Groot raadsel van het heelal eindelijk opgelost

Albert Einstein voorspelde het bestaan van de zogeheten zwaartekrachtgolven precies honderd jaar geleden al. Beeld afp

Wetenschappers hebben eindelijk het bewijs gevonden voor het bestaan van zwaartekrachtgolven in de ruimte. Albert Einstein dacht honderd jaar geleden al dat ze bestonden, maar nu is ook het wetenschappelijke bewijs geleverd. Volgens de onderzoekers is hiermee 'een nieuw raam naar het universum' geopend.

Einstein stelde dat ruimte en tijd één geheel vormen: 'ruimtetijd', die kan trillen. Daar zijn heftige gebeurtenissen voor nodig, zoals een botsing van twee zwarte gaten. Als dat gebeurt, gaan de schokgolven het heelal door, als rimpelingen na een steen in een vijver. Bij zo'n rimpeling rekt de ruimte iets uit of krimpt hij iets.

Dat was lange tijd echter nauwelijks te meten, ook niet door LIGO en Virgo, installaties van buizen en spiegels die tien jaar vergeefs op zo'n golf hebben gewacht. In 2012 kreeg LIGO een update en afgelopen september gingen de metingen weer van start. Het signaal werd op 14 september opgepikt door twee detectoren, allebei in de Verenigde Staten. Na doorrekenen bleek dat het geen meetfout was, maar een echte zwaartekrachtgolf.

Zwarte gaten
De golf is afkomstig van twee zwarte gaten, die 1,3 miljard jaar geleden op elkaar zijn geklapt en zijn samengegaan. "Elk zwarte gat was ongeveer 150 kilometer in doorsnee, maar woog dertig keer zo veel als onze zon. Die zijn met de helft van de snelheid van het licht gebotst", legt de Amerikaanse natuurkundige David Reitze uit. De presentatie van het langverwachte nieuws gebeurde vandaag gelijktijdig in de Verenigde Staten en Italië.

Het bewijs stelt wetenschappers in staat om op een hele nieuwe manier naar het heelal te kijken en dingen te zien die tot nu toe verborgen bleven, zoals objecten die geen licht uitstralen. "Tot nu toe waren we doof, maar nu kunnen we horen", aldus Reitze. "We openen een raam naar het universum.''

Wetenschapper Jo van den Brand legt de onderzoeksresultaten uit tijdens de persconferentie over zwaartekrachtgolven. Beeld anp

Nieuw zintuig
Ruim duizend onderzoekers uit 18 landen hebben bijgedragen aan de baanbrekende ontdekking. Ook Nederlandse wetenschappers waren nauw betrokken bij het onderzoek. "Ik heb dit nog nooit meegemaakt", zei hoogleraar natuurkunde Jo van den Brand van onderzoeksinstituut Nikhef vandaag tijdens een persconferentie. "En we zijn nog lang niet klaar, dit is pas het begin. We hebben dromen. Eén ervan is het maken van een observatorium voor zwaartekrachtgolven."

Van den Brand benadrukte eerder deze week al het grote belang van de nieuwe ontdekking. "We hebben voor het eerst een heel nieuwe manier om naar het heelal en de sterren te kijken. Niet met licht, röntgenstralen of infrarood. Nu kunnen we kijken naar trillingen in de ruimte en tijd zelf. We kunnen alles in het heelal afbeelden dat trilling uitzendt, ook de bronnen die telescopen niet kunnen waarnemen. We krijgen er een heel nieuw zintuig bij en fantastische nieuwe inzichten.''

Lees hier meer over de werking en het meten van zwaartekrachtgolven.

Meerdere ontdekkingen tegelijk

Bij de metingen in september werden naast de zwaartekrachtgolven (of gravitatiegolven) nog een aantal andere opzienbarende ontdekkingen gedaan, aldus de onderzoekers.

1. Gravitatiegolven bestaan
Volgens de algemene relativiteitstheorie die Albert Einstein honderd jaar geleden ontwikkelde, is de ruimte niet alleen maar de plaats waar dingen gebeuren, maar doet hij mee met alles wat erin gebeurt. Voorwerpen vervormen de ruimte, wat we waarnemen als zwaartekracht, en die vervorming kan zich als een golf voortplanten.

2. Zwarte gaten bestaan, ook in paren, en we zien ze versmelten
Twee zwarte gaten draaiden op anderhalf miljard lichtjaar van ons vandaan om elkaar heen, steeds dichter bij elkaar. Het gemeten signaal bestrijkt hun versmelten, in een onderdeel van een seconde, en het natrillen van het zwarte gat dat uit die twee ontstond. Beide objecten wogen net zoveel als dertig zonnen. Dat betekent dat de sterren waaruit ze ontstonden wel honderd zonsmassa's zwaar moeten zijn geweest. Dat is aan de zware kant, zegt onderzoeker Henk Jan Bulten van de Vrije Universiteit Amsterdam. Meer waarnemingen kunnen vertellen hoe talrijk zulke grote sterren eigenlijk zijn.

3. De algemene relativiteitstheorie klopt als een bus
Berekeningen vertellen precies hoe het signaal van een combinatie van twee zwarte gaten eruit moet zien. "Een wiebeltje in dat signaal te vroeg of te laat en de relativiteitstheorie had de prullenbak in gekund", zei Chris Van Den Broeck van het Amsterdamse onderzoeksinstituut NIkhef. Maar dat hoefde niet.

Auteur: Bas den Hond.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden