Recensie

Alles wat je wil weten over zwaartekrachtgolven

De meting van zwaartekrachtgolven wordt nu al de ontdekking van de eeuw genoemd. Hoe wetenschappers erin slaagden om die zwakke golven te detecteren, beschrijft Govert Schilling in een aanstekelijk en toegankelijk boek.

Miljoenen jaren draaiden de twee zwarte gaten om elkaar heen. Ze naderden elkaar dichter en dichter en gingen steeds sneller draaien. Tot ze uiteindelijk op elkaar klapten en samensmolten. Ruim een miljard jaar later bereikten trillingen van deze gewelddadige botsing de aarde. Precies op tijd om op 14 september 2015 gedetecteerd te worden door de zwaartekrachtgolven-detector LIGO in de Verenigde Staten, die op dat moment net aan stond.

Deze meting wordt nu al de ontdekking van de eeuw genoemd. Kranten en tijdschriften stonden er vol mee. Het bestaan van zwaartekrachtsgolven werd 100 jaar geleden al voorspeld door Einstein, maar hij dacht dat ze te zwak zijn om ooit gemeten te kunnen worden. LIGO’s meting gaf Einstein ongelijk: de golven kunnen wel degelijk gemeten worden.

Het is niet onwaarschijnlijk dat de oprichters van LIGO Kip Thorne en Rainer Weiss de Nobelprijs zullen krijgen voor de eerste detectie van zwaartekrachtgolven (de derde oprichter, Ron Drever, overleed eerder dit jaar). De Nobelprijzen voor de natuurkunde worden 3 oktober bekend gemaakt. Dus u heeft nog een paar dagen om zich in te lezen, bijvoorbeeld met het pas verschenen boek Deining in de ruimtetijd (met de ondertitel ‘Einstein, zwaartekrachtgolven en de toekomst van de astronomie’).

Hierin vertelt wetenschapsjournalist Govert Schilling uitgebreid en enthousiast over de jarenlange tocht van vele onderzoekers om tot die meting om 14 september te komen. Maar het boek gaat verder. Veel verder. Schilling houdt het niet bij een korte uitleg over wat zwaartekrachtgolven zijn en hoe ze ontstaan. Hij vertelt dat naast zwarte gaten, ook om elkaar heen draaiende neutronensterren trillingen in de ruimtetijd kunnen veroorzaken.

Geen idee wat neutronensterren zijn? Geen probleem. Ook dat wordt tot in detail, in begrijpelijke taal uitgelegd. Daarvoor slaat hij wel een behoorlijk zijspoor in. Terwijl je aan het lezen bent over hoe sterren ontstaan en wat hun energiebron (kernfusie) precies is, vergeet je bijna dat het boek over zwaartekrachtgolven gaat.

De passages met uitgebreide uitleg kunnen voor iemand die al meer weet over sterrenkunde wat langdradig zijn. Ook de opsommingen van alle telescopen die een bijdrage leveren of kunnen gaan leveren aan een beter begrip van ons heelal, waren misschien niet nodig geweest. Maar het boek leest prettig en geeft een compleet beeld van het onderzoek naar Einsteins golven.

Schilling vertelt mooie menselijke verhalen over eerdere (niet geslaagde) pogingen, zoals het stavenexperiment van de Amerikaanse natuurkundige Joe Weber (1919-2000). Weber was ervan overtuigd dat hij als eerste zwaartekrachtgolven gemeten had, maar zijn metingen bleken niet te kloppen.

Ook actueel onderzoek naar pulsars komt aan bod. Pulsars zijn snel roterende neutronensterren die signalen uitzenden die op aarde gemeten worden als extreem regelmatige pulsen. Zwaartekrachtgolven afkomstig van superzware zwarte gaten, zoals die in het centrum van de Melkweg, kunnen de regelmatigheid van de pulsen verstoren. Deze verstoringen zijn erg klein. Daarom is er jaren aan pulsarmetingen nodig om deze zwaartekrachtgolven te kunnen vinden.

Kortom, Deining in de ruimtetijd is het ideale boek voor iedereen die echt alles wil weten over de geschiedenis, het heden en de toekomst van zwaartekrachtgolven-onderzoek. Als Einstein dit boek had kunnen lezen, zou hij met stomheid geslagen zijn over alles wat nu mogelijk is.