ABC van zwaartekracht

Vandaag leverden sterrenkundigen het bewijs: zwaartekrachtsgolven laten het heelal trillen als een waterbed waar net een klap op is gegeven. Voor wie dat boven de pet gaat, hier een inleidend abc van zwaartekrachtsgolven.

Albert Einstein Beeld AP

Albert Einstein

Duits natuurkundige (1879-1955) en grondlegger van zowel de moderne opvattingen over ruimte en tijd. Publiceerde in 1905 over de relativiteit van bewegingen, inclusief de formule E=mc2, en in 1915 de theorie van de zwaartekracht. En passant criticus van de quantumtheorie. En vredesapostel die nooit sokken droeg.

Chirp

Twee op elkaar stortende zwarte gaten tollen met bijna de lichtsnelheid om elkaar, en maken golven in de omliggende ruimtetijd, alsof er een klap op een waterbed wordt gegeven. Het tollen gaat steeds sneller, waardoor de golven een steeds hogere frequentie krijgen, wat als een chirpende krekel zou klinken als je het kon horen.

Gravitatie

De onderlinge aantrekking van massa's werd al door Isaac Newton gezien als een universele kracht die zwakker wordt als de afstanden groter zijn. In feite een heel zwakke kracht, we kunnen met onze spierkracht van de hele aarde opspringen.

LIGO

Laser Interferometry Gravity-wave Observatory, tweetal detectoren in Washington en Louisiana, met haakse armen van elk 4 kilometer lang. Een passerende ruimtetijdgolf verandert de lengte van de armen, die met lasers in de gaten worden gehouden. Afwijkingen van minder dan een atoomdiameter zijn te meten. Binnenkort meet het VIRGO-detector bij Pisa, Italië, ook mee.

Nobelprijs

De eerste waarneming van een zwaartekrachtgolf, zoals nu door LIGO, leidt haast zeker tot een nobelprijs, mogelijk zelfs nog dit jaar, al was de deadline voor niminaties 1 februari. De bedenkers van het project zijn Kip Thorne, Rainer Weiss en Ronald Drever. Kip Thorne schreef vorig jaar trouwens ook mee aan het script van de science fiction bioscoophit Interstellar.

Ruimtetijd

Volgens Einsteins theorie uit 1915 is zwaartekracht geen kracht, maar vervormen massa's de omliggende ruimte en tijd. De aantrekking is dan een neiging van massa's om naar elkaar toe te rollen, ongeveer als twee bowlingballen op een waterbed. Licht beweegt in gekromde banen. Alleen versnellingen doen ertoe, al het andere is relatief.

Virgo

Gravitatiegolfdetector bij Pisa in Italië, vergelijkbaar met LIGO. Grote Nederlandse inbreng in het project, zowel met onderdelen als analytici. Wordt momenteel opgeknapt en verbeterd. Later dit jaar samen met LIGO in staat om bronnen van gravitatiegolven in het heelal uit te peilen.

Zwaartekrachtgolf

Als ruimtetijd een soort waterbed is voor er overheen rollende massa's, kan een klap erop golven in het hele bed veroorzaken. Extreem heftige botsingen, bijvoorbeeld van neutronen-dubbelsterren of paren zwarte gaten, veroorzaken zulke rimpelingen in ruimte en tijd als ze met bijna de lichtsnelheid om elkaar heen tollen of elkaar opslokken.

Zwart gat

Extreem grote massa's krommen volgens Einsteins theorie de ruimte zo sterk dat zelfs licht er niet meer uit kan wegkomen. De botsende zwarte gaten die nu door LIGO gezien zijn, wegen elk meer dan 30 zonsmassa's en zijn kleiner dan Luxemburg.

Het hoofd van het Einstein archief laat de honderd jaar oude documenten zien waaruit Einsteins theorieën blijken. Beeld EPA
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 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden