Donderdag 11 februari was een historische dag voor de wetenschap. Astronomen en fysici onthulden dat ze met het Ligo-experiment in de VS voor het eerst zwaartekrachtsgolven rechtstreeks hebben gemeten. New Scientist was erbij, zowel bij de persconferentie in Pisa als bij die in Amsterdam. We blikken terug op de belangrijkste ontdekking sinds de vondst van het higgsdeeltje.
Al wekenlang gonsde het van de geruchten dat fysici zwaartekrachtsgolven eindelijk hadden waargenomen, honderd jaar nadat Einstein het bestaan ervan voorspelde. Toen simultane persconferenties in Washington, Pisa, Genève en Amsterdam werden aangekondigd, was er eigenlijk geen twijfel meer. Toch weigerden de betrokken wetenschappers hun mond voorbij te praten, zodat iedereen vol spanning bleef uitkijken naar de persconferenties.
Om 16.30 uur was het zover. Met de woorden ‘Ladies and gentlemen, we have detected gravitational waves. We did it’, bevestigde natuurkundige en Ligo-directeur David Reitze dat de Amerikaanse detectoren zwaartekrachtsgolven hadden gemeten. De meting vond plaats op 14 september 2015, maar pas enkele weken geleden waren de wetenschappers volledig zeker dat het signaal alleen door ruitmetijdrimpelingen kan worden verklaard. De kans dat de meting op toeval berust, is kleiner dan één op 3,5 miljoen. Het resultaat is gepubliceerd in Physical Review Letters.
Samensmeltende zwarte gaten
Rechtstreekse meting van zwaartekrachtsgolven was niet de enige primeur van het experiment. Uit de exacte trilling die de golven veroorzaakten, concluderen de wetenschappers dat ze zijn ontstaan in de laatste fractie van een seconde waarin twee zwarte gaten samensmelten, zo’n 1,5 miljard jaar geleden. Dit samensmelten van zwarte gaten was tot nu toe eveneens alleen voorspeld en nog nooit waargenomen. Tevens vormt het resultaat de eerste rechtstreekse meting van zwarte gaten. Tot nu toe waren die duistere objecten alleen bestudeerd door te kijken naar de beweging van sterren(stelsels) eromheen.
Behalve voor de fundamentele wetenschap, is de vondst ook een overwinning voor de technologie. De zwaartekrachtsgolven zijn namelijk zo zwak op het moment dat ze de aarde bereiken, dat ze vrij zwevende massa’s slechts verplaatsen over een afstand die een miljard keer zo klein is als een atoom. Deze minieme verschuiving werd gemeten door een zeer ingenieuze opstelling met laserstralen en spiegels.
Zuid-Limburgse mergelgrotten
De Nederlandse bijdrage aan het experiment was groot. Stan Bentvelsen, directeur van het Nederlands hoge-energiefysica-instituut Nikhef, was in zijn toespraak tijdens de persconferentie in Pisa dan ook vol lof over zijn landgenoten. Sterrenkundige Gijs Nelemans van de Radboud Universiteit Nijmegen was een van de auteurs van de publicatie, evenals Nikhef-onderzoekers Chris van den Broeck en Jo van den Brand. Die laatste zei tijdens de persconferentie in Amsterdam: ‘Dit is de meest krachtige gebeurtenis ooit waargenomen in het universum. Ik ga dit waarschijnlijk nooit meer meemaken.’
https://youtu.be/5Jc5_43PIqw?list=PLg88DoWNoxslCNIh7SEYu7gmSLbMcbyD0
In de toekomst zal Nederland hopelijk een nog grotere rol spelen bij het onderzoek naar zwaartekrachtsgolven. De golven bieden een volstrekt nieuwe manier om zwarte gaten en het universum te bestuderen, mogelijk zelfs tot het moment van de oerknal. Daarom gaan wetenschappers nog gevoeligere detectoren bouwen om de golven beter en vaker te meten. Een van die voorgestelde detectoren is de Einstein-telescoop. Momenteel wordt onderzocht of de mergelgrotten in Zuid-Limburg een geschikte locatie zijn voor deze superdetector.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.