Review

Schilling schreef een schitterend, sfeervol boek over de jacht op Einsteins ruimtetijdgolven

Over Einsteins voorspelling over ruimtetijdgolven die in 2016 uitkwam, schreef Govert Schilling een ronduit voortreffelijk boek.

Een kilometerslange LIGO-detector. Beeld Hollandse Hoogte / Redux Pictures

In de winderige kale prairie van Washington State en in de ruisende bossen van Louisiana liggen twee zusterlaboratoria die samen op 11 februari 2016 wetenschappelijk reuzennieuws maakten. Deze twee kilometerslange LIGO-detectoren hadden als eerste daadwerkelijk gemeten wat Albert Einstein al in 1915 had voorspeld: bij abrupte kosmische gebeurtenissen kunnen in de omringende ruimtetijd kringen ontstaan als rimpels in een vijver waar een steen in is gegooid. Zulke golven zijn tot ver te voelen.

Op 14 september 2015 bereikten zulke rimpelingen de beide LIGO-detectoren, die wonderbaarlijk genoeg toen net een week in bedrijf waren en eigenlijk nog aan het opstarten waren. De onderzoekers zagen op hun monitoren de wijzers zo hard uitslaan, dat ze aanvankelijk aan een storing dachten, of een heimelijke systeemtest. Maar het was echt, was na maanden stil onderzoek hun conclusie en ontstaan door de botsing van twee verre zwarte gaten. En dus werd op 11 februari na maanden geruchten en ijzerenheinige mediastilte de ontdekking wereldnieuws in een strak geregisseerde perspresentatie in Washington.

Govert Schilling, Non-fictie, Ripples in Spacetime
Harvard University Press; 340 pagina's; euro 27,00.
(Nederlandse vertaling verschijnt in september bij Fontaine Uitgevers)

Menselijke onderneming

In de loop der jaren bezocht wetenschapsjournalist Govert Schilling laboratoria en wetenschappers die zich hadden vastgebeten in Einsteins golfvoorspelling. Nu die golven zijn gezien en zich een nieuw venster op het universum lijkt te openen, ligt er strak op tijd het voortreffelijke Ripples in Spacetime. Een boek dat volgens de beste tradities van de wetenschapsjournalistiek in detail uitlegt wat ruimtetijdgolven zijn, en hoe de geleerden die leerden vangen. Maar nog interessanter: dat als eerste ook de geschiedenis optekent van de menselijke onderneming die de jacht op Einsteins zwaartekrachtgolven onmiskenbaar ook is. Er blijkt sprake van ruzies, afgunst, blijdschap en wanhoop, vriendschap en heldenmoed, net als in het echte leven. Het sfeervolle verhaal vol fijne details over mensen en plekken brengt hem van Washington en Louisiana tot Japan en Duitsland, Italië en de Zuidpool.

Die geschiedenis begint bij Einstein zelf, die in 1915 zijn ruimtetijdtheorie uiteenzet, maar daarna tot aan zijn dood in 1955 meermalen van mening verandert over de meetbaarheid van zwaartekrachtgolven. Pas rond 1960 begint het idee post te vatten dat zwaartekrachtgolven wel degelijk te meten zouden moeten zijn. Het is Joe Weber die probeerde vervormingen te meten van trillende massieve aluminium cilinders van 65 centimeter doorsnee. Weber meent signalen te zien, maar collega's geloven er weinig van en vinden gênante fouten, hetgeen op een conferentie in 1974 zelfs tot een handgemeen leidt. Schilling spreekt jaren later Webers weduwe, die het obsessieve van haar man niet onder stoelen of banken steekt, maar nog steeds boos is over de vijandigheden.

Gesplitste laserstralen

Rond dezelfde tijd begint de opkomst van een heel andere meettechniek voor de vervormingen van de ruimtetijd: met licht. De van geboorte Duitse fysicus Rainer Weiss bedenkt in 1972 het principe waarmee de LIGO-detectoren uiteindelijk hun succesvolle metingen doen: gesplitste laserstralen. Daarbij speelt interferentie een cruciale rol, het effect dat lichtgolven die niet precies in de pas lopen elkaar kunnen verzwakken of uitdoven.

Weiss gebruikt licht van twee haakse lasers om afstanden tussen spiegels in de gaten te houden. Komt er een ruimtetijdgolf langs dan krimpt eerst de ene arm van de opstelling en daarna de andere, is het idee. Intussen rekent de flamboyante Californische theoretisch natuurkundige Kip Thorne aan botsende zwarte gaten en neutronensterren en andere superzware exotische hemellichamen en concludeert dat de golven daarvan te zien moeten zijn. Al zijn de vervormingen vermoedelijk kleiner dan een atoomkern, het kan.

Na jarenlang lobbywerk tot in het Amerikaanse Congres aan toe komen er in 1994 honderden miljoenen voor de eerste proefopstellingen. Het project, noteert Schilling, dreigt vermalen te worden door slaande ruzies en persoonlijke vetes, met name tussen Weiss en machinebouwer Ron Drever, die even briljant als wispelturig is. Grote ego's botsen in Schillings verhalen nu en dan haast nog harder dan zwarte gaten. Uiteindelijk wordt deeltjesfysicus Barry Barish (eerder chef van de halverwege stilgelegde SSC-superversneller in Texas) als projectleider aangetrokken, die querulanten de laan uitstuurt, de gemoederen kalmeert en LIGO eindelijk op de rails krijgt. In 1997 begint de bouw, een jaar later al staat Schilling in de dan nog lege controlekamers in Hanford, Washington. De vier kilometer lange witte armen van de detector liggen dan al haaks op elkaar in de prairie.

Navolging

De lasermethode begint vruchten af te werpen en elders in de wereld navolging te krijgen, bijvoorbeeld in Virgo bij Pisa, een vergelijkbaar Europees gravitatieproject waar Nederland gaandeweg een cruciale rol is gaan spelen. In de VS meten de LIGO-detectoren dan al een aantal jaren alleen het geruis en gerommel van de aarde, en geen ruimtetrillingen en wordt intussen aan een nog betere detector gewerkt, die in de nazomer van 2015 in gebruik komt. Net op tijd voor de trilling van 14 september, waarmee LIGO meteen geschiedenis schrijft.

Schilling beschrijft in Ripples in Spacetime de werelden van de relativiteit, van zwarte gaten, neutronensterren, pulsars, donkere materie, lasers en spiegels op een precieze en toch geruststellende toon, vol persoonlijke observaties, van koude voeten op Antarctica tot ademnood bij de telescopen in Chili. Hij interviewde sinds 1997 met vooruitziende blik talloze betrokkenen en dus ook LIGO-pioniers Weiss, Thorne en Drever. 'Het project was eigenlijk onverantwoord', vertrouwt Weiss hem staande in een lift toe. 'We waren volslagen incompetent, hadden geen enkele ervaring om zo'n groot project te leiden.' Drever overleed maart 2017, dement, maar hij zag de persconferentie van 11 februari nog wel, in een verzorgingshuis in Schotland. Met glimmende ogen, weet Schilling. De andere twee krijgen dit jaar de Nobelprijs, of anders toch binnenkort.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant 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 @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden