Terugkijken naar de oerknal
De bouw van de Einstein-telescoop moet wetenschappers in staat stellen om dieper in het heelal te kijken dan vandaag mogelijk is. Mogelijk tot aan de oerknal. Einstein voorspelde al in 1916 in zijn relativiteitstheorie het bestaan van zwaartekrachtgolven. Net zoals er rimpels ontstaan in water als je er een steen ingooit, gebeurt hetzelfde in de ruimte als er een grote hoeveelheid energie vrijkomt. Bijvoorbeeld wanneer sterren ontploffen of twee zwarte gaten botsen en samensmelten. In september 2015 werd voor het eerst zo’n zwaartekrachtgolf waargenomen in het bovengrondse onderzoeksinstituut LIGO in de VS. Daar worden voortdurend laserstralen afgeschoten in twee tunnels van drie kilometer lang. Op het einde van de tunnels worden de stralen weerkaatst met spiegels. Normaal komen de bundels elkaar op hetzelfde punt weer tegen, maar als een zwaartekrachtgolf passeert, vervormt dat de aarde een heel klein beetje. Daardoor wordt de ene buis tijdelijk iets langer, terwijl de andere buis korter wordt. Op dat moment zullen de laserstralen niet meer perfect samenvallen, waardoor de zwaartekrachtgolf kan worden gedetecteerd.
Nobelprijs
De eerste zwaartekrachtgolf die zo werd waargenomen, GW150914, was veroorzaakt door twee samensmeltende zwarte gaten op 1,3 miljard lichtjaar van de aarde. De ontdekking leverde de Amerikaanse wetenschappers Rainer Weiss, Barry Barish en Kip Thorne zopas de Nobelprijs voor Natuurkunde op. Gisteren werd ook bekendgemaakt dat in augustus al de vijfde zwaartekrachtgolf is waargenomen. Het ging om de eerste waarneming van twee botsende ‘neutronensterren’. Volgens wetenschappers is zo’n botsing de enige manier waarop zware metalen zoals goud en platina kunnen worden aangemaakt.
Met de sterkere Einstein-telescopen moeten we in staat zijn om nog verder terug te gaan in de geschiedenis van het heelal. De huidige telescopen – die werken met licht of röntgenstralen – kunnen terugkijken tot 300.000 jaar na de oerknal. Alles wat daarvoor gebeurde is in een soort mist gehuld, omdat er toen gewoonweg geen licht was in het heelal. “Dankzij de zwaartekrachtgolven kunnen we terugkijken tot ‘tien tot de min 35ste seconde’ na de oerknal, meteen na het ontstaan van ons heelal dus”, aldus fysicus Jo van den Brand, de bezieler van het Nederlandse project. Die kennis moet ons in staat stellen om te begrijpen welke natuurkundige processen zich hebben afgespeeld tijdens de oerknal.