Voor het eerst hebben de twee Amerikaanse LIGO-detectoren én de Europese Virgo-detector samen zwaartekrachtsgolven gemeten. Het signaal was afkomstig van twee samensmeltende zwarte gaten.
Een nieuwe mijlpaal in het tijdperk van de zwaartekrachtgolfastronomie. Alle drie de huidige zwaartekrachtgolftelescopen hebben nu een subtiele rimpeling in Einsteins vierdimensionale ruimtetijd gemeten. Net als de vorige metingen van zwaartekrachtgolven, werd het huidige signaal veroorzaakt door het samensmelten van twee zware zwarte gaten.
Vooraf hoopten sommigen dat op de persconferentie, die ruim van tevoren werd aangekondigd, melding gemaakt zou worden van een nog spannender resultaat: de meting van zwaartekrachtsgolven uit botsende neutronensterren. Op die doorbraak, waarover al enige tijd geruchten gonzen, is het dus nog even wachten.
Ruimtetijdklap
Het signaal werd gemeten op 14 augustus 2017, om 12:30:43 Nederlandse tijd. Dat was twee weken nadat de Advanced Virgo-detector, die door een aantal tegenslagen langer over zijn update deed dan gepland, eindelijk wetenschappelijke gegevens was gaan verzamelen. ‘Het is geweldig om slechts twee weken nadat we onze data zijn gaan verzamelen een eerste zwaartekrachtgolfsignaal te zien’, stelde Virgo-woordvoerder Jo van den Brand, verbonden aan het Nederlandse deeltjesfysica-instituut Nikhef, in een persverklaring.
De samensmeltende zwarte gaten hadden massa’s van grofweg 31 en 25 keer die van de zon en stonden op 1,8 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Het rondtollende zwarte gat dat uit de fatale dans van de twee afzonderlijke gaten ontstond was zo’n 53 zonsmassa’s zwaar. Omdat massa en energie direct met elkaar verbonden zijn – via Einsteins beroemde formule E = mc2 – blijkt daaruit dat 3 zonsmassa’s aan energie is opgegaan aan de ruimtetijdklap die het vierdimensionale canvas van de werkelijkheid aan het trillen bracht.
Exacte positie
De meting is alweer de vierde detectie van een samensmeltend zwart gat, maar is pas de eerste waaraan ook de Advanced Virgo-detector bijdroeg. Dat alle drie de detectoren nu in staat zijn om deze rimpelingen in de ruimtetijd te meten is belangrijk. Het betekent namelijk fysici nu veel nauwkeuriger de positie van de bron kunnen bepalen.
Dat is nog van ondergeschikt belang bij de botsing van zwarte gaten, die je immers niet rechtstreeks kunt zien. Zo’n locatiebepaling is echter heel handig wanneer de golf het gevolg is van een zichtbare gebeurtenis, zoals de botsing van twee neutronensterren. In dat geval kunnen astronomen de gevolgen van die botsing ook direct bekijken.
Donkere periode
De komende tijd treden we dankzij de drie huidige zwaartekrachtgolven een nieuw astronomisch tijdperk binnen, eentje waarbij we het heelal eindelijk niet meer alleen kunnen bekijken met behulp van elektromagnetische straling, zoals zichtbaar licht of radiogolven. ‘Virgo en LIGO blijken in staat om het universum op een nieuwe manier waar te nemen’, zei Nikhef-directeur Stan Bentvelsen daarover in een persverklaring. ‘Dit is een bijzonder spannend onderzoeksgebied.’
Op termijn zorgt die nieuwe manier van naar de kosmos kijken mogelijk zelfs dat astronomen de donkere periode van het heelal kunnen bestuderen, de tijd voordat de eerste sterren ontstonden. Het universum was destijds niet doorzichtig voor gewone straling, maar zwaartekrachtgolven uit die periode zouden we in theorie nu nog kunnen meten.
Om die reden willen veel fyisici, waaronder Van den Brand, nu alvast investeren in een nog nauwkeurigere opvolger van de huidige drie zwaartekrachtsgolfdetectoren. Een Europese variant van zo’n detector kreeg alvast de naam Einstein Telescope en wordt in de toekomst mogelijk gebouwd in het Nederlandse Limburg.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder:
- Astronomen in de ban van nieuw soort zwaartekrachtsgolf
- Derde waarneming zwaartekrachtsgolven vertelt over ontstaan dubbele zwarte gaten
- Ligo meet opnieuw zwaartekrachtsgolven
- Zwaartekrachtsgolven voor beginners
- Waarom iedereen opgewonden moet zijn over de vermoedelijke vondst van zwaartekrachtsgolven