Nobelprijs voor onderzoek naar zwaartekrachtgolven

De winnaars: Rainer Weiss, Barry Barish en Kip Thorne. Beeld AFP

Het kon niet missen. Het bericht had vorig jaar alle voorpagina’s gehaald: wetenschappers bewijzen het gelijk van Einstein. De ruimte trilt. Vandaag zijn drie Amerikanen die aan de wieg stonden van deze ontdekking, geëerd met de Nobelprijs voor natuurkunde.

Met gevoel voor dramatiek beschrijft het Nobelcomité wat aan de toekenning voor de prijs voorafging. “Het was helemaal donker. Maar niet helemaal stil. Twee zwarte gaten botsten op elkaar en lieten de ruimte trillen. Met de snelheid van het licht verspreidde de schokgolf zich door het heelal, om 1,3 miljard jaar later, op 14 september 2015 de aarde te treffen. Precies op tijd: de LIGO-detector die de golf registreerde, was nog maar net in gebruik genomen.”

Albert Einstein had het bestaan van deze zogeheten gravitatiegolven al in 1915 voorspeld. Zijn algemene relativiteitstheorie rekende af met het oude beeld van zwaartekracht. Volgens Einstein trekken massa’s elkaar niet aan via een mysterieuze kracht, maar krommen ze de ruimte waardoor rechte banen in bochten of cirkels veranderen. De zon maakt een soort put in de ruimte waardoor de aarde als een steilewandrijder om haar heen draait.

Als een massa van plaats verandert – of het nu een vallend blad is of een botsende ster – wijzigt ook de kromming van de ruimte. Die herschikking is niet instant aan, maar moet worden doorgegeven. Middels een zwaartekrachtgolf, rekende Einstein voor. Hij geloofde alleen niet dat zo’n golf ooit gemeten zou worden. Daarvoor waren ze volgens hem te zwak.

Meten met twee lange buizen

Kip Thorne van het Amerikaanse Caltech dacht daar anders over. Twee botsende zwarte gaten zouden een meetbare schokgolf moeten genereren. Samen met Ron Drever en vooral Rainer Weiss van MIT bedacht hij ook hoe je zo’n golf zou kunnen meten: met twee lange buizen die haaks op elkaar staan en waarin laserlicht middels spiegels op en neer gekaatst wordt. Zou er een zwaartekrachtgolf voorbijkomen, dan werd één van die buizen een stukje korter. En dat verschil zouden de lasers opmerken.

Maar dat gebeurde niet. Toen Barry Barish in 1994 de leiding over het project kreeg, schaalde hij de metingen op – er kwamen twee detectoren en de buizen werden ieder vier kilometer lang. Nog steeds zonder resultaat. Dat kwam pas in 2015, nadat de detectoren een facelift hadden gehad. Grotere spiegels, krachtigere lasers. Half september zou hij officieel in gebruik worden genomen, maar een paar dagen daarvoor was het al raak. Het duurde nog een half jaar eer alles goed was doorgerekend en netjes opgeschreven. Op 11 februari werd het nieuws wereldkundig gemaakt.

Dat was elf dagen na de sluitingstermijn voor de Nobelprijzen van 2016. Maar dit jaar kon het comité er niet onderuit. De helft van de prijs gaat naar Weiss (Berlijn, 1932) die op het idee van de haakse buizen was gekomen, de andere helft is voor Thorne (Logan,1940) en Barish (Omaha, 1936). Drever (Schotland, 1931) maakte nog wel de ontdekking mee, maar overleed afgelopen maart.

Inmiddels zijn er vier zwaartekrachtgolven geregistreerd. Vorige week werd de laatste gemeld, ditmaal ook door de Europese detector, Virgo. Alle vier waren het gevolg van botsende zwarte gaten. De hoop is dat metingen zo nauwkeurig worden dat ook andere kosmische evenementen kunnen worden gemeten en dat wetenschappers aan het signaal kunnen zien wat er precies is gebeurd. Dan openen de zwaartekrachtgolven een nieuw venster op het universum. Zoals een wetenschapper vorig jaar zei: “We hebben altijd naar een orkest gekeken. Nu krijgen we er het geluid bij.”

Lees ook: Het bewijs: de ruimte kan trillen als een plumpudding

Gisteren werd de Nobelprijs voor de Geneeskunde uitgereikt aan drie Amerikanen, voor hun onderzoek naar de biologische klok. 

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