Vrijdag 19/08/2022

Sorry, meneer Einstein

Er komen steeds meer sceptische reacties op het nieuws dat neutrino's sneller zouden kunnen reizen dan licht. De supersnelle neutrino's zetten Einsteins relativiteitstheorie op de helling. Zelfs als dit waar is, is het eerder een theoretisch probleem dan het begin van de chaos, zo relativeren natuurkundigen het nieuws.

Vorige week vrijdag maakte Antonio Ereditato, onderzoekscoördinator van het Gran Sassolaboratorium, het nieuws bekend. Als de meetresultaten kloppen, dan gaat het om de grootste wetenschappelijke doorbraak in decennia, maar de scepsis neemt elke dag toe.

Bij het experiment schoten wetenschappers vanuit het CERN-laboratorium in Genève deeltjes naar het Italiaanse Gran Sassolab in Italië, 732 kilometer verderop. De neutrino's bleken consequent een fractie - 60 nanoseconde - vroeger aan te komen dan verwacht. Het effect is de afgelopen twee jaar waargenomen in zeker 16.000 aankomsten van deeltjes, zegt Ereditato.

Het zou betekenen dat de deeltjes een fractie sneller reizen dan de lichtsnelheid van ongeveer 300.000 meter per seconde. Volgens de relativiteitstheorie van Einstein uit 1905 is de lichtsnelheid de absolute limiet: informatie of materie kunnen niet sneller bewegen. De razend snelle neutrino's zetten Einstein dus op de helling.

"We hebben geprobeerd een fout in onze metingen te vinden, domme fouten, ingewikkelde fouten of lelijke bijeffecten. Maar we hebben niks gevonden", zegt Antonio Ereditato. Het is nu aan anderen om gaten te schieten in de experimenten, of om dezelfde resultaten te behalen.

En er wordt met scherp geschoten op Ereditato. In Nature deze week benadrukt men dat alle astronomische metingen Einsteins theorie bevestigen. Bedenk ook, zegt fysicus en Spinozaprijswinnaar Erik Verlinde, dat in de proef geen echt licht van Genève naar Gran Sasso is gereisd. De metingen zijn gedaan met plukjes neutrino's, zodat de resultaten groepsgemiddelden zijn. Mogelijk beïnvloedt vervorming van de groep neutrino's de metingen toch anders dan de auteurs nu denken.

Bizarre deeltjes

"Het is de uitkomst van een vrij eenvoudig sommetje. De afwijking bestaat alleen op papier", meent Verlinde. In 1987, herinnert hij zich, was er een verre sterontploffing waaruit ook neutrino's zijn opgevangen. Die arriveerden wel degelijk exact gelijk met het echte licht van de supernova. Net zoals alle andere neutrino's van waargenomen sterontploffingen ver in het heelal, onderstreept de studie in Nature.

Ook astrofysicus Vincent Icke is stellig. "Het gegeven dat niets sneller kan dan de lichtsnelheid is niet zomaar een theorietje, maar volop bewezen, in de wiskunde en met experimenten. Eén afwijking maakt dat niet meteen anders." Hij is stellig, juist omdat het om een theorie van Einstein gaat. "Je hebt genieën, dat zijn mensen zoals u en ik, maar dan veel slimmer. En je hebt mensen van de buitencategorie, zoals Einstein. Zijn werk weerleg je niet zomaar."

Erik Verlinde treedt hem bij: "In het uiterste geval moet Einstein op de helling. Dat zou dramatische gevolgen hebben, bijvoorbeeld omdat dan de volgorde van oorzaak en gevolg in theorie kan omkeren."

De onderzoeken bij CERN zijn erg ingewikkeld en het gevonden snelheidsverschil is heel klein, dus een foutje is snel gemaakt. Ter vergelijking: zonlicht doet er ongeveer 8 minuten en 19 seconden over om de aarde te bereiken. Een sneller neutrinodeeltje zou die afstand welgeteld één honderdste seconde sneller afleggen. Neutrino's zijn nogal bizar: ze hebben amper massa, zijn lastig te detecteren, maar zijn er tegelijkertijd altijd en overal. Het heelal, de aarde, mens en dier worden dagelijks bestookt met miljoenen neutrino's. Ze schieten dwars door ons heen, zonder dat iemand er last van heeft.

De snelheid waarmee deze onzichtbare deeltjes reizen is nu het onderwerp van discussie. "Het gaat om heel lastige metingen. In het analyseren van de data is allicht toch ergens een foutje gemaakt", meent Verlinde, die vorige week toevallig bij CERN in Genève was en al volop geruchten hoorde. "Er zal nu dus eerst heel goed gekeken worden of er niets over het hoofd is gezien. En dan nog moeten andere experimentatoren bij labs in de VS en Japan zien of zij hetzelfde vinden."

Als neutrino's sneller reizen, dan verandert er niks aan hoe wij dagelijks leven: de neutrino's vliegen dan altijd al sneller dan we dachten. Maar het kan wel Einsteins theorie op haar grondvesten doen daveren, en oorzaak en gevolg door elkaar halen.

De Amsterdamse fysicus en emeritus-hoogleraar Sander Bais, bekend van het boekje De verbluffende eenvoud van relativiteit, zou Einsteins theorie ook niet meteen bij het groot vuil buitenzetten. Betekenen de eigenwijze neutrino's van Gran Sasso, als ze bestaan, het einde van Einsteins overzichtelijke universum? Ja en nee, zegt Bais. Het staat vast dat de lichtsnelheid voor alle bewegende objecten een onbereikbare limiet is. In die zin staat Einstein onverminderd als een huis, meent hij.

Geruststellende dwarsliggers

Mochten er inherent snellere deeltjes be- staan, dan is dat theoretisch een uitdaging maar het kan alleen kwaad als ze ook een serieuze rol spelen in de fysica. Wat dat be- treft zijn neutrino's geruststellende dwarsliggers, zegt Bais. Neutrino's hebben nauw interacties met de andere materie. En lichtsignalen uitzenden om aan te geven waar ze zijn, doen ze zeker niet. "Ze houden zich al zo afzijdig dat neutrino's die sneller reizen dan het licht meer een theoretisch probleem vormen dan het begin van totale chaos."

Niet chaos, maar teletijdreizen wordt mogelijk door de te snelle neutrino's, menen sommigen. Door sneller te reizen dan het licht, ontlopen neutrino's namelijk de regels van onze tijdmeting. "Dan kunnen oorzaak en gevolg worden omgedraaid en zou je in principe je eigen verleden kunnen veranderen", fantaseert Verlinde. Maar dat is een wilde theorie die voorlopig tot het rijk der fantasie en Hollywoodfilms behoort: de ontdekking van één vreemd deeltje met bizarre eigenschappen betekent nog niet dat we, net als Michael J. Fox in Back to the Future, vrolijk tussen 1930 en 2030 heen en weer kunnen reizen.

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234