Merlin Daleman

Man van het zwarte gat: ‘God is het begin en het eind’

Heino Falcke | Sterrenkundige Sterrenkundige Heino Falcke is de man achter de eerste foto van een zwart gat. Hij zocht samenwerking, kosmische deeltjes en God.

Het zwarte gat wordt aangesneden. Het is maandagmiddag 15 april, en bij de vakgroep van Heino Falcke, hoogleraar astrofysica aan de Radboud Universiteit in Nijmegen, is het tijd voor feest. Op tafel staat een enorme vierkante taart. In het midden ervan prijkt het beeld dat vijf dagen daarvoor wereldnieuws is geworden: de eerste foto ooit van een zwart gat.

De groep van Falcke speelde een centrale rol bij de totstandkoming ervan – in totaal werkten zestig instituten uit achttien landen eraan mee. Na een drukke en zenuwslopende periode is er nu opluchting, blijdschap, en kantoorhumor. Universitair docent Monika Moscibrodzka pakt een mes en begint te snijden. Nadat ze het zwarte gat heeft geklieft, zegt iemand: „Hé, je bent er nog steeds.” Een ander: „Dit is pas cutting edge science.”

Twee uur daarvoor heeft Falcke in een stampvolle theaterzaal van de universiteit een bevlogen lezing gegeven over de totstandkoming van de foto.

Falcke spreekt Nederlands met een Duits accent. Hij is opgegroeid in Frechen, vlakbij Keulen, en woont daar nog steeds. Hij praat ook snel. „Daar moet ik beter op letten. Ik zou rustiger, en met een diepe stem moeten praten. Maar ik raak makkelijk enthousiast. En dan komt mijn hele energie eruit.”

De eerste foto ooit van een zwart gat, gemaakt door acht radiotelescopen. De vakgroep van sterrenkundige Heino Falcke speelde een belangrijke rol bij de totstandkoming van de foto. Foto Bronzwaer / Davelaar / Moscibrodzka / Falcke / Radboud University

Wat is het in zwarte gaten dat mensen zo aanspreekt?

„Ze zijn mysterieus. Maar ook dreigend. Mensen zijn er bang voor. We associëren ze met onze sterfelijkheid. De zwaartekracht in een zwart gat is zo enorm dat alles wat te dichtbij komt wordt opgeslokt. Sterren, zelfs licht. En het komt er nooit meer uit. Het is het einde van ruimte en tijd.

„Ik wist wel dat de foto belangrijk was. Ik dacht, misschien, als we geluk hebben, wordt het vergelijkbaar met de ontdekking van de zwaartekrachtgolven twee jaar geleden. Maar dit spreekt mensen toch op een ander niveau aan, er zijn er veel die me verteld hebben dat ze ontroerd zijn. Op social media is het ontploft. In Frechen herkennen kinderen me opeens. Ze noemen me bij mijn naam. 15 jaar lang kenden ze mij bij het voetbalveld als: de vader van Niklas of de vader van Lukas. ”

Op de foto is de omgeving van het zwarte gat vlammend oranje gekleurd. Maar dat is niet de echte kleur.

„Het is een weergave van de radiogolven die we met de telescopen hebben opgevangen. Die golven zijn echt, maar het menselijk oog kan ze niet waarnemen. We hebben ervoor gekozen ze met een kleur weer te geven. We hadden ze roze of groen kunnen maken, maar dan had het denk ik niet dezelfde impact gehad.”

U omschreef het als een helse kleur. En vorige week zei u over de foto: het is alsof je naar de poorten van de hel kijkt. Waarom noemde u het zo?

„Ik houd me in mijn geloof niet erg bezig met de hel. De hemel is belangrijker. Het is een beeld dat je gebruikt. Ik bedoel niet letterlijk, dit is de hel, het drukt iets uit, een gevoel.”

Wat is geloof voor u?

Falcke denkt even na. „Het is het leven.” Weer is hij even stil. „Laat ik het zo zeggen: als je in een zwart gat verdwijnt ben je weg, dood. Geloof is voor mij dat er altijd hoop is. De grenzen van onze kennis, zijn niet de grenzen van alles.

„De basisvraag is: waar komt alles vandaan? En wat is er aan het einde van de kosmos, en van ons leven? De wetenschap heeft ons de afgelopen honderd jaar niet dichter bij een antwoord gebracht. Je komt altijd bij een punt waarop je moet kiezen: hier moet ik ophouden, of hier kom ik met een geloofsuitspraak. Voor mij is God het begin en het einde. Velen zullen dat flauwekul noemen. Dat mag. Maar ik vind het hoopgevend, troostend en ook verstandig.”

Kun je bij God niet dezelfde vraag stellen: waar komt hij vandaan?

