Nobelprijswinnaar Barry Barish.

Foto Daniel Niessen

Nobelprijswinnaar Barry Barish vond kogelgaten in zijn zwaartekrachtdetector

Barry Barish

Ontdekker van de zwaartekrachtgolven vertelt hoe hij moest afrekenen met schietgrage jagers en roddelende astronomen.

Zwaartekrachtgolven werden voor het eerst gedetecteerd in 2015. Twee jaar later al werd die ontdekking beloond met de Nobelprijs voor Natuurkunde – verrassend snel voor deze prijs. „Ik zou niet kunnen vertellen waarom het zo snel ging. De beslissing van de jury is een mysterieus proces”, zegt Barry Barish van het California Institute of Technology (Caltech) in de Verenigde Staten. Samen met Kip Thorne ontving Barish in december de helft van de Nobelprijs. De andere helft ging naar Rainer (‘Rai’) Weiss.

Alle drie werkten ze aan de twee kilometerslange L-vormige LIGO-detectoren waarmee de golven voor het eerst gedetecteerd werden. Zwaartekrachtgolven zijn trillingen van de ruimte zelf die veroorzaakt worden door de versnelde beweging van zware objecten. Ze ontstaan bijvoorbeeld als twee sterren of zwarte gaten om elkaar heen draaien. De golven bewegen met de lichtsnelheid door de ruimte en alles waar ze doorheen bewegen wordt tijdelijk vervormd, zo ook de aarde. Die vervorming kan gemeten worden door de LIGO-detectoren.

Halverwege april spreek ik Barish, die een paar dagen in Nederland is om een lezing te geven tijdens de natuurkunde conferentie Fysica 2018 in Utrecht. Hij is die ochtend geland en vertelt dat hij onderweg weinig heeft kunnen slapen. „De vliegtuigen worden zo volgeboekt. Vroeger was er ruimte om je over meerdere stoelen uit te strekken om te slapen. Nu zit je gepropt tussen de andere passagiers.” Tijdens het gesprek is van vermoeidheid of een jetlag weinig te merken. Hij praat enthousiast over de detectoren waarmee voor het eerst het trillen van de ruimte waar werd genomen.

Voor LIGO werkte u in de deeltjesfysica. Hoe kwam u terecht bij LIGO?

„ Experimenten met deeltjesfysicaverschillen niet zoveel van zwaartekrachtgolfdetectoren als je misschien denkt.

„In 1994, toen werd begonnen met ontwerp en bouw van LIGO, ben ik gevraagd om LIGO te leiden. Kort daarvoor was een project waar ik aan werkte gestopt. Dat project was de Superconducting Super Collider, die de grootste deeltjesversneller ter wereld moest worden.

„Voordat LIGO bestond, was ik al geïnteresseerd in detectoren om zwaartekrachtgolven te meten. Omdat toen net de bouw van een Europese zwaartekrachtdetector [Virgo in Italië] goedgekeurd was, hoopte ik dat dit het moment voor zo’n detector was. Dus ik zei ja.”

Waren er obstakels tijdens het bouwen?

„We zijn geen technische problemen tegengekomen die zo groot waren dat ik ging twijfelen of de detector de voorspelde zwaartekrachtgolven wel zou kunnen meten. Als de golven zwakker waren dan voorspeld, dan hadden we ze niet gemeten, maar dan had het niet aan de techniek gelegen.”

„Daarnaast ben ik problemen tegengekomen die ik niet had voorzien. Zo ontdekten we tijdens de bouw van de detector in Louisiana tot onze schrik kogelgaten in de gebouwen. Volgens de lokale sheriff waren het waarschijnlijk verdwaalde kogels van jagers. De detector staat namelijk in een dicht dennenbos vol wilde dieren. Dus we negeerden het, met een licht onrustig gevoel. Maar op een ochtend zagen we kogelgaten die duidelijk niet van verdwaalde kogels kwamen. Bovendien was de alligator die in de greppel naast de detector leefde doodgeschoten. Die alligator was als een huisdier voor ons. Hij had zelfs een naam. Toen besloten we er iets aan te doen.

„De lokale sheriff raadde me aan om af te spreken met het hoofd van de lokale jachtvereniging. Dat deed ik. Daarna hebben we ook de leden van die vereniging uitgenodigd om langs te komen. Na dat bezoek verdwenen de problemen. Nu hebben we af en toe een open dag waarop ze langskomen.”

Foto Daniel Niessen

Hoe was het toen er voor het eerst een zwaartekrachtgolf gemeten werd op 14 september 2015?

„We hadden de detector net weer aangezet nadat we een aantal verbeteringen hadden doorgevoerd waardoor de detector nog minder last had van de trillingen van de aarde. Toen ik de e-mail-meldingen van de detectie zag, sprong ik niet meteen op en neer. We hadden vaker meldingen gehad, die dan niets bleken te zijn. Maar deze meting bleek erg te lijken op wat theoretici hadden voorspeld. Het leek er zelfs verdacht veel op. Ik had fantasieën over de eerste meting. Maar daarin was het eerste signaal altijd vaag en pas na wat verbeteringen zouden we een duidelijke detectie hebben. Dat is meestal hoe wetenschap werkt.

„Dit signaal was zo mooi dat we dachten dat we onszelf misschien voor de gek hielden met een meetfout of dat het een nepsignaal was dat in onze data gestopt was door iemand die ons voor de gek wilde houden. We hebben daarom een maand lang extra metingen en analyses gedaan om het signaal helemaal uit te pluizen. Pas toen daaruit bleek dat we echt niet voor de gek gehouden werden, was bijna iedereen bij LIGO ervan overtuigd dat we een echte detectie hadden.”

Hoe is het gelukt de bijna duizend mensen van Ligo hun mond te laten houden, van de detectie in september 2015 tot de bekendmaking in februari 2016?

„We wilden de meting voor onszelf houden zodat we die helemaal begrepen op het moment dat we ermee naar buiten kwamen. We wilden niet alleen de eerste zijn die de zwaartekrachtgolf zagen, maar ook degenen die als eerst begrepen hoe hij ontstaan was.

„En er waren wel geruchten, zelfs in [het wetenschappelijke tijdschrift] Nature, maar die kwamen nooit van mensen van LIGO. De roddels kwamen waarschijnlijk van astronomen. Die worden ingelicht als we een mogelijke detectie hebben zodat ze met telescopen kunnen kijken of er ook iets te zien is op de plek waar de zwaartekrachtgolf vandaan komt. Meestal lieten we het weten als onze detectie niets bleek te zijn. Maar deze keer deden we dat niet. Waarschijnlijk dachten ze daardoor dat we echt iets gemeten hadden.”

U werkt nog steeds bij LIGO. Wat voor werkt doet u?

„Ik leid het project niet meer. Wat ik doe verschilt. Ik help bijvoorbeeld met de technische kant van het ontwerpen van de volgende generatie zwaartekrachtgolfdetectoren. En ik denk mee over een manier op het onderzoek naar zwaartekrachtgolven internationaal op zetten.

Het is geweldig om nog bij LIGO rond te mogen lopen en te zien wat voor ontdekkingen er worden gedaan zonder dat ik zelf verplichtingen heb.”

    • Dorine Schenk