150914
1
100 jaar na dato wordt relativiteitstheorie bevestigd
Nederlandse wetenschappers
spelen hoofdrol in de ontdekking
van zwaartekrachtgolven.
8 NIEUWS
Bewijs voor Einsteins
zwaartekrachtgolven
V-v
v*\ X
AMSTERDAM. Er hangt een aanste
kelijke, statische lading in de con
greszaal van het Nationaal insti
tuut voor subatomaire fysica (Nik
hef) in Amsterdam. Mensen felici
teren elkaar, kloppen elkaar op de
schouders. Het glas wordt gehe
ven. Wat Albert Einstein in 1915
verwoordde in zijn algemene rela
tiviteitstheorie, is nu bevestigd:
zwaartekrachtgolven bestaan.
Vol trots wordt gewezen op de
felicitaties van minister Jet Busse-
maker en staatssecretaris Sander
Dekker van Wetenschap. „Dat na
100 jaar de voorspelling van Ein
stein waarheid wordt, is postuum
een groot compliment aan hem,
maar ook zeker aan de weten
schappers van nu", aldus de be
windslieden.
De Nederlandse natuurkundi
gen van Nikhef en sterrenkundi
gen van de Radboud Universiteit
in Nijmegen krijgen een extra
pluim. Zij waren de drijvende
kracht bij de verwerking van alle
gegevens en de test die Einsteins
theorie moest bevestigen. De
Duits-Zwitsers-Amerikaanse ge
leerde formuleerde de 'ruimte
tijd': in zijn theorie beschrijft hij
dat de ruimte zich kromt rond
voorwerpen van wisselende
zwaarte. Het heelal zou daardoor
rekken, krimpen en buigen.
Stijve, starre constructie
Met de allereerste gemeten zwaar-
tekrachtgolf, met de naam
GW150914, wordt nu aangetoond
dat het universum geen stijve, star
re constructie is, maar beweegt als
gevolg van door massa veroorzaak
te minieme trillingen.
„Dit is absoluut spectaculair",
zegt hoogleraar natuurkunde Jo
van den Brand, verbonden aan de
Vrije Universiteit en leider van
het gravitatieprogramma van Nik
hef „Het gaat hier om een knetter-
hard signaal, het krachtigste mo
ment ooit door de mensheid ge
meten." GW150914 is afkomstig
van een botsing van twee enorme
zwarte gaten, zware concentraties
massa met een zwaartekracht die
zo sterk is, dat er geen licht uit
kan ontsnappen. De gaten waren
respectievelijk 35 en 30 zonnemas-
sa's zwaar. Daaruit vormde zich
1,5 miljard lichtjaar geleden in 1
milliseconde één nieuw zwart gat
met een massa van 62 keer die van
onze zon. De resterende drie zon-
nemassa's werden omgezet in
energie en uitgestraald als zwaar
tekrachtgolven.
De metingen van GW150914
kunnen alleen worden gedaan
met precisieapparatuur. Zwaarte
krachtgolven zijn een minieme
trilling in het heelal. Te vergelij
ken met een rimpel in het IJssel-
meer, veroorzaakt door het vallen
van een enkele druppel.
Met het Ligo-project, de eerste
twee meetpunten in de Ameri
kaanse staten Washington en
Louisiana met elk een 4 kilometer
lange pijp en lasers, is het gelukt
zo'n rimpeling op te vangen. Als
ook het meetstation Virgo bij Pisa
in Italië en de door het Nikhef ge
droomde eigen Einstein-telescoop
in Zuid-Limburg werkelijkheid
worden, moet de wetenschappelij
ke oogst nog groter worden.
Behalve natuurkundigen zijn
ook sterrenkundigen dolenthou
siast. „Het gaat hier ook om be
langrijke astronomische ontdek
kingen", zegt Gijs Nelemans van
de Radboud Universiteit. „Er is
voor het eerst vastgesteld dat zwar
te gaten in paren bestaan en dat
ze kunnen samensmelten tot één.
Bovendien dachten we altijd dat
zwarte gaten maximaal dertig zon-
nemassa's zwaar konden zijn. Nu
weten we dat ze nog veel zwaar
der kunnen zijn."
Sensatie
In de astronomie wordt al gespro
ken van een nieuwe vorm van ster
renkunde met onderzoek op basis
van zwaartekrachtgolven in plaats
van licht. Studies die mogelijk
extra informatie kunnen geven
over de oorsprong en de ontwikke
ling van het almaar uitdijende
heelal. Met de bestaande kennis
kan slechts 5 procent van het uni
versum worden verklaard. Het res
tant zou volgens theorieën be
staan uit zogeheten donkere mate
rie (onbekende subatomaire deel
tjes) en vooral donkere energie,
een soort anti-zwaartekracht.
De ontdekking is de tweede na
tuurkundige sensatie in korte tijd.
In Genève werd in 2012 met de
deeltjesversneller van het
CERN-project het zogeheten
Higgs-boson-deeltje ontdekt. Een
miniem deeltje dat helpt verkla
ren waarom andere al bekende
deeltjes massa hebben. Massa die
ervoor zorgt dat ook de mens kan
bestaan. Zonder die massa zouden
alle deeltjes waaruit wij bestaan
met de snelheid van het licht kris
kras door elkaar heen vliegen.
T~
v-
yry
WW—mm
atijgy
Feest, Einstein heeft gelijk
door Hans van Zon
5
In de astronomie wordt
gesproken van een
nieuwe vorm van
sterrenkunde.
Met de bestaande kennis
kan slechts 5 procent van
het universum worden
verklaard.
De GW150914 is de
allereerste gemeten
zwaartekrachtgolf,
waarmee nu wordt
aangetoond dat het
universum geen stijve,
starre constructie is.
Hanford,
Washington
(zie foto)
Livingston
Louisiana
Door zulke golven vervormen
alle objecten in het heelal
(waaronder de aarde) een klein:
haatib'
(weergave sterk overdreveni,
splitser
laser
Einstein dacht dat zwaartekrachtgolven nooit
gemeten konden worden. Dat is nu toch gelukt.
WAT DOEN DEZE GOLVEN?
Bij grote gebeurtenissen,
zoals het samensmelten
van twee zwarte gaten,
ontstaan rimpelingen
of 'zwaartekrachtgolven'.
A s\ j
V Y
A f A
AMi®r]k®Ji®a mi@©S=
ZO WERKEN DE METINGEN
De twee armen van 4 km hebben
perfecte spiegels aan het uiteinde.
Een laserstraal wordt gesplitst
en weerkaatst door de spiegels.
Een lichtdetector meet de
overeenkomst tussen de twee
stralen.
spiegel spiegel
Lf f-
Normale situatie
Zolang de spiegels beide exact
4 km van de splitser verwijderd
zijn, vallen de signalen tegen
elkaar weg.
14 sept 2015
Wanneer de spiegels verplaatsen
(onder invloed van een zwaarte
krachtgolf) verschuiven ook de
lasersignalen.
lichtdetector