„De filosofische definitie van God is: diegene die niet geschapen is. In de wiskunde is dat het axioom, een niet bewezen maar als grondslag aanvaarde bewering. Wat God precies inhoudt zullen we nooit begrijpen. Maar ik kan het wel ervaren. Voor veel wetenschappers zal dit vreselijk klinken. Maar ik denk dat de beste onderzoekers niet alleen hun verstand gebruiken, maar ook hun intuïtie. En ze kunnen een beetje profetisch denken.”

Stelt u zich de vraag ‘waar komt alles vandaan’ al lang?

„Ik herinner me dat ik gegrepen was door de maanlanding. Ik was toen 5. Ik ben altijd nieuwsgierig geweest. Ik las populair-wetenschappelijke artikelen, maar ook de Bijbel. Op een gegeven moment, ik was denk ik 14, werd ik op een morgen wakker en wist: God bestaat, God is liefde.

„Zo’n eureka-moment had ik ook toen ik voor het eerst het plaatje van het zwarte gat zag, dat was juni vorig jaar. Ik heb een uur boven de grond gezweefd.”

Merlin Daleman

Had u als jongetje een sterrenkijker?

„Nee. Het heeft me nooit aangetrokken om plaatjes van de sterrenhemel te maken. Ik wilde dieper gaan.”

Dieper?

„Doorvragen tot het einde. En in de wetenschap zijn zwarte gaten het einde. Na het gymnasium wilde ik sterrenkunde studeren, óf elementaire deeltjesfysica, óf theologie.”

Het werd sterrenkunde. Falcke studeerde aan de universiteiten van Keulen en Bonn, waar hij promoveerde. Zijn onderzoek heeft zich sindsdien gericht op de detectie van de radiogolven die alle objecten in het heelal uitzenden. Als die straling maar sterk genoeg is, is die op aarde met speciale telescopen te detecteren. Door die precies te richten, zijn bronnen van radiostraling te herleiden. En dat geeft meer inzicht in het heelal. Maar zwarte gaten zenden zelf geen radiostraling uit. Toch moeten ze te herkennen zijn aan een typerend patroon, bedacht Falcke eind jaren 90. Een zwart gat absorbeert alle straling, maar aan de randen van een zwart gat werkt het anders. Straling die een zwart gat passeert, in de richting van de aarde, wordt afgebogen door de sterke werking van de zwaartekracht. Het zwarte gat werkt als een lens. „Ik wilde radiostraling aan de randen van een zwart gat waarnemen door een serie gevoelige telescopen op aarde te combineren tot één”, zegt Falcke. Op dat idee kwam veel kritiek, zegt hij. Het zou niet werken, en onhaalbaar zijn. Er waren toen nog niet voldoende geschikte telescopen. „Toch was ik heel offensief met mijn idee”, zegt hij.

Wat bedoelt u daarmee?

„Ik bleef tegen iedereen zeggen, we moeten een wereldwijde telescoop bouwen. En we moeten alles in één grote samenwerking doen, zoals het in de natuurkunde vaak al gebeurt, maar voor de astronomie was het nieuw. Samen de detectoren bouwen, samen de waarnemingen doen, de analyse, en de theorie.

„In 2004 was er in de VS een conferentie over het centrum van de Melkweg. Er waren circa dertig collega’s. Er werd een stemming gehouden op de vraag: denken jullie dat de schaduw van een zwart gat te zien is. Tweederde zei ja. We moeten zo’n plaatje maken. Maar daarna werd het me snel duidelijk dat de Amerikanen er zonder mij mee door gingen. Ik realiseerde me: ik heb niks. Geen telescoop, geen geld, alleen een idee. Ik moet een carrière opbouwen. Ik heb me toen helemaal op Lofar gericht.”

Lofar is een radiotelescoop opgebouwd uit zo’n 20.000 kleine antennes. De meeste staan op een terp tussen de Drentse plaatsen Exloo en Buinen, maar er staan er ook in Frankrijk, Duitsland en het Verenigd Koninkrijk. Hij is sinds 2010 in gebruik.

Het was echt uw bedoeling om uzelf met Lofar op de kaart te zetten?

„Ja. Dat is ook gelukt. Ik heb er mijn eerste ERC grant [een Brusselse subsidie van, in dit geval, 3,5 miljoen euro, red.] voor gekregen. Ik was toen net een jaar hoogleraar in Nijmegen.

„Met Lofar wilden we kosmische deeltjes nauwkeuriger bestuderen. Oude, mopperende mannen zeiden dat ikzelf heel oud zou zijn voordat ik iets zou zien. Maar we hebben nu al twee artikelen in Nature gepubliceerd.”

Merlin Daleman

Wat zijn die kosmische deeltjes?

„Als bijvoorbeeld een ster ontploft werkt dat als een deeltjesversneller. Elementen worden uit elkaar geslagen, en de deeltjes schieten met hoge snelheid en hoge energie op de aarde af. Ze botsen met de aarde en geven een korte radioflits af. Die duurt maar tien nanoseconden, maar je kunt dat wel meten. Je kunt er allerlei eigenschappen van die deeltjes uit afleiden.”

