetisch veld en lieten de objecten 100 tot 200 uur per keer vallen.
Van de krachten die de onderzoekers moesten uitoefenen om de cilinders op hun plaats te houden in de satelliet, leidde het team af hoe de cilinders vielen en de snelheid waarmee ze vielen, zei Wolf.
En inderdaad, het team ontdekte dat de twee objecten bijna precies hetzelfde tempo vielen, binnen twee triljoensten van een procent van elkaar. Dat suggereerde dat Galileo gelijk had. Bovendien lieten ze de objecten tijdens het tweejarige experiment op verschillende tijdstippen vallen en behaalden ze hetzelfde resultaat, wat suggereert dat Einsteins relativiteitstheorie ook correct was.
Hun test was een orde van grootte gevoeliger dan eerdere tests. Toch hebben de onderzoekers slechts 10% van de gegevens van het experiment gepubliceerd en hopen ze de rest verder te analyseren.
Niet tevreden met dit verbijsterende niveau van precisie, hebben wetenschappers verschillende nieuwe voorstellen samengesteld om soortgelijke experimenten uit te voeren met een grotere gevoeligheid van twee ordes, zei Wolf. Ook willen sommige natuurkundigen soortgelijke experimenten op de kleinste schaal uitvoeren, met individuele atomen van verschillende typen, zoals rubidium en kalium, voegde hij eraan toe.
De bevindingen werden op 2 december gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.
