Wetenschap

Zwaartekrachtsgolven ontrafelen het geheim van het heelal, maar wat zijn ze eigenlijk?

1 ©Wikimedia Commons

Sinds Einsteins relativiteitstheorie uit 1915 zijn fysici op zoek naar bewijs van zwaartekrachtsgolven. Vandaag wordt dat bewijs vermoedelijk geleverd, tijdens een aangekondigde presentatie van het LIGO-project. De ontdekking zal, als ze straks bevestigd wordt, volgens wetenschappers zeker beloond worden met een Nobelprijs. Maar wat zijn die zwaartekrachtsgolven nu eigenlijk?

Zwaartekrachtsgolven worden door wetenschappers het ontbrekende puzzelstuk in het heelal genoemd. Het bestaan ervan werd in 1915 voor het eerst voorspeld door Einstein, die jaren later echter aan zijn eigen theorie begon te twijfelen.

De bewegingen van massa in de ruimte veroorzaken cirkelvormige rimpelingen, die trekken en duwen aan de ruimte en alles wat daarin zit. Alles wat massa of energie heeft kan dergelijke zwaartekrachtsgolven veroorzaken en dus de ruimte vervormen.

Botsing van zwarte gaten

Wat is het LIGO?
Het LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) in de Verenigde Staten werd gebouwd om zwaartekrachtsgolven te kunnen ontdekken. Het bestaat uit twee reusachtige golfdetectoren. Jarenlang werd er zonder resultaat gezocht. Recent werd het observatorium enkele jaren stilgelegd om het van de meest geavanceerde meetinstrumenten en gevoelige detectoren te voorzien. In september werd het weer in gebruik genomen. Wetenschappers voorspelden toen al dat het slechts een kwestie van tijd zou zijn voor het LIGO een baanbrekende ontdekking deed.

Een voorbeeld is de beweging van de de aarde rond de zon. De reden dat onze planeet in een cirkel draait, is de massa van de zon. Die is zo groot, dat ze de ruimte eromheen vervormt. Een object dat in een rechte lijn voorbij een dergelijke vervorming probeert te gaan, gaat automatisch in een cirkel bewegen.

In vergelijking met de andere krachten in het heelal is zwaartekracht echter zeer zwak. Daardoor hebben de meeste zwaartekrachtsgolven geen meetbaar effect. Om grote rimpelingen te veroorzaken die wij kunnen detecteren, zijn er destructieve gebeurtenissen nodig, zoals de explosie van een ster of een botsing van twee zwarte gaten. Als dat gebeurt, gaat er een schokgolf door het heelal, vergelijkbaar met de rimpelingen in het water nadat u een steen in een vijver gooit.

De Europese ruimtevaartorganisatie ESA legt het visueel uit in onderstaande video, waarin ESA-wetenschapper Paul McNamara de ruimte voorstelt als een laken. De massa van een object doet dat laken doorbuigen, waardoor een knikker die errond beweegt vanzelf een boog volgt.

Een vergelijkbare uitleg krijgt u in deze video van PHD Comics, een project van wetenschapper Jorge Cham.

cult