De astrofysici van de Radboud Universiteit Nijmegen gaan deelnemen aan Virgo, een detector voor zwaartekrachtsgolven. Het is de eerste groep sterrenkundigen die zich aansluit bij dit Europese experiment. Ze gaan helpen de bronnen op te sporen van deze golven, die Albert Einstein voorspelde maar die nog nooit zijn gemeten. Zelf krijgen ze met het experiment een heel nieuw venster op het heelal. In 2015 wordt de eerste meting verwacht. Vorige week is door wetenschapsfinancier NWO 2 miljoen euro beschikbaar gesteld voor de Nederlandse bijdrage aan Virgo.
Zwaartekrachtsgolven worden voorspeld in de bijna honderd jaar oude algemene relativiteitstheorie van Einstein. Maar ze zijn nog nooit direct gemeten. Als objecten heel erg zwaar zijn, heel erg snel bewegen en dicht bij elkaar staan, wordt de zwaartekracht zeer sterk. Zo sterk dat er door de vervorming van de ruimte golven ontstaan die zich ongehinderd door het heelal kunnen verplaatsen. Sinds de jaren '80 bouwen natuurkundigen in de VS en Europa aan super gevoelige precisie-instrumenten, en binnen een jaar of drie zou het ook daadwerkelijk moeten lukken om de kleine rimpelingen in de ruimtetijd te meten.
Samensmeltende dubbelsterren en naar elkaar toe bewegende zwarte gaten, zijn typisch de zware objecten in de ruimte die zwaartekrachtsgolven zouden kunnen produceren. “Als het werkt krijgen we een ongekende blik op de meest spectaculaire objecten”, zegt sterrenkundige Gijs Nelemans. Hij zal met zijn collega Paul Groot gaan deelnemen aan de alliantie. Beiden zijn verbonden aan het Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics (IMAPP) van de Radboud Universiteit Nijmegen. De Nijmeegse expertise is het met conventionele telescopen meten van het elektromagnetische signaal van uitbarstingen van zwaartekrachtsgolven, en de kennis over de bronnen van deze uitbarstingen: compacte en samensmeltende dubbelsterren.
Uitbarstingen van zwaartekrachtsgolven hebben drie eigenschappen waardoor ze extreem lastig te meten zijn. Ze zijn erg zeldzaam: een keer in de honderdduizend jaar per melkwegstelsel gebeurt er iets dat een uitbarsting van sterke zwaartekrachtsgolven kan produceren. Verder hebben de golven een enorme golflengte – die min of meer overeenkomt met de grootte van het object waaruit ze voortkomen. Dat vergt enorme installaties om hen te detecteren. En ten derde gaan de golven overal doorheen zonder een spoor achter te laten. “Het enige wat ze doen waarmee je kunt aantonen dat ze er zijn, is een object een klein beetje samendrukken”, legt Nelemans uit. “En met een klein beetje bedoel ik: minder dan een atoomkern, dus zoiets als een miljardste van een miljardste meter verschil”.
De zwaartekrachtsgolvendetector Virgo staat in Cascina, in de buurt van Pisa, Italië. Het instrument is sinds 2007 operationeel. Virgo krijgt de komende jaren een update waardoor hij duizend keer zoveel ruimte in beeld krijgt en de kans reëel wordt dat er zwaartekrachtsgolven worden gemeten.
Virgo is een van oorsprong Frans-Italiaans project. Het Nederlandse instituut voor hoge-energiefysica Nikhef werd al eerder lid. Met de bijdrage van de Radboud Universiteit Nijmegen krijgt Nederland een aandeel van twintig procent.
Virgo
Nijmeegse sterrenkundigen stappen in zwaartekrachtsgolvendetector Virgo
