Nikhef op Science Park draagt bij aan bewijs zwaartekrachtsgolven
Albert Einstein voorspelde in zijn algemene relativiteitstheorie dat het spul waarvan de werkelijkheid is gemaakt, kan golven. Nu, een eeuw later, hebben fysici die ‘rimpels van Einstein’ voor het eerst direct waargenomen.
Na maanden van geruchten en bijna overborrelend enthousiasme onder natuurkundigen kwam gistermiddag het hoge woord er eindelijk uit. Op gelijktijdig in Amerika en Italië gehouden persconferenties, maakten fysici bekend dat twee meetinstrumenten van het Amerikaanse Ligo-experiment erin geslaagd waren zwaartekrachtsgolven op heterdaad te betrappen. Dat resultaat opent de deur naar een compleet nieuwe manier om het universum waar te nemen.
Op 14 september 2015 om 10.51 uur Nederlandse tijd arriveerde de door de fysici gemeten golf bij de zuidpool. De golf werd veroorzaakt door twee samensmeltende zwarte gaten die zo groot waren dat Limburg er gemakkelijk in zou passen. Nadat de golf een pad had afgelegd door de gehele planeet, slaagden fysici erin met hun instrumenten, die beiden bestaan uit twee kilometerslange buizen waarin kleine laserstralen heen-en-weer kaatsen, het signaal te registreren.
Geen toeval
De passerende golven vervormden alles in hun pad, waaronder de opstelling van het experiment. Die vervorming werd door hen gemeten, maar is onwerkelijk klein – een fractie van een fractie van de diameter van een atoom. Dat bleek echter voldoende voor Ligo om deze waar te kunnen nemen. De kans dat het gemeten signaal toeval is, bleek slechts één op ongeveer 3,5 miljoen.
Fysicus Jo van den Brand, verbonden aan deeltjesfysica-instituut Nikhef op het Science Park, was een van de mensen die de resultaten uit Amerika analyseerde. Hij sprak op een persbijeenkomst in Amsterdam van ‘de meest krachtige gebeurtenis die ooit is waargenomen in het universum’ en voegde eraan toe dat hij een dergelijk hoogtepunt ‘vermoedelijk nooit meer zal meemaken’.
Het in Amsterdam gehuisveste onderzoeksinstituut heeft sinds ongeveer 2007 een stevige vinger in de pap van het internationale onderzoek naar zwaartekrachtsgolven. Toen sloot het instituut aan bij een internationele groep die de Virgo-detector moest updaten, de Europese tegenhanger van de Amerikaanse Ligo.
Nederlandse inbreng
Sindsdien leverden onderzoekers van het instituut zowel belangrijke bijdragen aan het bouwen van de instrumenten als het analyseren van de gegevens die zowel Virgo als Ligo verzamelden. Die Nederlandse inbreng, waar naast instituut Nikhef ook onder andere de Vrije Universiteit en de Radboud Universiteit in Nijmegen aan bijdragen, belooft groter te worden zodra de update van de Virgo-detector gaat draaien.
‘Zodra alle drie de experimenten online zijn, kun je ook de positie van dit soort gebeurtenissen in het universum bepalen,’ zegt Nikhef-fysicus Bas Swinkels, die verantwoordelijk is voor de technische kant van de update van Virgo.
‘De ontdekking van zwaartekrachtsgolven opent de deur naar een geheel nieuw stuk natuurkunde,’ stelt fysicus Stan Bentvelsen, directeur van Nikhef over de spectaculaire vondst. De zwaartekrachtsgolven vormen volgens hem in zekere zin een extra zintuig waarmee fysici het heelal nog beter in kaart kunnen brengen. ‘We kunnen op een nieuwe manier bekijken hoe zwarte gaten werken en we kunnen de algemene relativiteitstheorie van Einstein nog scherper analyseren,’ zegt hij. Met de vondst is het alsof astronomen en fysici nu voor het eerst de kosmische schellen van de ogen zijn gevallen. Bentvelsen: ‘We gaan de hierdoor de komende jaren ontdekkingen doen die we niet eerder voor mogelijk hielden.’
Tekst: George van Hal (New Scientist)