Dat werkt dus anders dan de radiotelescopen?

„Om radiogolven uit het heelal op te vangen moet je naar woestijnen, of hoge bergen. Daar is het droog genoeg, en heb je minder last van ruis. Nederland is daarvoor te vochtig. Maar voor die kosmische deeltjes is Nederland prima.”

En hoe verliep ondertussen uw grote plan voor die wereldwijde telescoop?

„De Amerikanen waren verder gegaan. Ze hadden telescopen onder andere in Boston.”

Maar hadden ze voldoende telescopen?

„Nee. De ALMA in Chili moest nog gebouwd worden. Die is sinds 2011 operationeel. Bovendien zat Europa daarin, dus we hadden een belang. Net als in de Spaanse telescoop. En die laatste was heel belangrijk voor de foto van het zwarte gat. En ik had het idee dat de Amerikanen met geldgebrek zaten.”

Hoe is het u uiteindelijk gelukt?

„Brussel had net een nieuwe subsidie ingevoerd, de synergy grant, van rond de 10 miljoen euro. In de eerste ronde, in 2012, werden ze daar overspoeld met aanvragen. Slecht 1,5 procent werd goedgekeurd. Ik mocht in de tweede ronde indienen, een jaar later. Ook had ik net de Spinozapremie ontvangen. Ik heb toen twee Max Planck Instituten erbij gehaald. We hebben een maand lang, rond de klok, gewerkt aan de aanvraag.

En uiteindelijk kreeg u die subsidie.

„14 miljoen euro. Het was vlak voor Kerst 2013. Twee dagen na die toekenning ben ik naar Amerika gevlogen en zat ik tegenover onder anderen Shep Doeleman van Harvard. Ik zei: hoe gaan we samenwerken?”

En toen?

„Het was duidelijk dat er tussen mij en Shep spanning was. We moesten uitzoeken hoe we het gingen doen, dat heeft bijna vier jaar geduurd. Het voelde voor mij vaak als de Verenigde Naties, echt diplomatiek. Daar heb ik veel van geleerd.”

Merlin Daleman

In 2017 konden jullie eindelijk gaan meten. Hoe ging dat?

„In april was het zover. De acht telescopen waren gereed, het weer was goed. Ik zat zelf in Spanje, op de Pico Veleta. We hebben drie dagen aan één stuk gemeten. Daarna kwamen de wolken. Iedereen was ook bekaf. Voor het eerst waren we blij dat het slecht weer was.”

En wanneer was het duidelijk dat jullie de foto hadden?

„6 juni, ’s ochtends. Het imaging team had de hele nacht door zitten werken. We konden het bijna niet geloven. Ik was geëlektriseerd. Maar daarna werd ik kritisch. Klopt alles? Hebben jullie hieraan gedacht? Heeft dit jullie misschien misleid? Je moet het goed uitzoeken. Andere teams hebben onafhankelijk van ons ook alles doorgerekend. Daar gingen maanden overheen. Het bleek allemaal te kloppen.”

U heeft uw plan van 20 jaar geleden gerealiseerd. En nu?

„Dit zwarte gat staat in het centrum van M87, een sterrenstelsel heel ver weg. We hebben nu het lelijke broertje te pakken van Sagittarius A, het zwarte gat in ons eigen Melkwegstelsel. Daar zijn we nog meer in geïnteresseerd.

„Met deze foto weten we dat Einstein gelijk had met zijn relativiteitstheorie. Maar die botst met die andere grote theorie die alles probeert te verklaren, de quantumtheorie. Zijn die twee ooit met elkaar te verenigen? Misschien brengen zwarte gaten ons dichter bij een antwoord. Nu we kunnen inzoomen op een zwart gat vinden we aan zijn randen misschien nieuwe natuurkunde.”

Dan is er ook nog het project om een radio-antenne naar de achterkant van de maan te brengen. Wat is daarvan het doel?

„Die antenne is vorig jaar meegegaan met een Chinese satelliet. Daarmee willen we naar het begin van de ruimtetijd kijken, de oerknal.”

En dat moet misschien wel het grote antwoord…

„…Op het begin van het heelal zijn.”

Op wat God is?

„Nou. Toen George Smoot fluctuaties in de achtergrondstraling van het heelal ontdekte, zei hij: it’s like looking at God. Over het zwarte gat kan ik dat niet zeggen. Hemel en hel, dat zijn zo de tegenpolen. Het begin en het einde. Daar wil ik ook naar kijken. Hoe is alles ontstaan.”

Er wordt op de deur geklopt. Katharina Königstein, voorlichter van de vakgroep en management assistent van Falcke, komt binnen. Het is tijd voor de taart.