Opnieuw hebben LIGO-detectoren rimpelingen in de ruimtetijd waargenomen. Maar LIGO was niet de enige, want ook de Europese Virgo-detector heeft de trillingen gemeten.

Vorig jaar was het moment aldaar: voor het eerst had het Amerikaanse LIGO-experiment zwaartekrachtgolven waargenomen. Daarmee was voor het eerst direct bewijs gevonden voor een verschijnsel dat Einstein honderd jaar geleden al voorspelde, vanuit zijn algemene relativiteitstheorie.

In de maanden die volgden zijn er nog twee keer gravitatiegolven waargenomen en nu is het weer feest. Want voor de vierde keer zijn er trillingen in Einsteins ruimtetijd gemeten. En voor de Europese Virgo-detector (in Italië) is het een primeur, want die zag de trillingen in de ruimte voor het eerst.

Rimpeling

Eerst even kort hoe gravitatiegolven tot stand komen. Een zwaartekrachtgolf ontstaat, volgens Einsteins relativiteitstheorie, wanneer twee zware astronomische objecten om elkaar heen bewegen, of wanneer twee zwarte gaten samengaan. Vervolgens reist zo’n golf met de lichtsnelheid vanuit de bron naar buiten toe, zoals kringen zich over het oppervlak van een vijver verspreiden als je er een steen in hebt gegooid.

GW170814

De trillingen (aangeduid als GW170814, verwijzend naar de datum waarop de gravitational waves zijn gemeten) zijn op 14 augustus waargenomen door drie detectoren: de twee LIGO-detectoren in Louisiana en Washington, en de Virgo-detector in Cascina (Italië). Voor de laatstgenoemde een primeur.

De waargenomen zwaartekrachtgolven werden uitgezonden tijdens de laatste momenten van de samensmelting van twee zwarte gaten met massa’s van ongeveer 31 en 25 keer die van de zon, op een afstand van zo’n 1,8 miljard lichtjaar. Zo meldt het Nationaal Instituut voor subatomaire fysica in Nederland (Nikhef).

Drie detectoren

Frank Linde (Nikhef) is erg enthousiast over het feit dat de Virgo-detector de trillingen voor het eerst heeft gemeten. “Fantastisch dat Virgo zijn eerste zwaartekrachtgolf heeft gedetecteerd. Nikhef heeft hier sinds 2006 naar toe gewerkt.”

Daarnaast is het feit dat niet twee, maar drie detectoren de trillingen hebben gemeten erg bijzonder, vindt ook Gijs Nelemans (Radboud Universiteit Nijmegen). “Daardoor kan beter worden bepaald waar het signaal vandaan komt (zowel de positie aan de hemel als de afstand). Ook kan gekeken worden naar de polarisatie van het signaal.”

Polarisatie beschrijft hoe de ruimtetijd wordt vervormd in drie verschillende richtingen wanneer een zwaartekrachtgolf zich erdoor voortplant. “Er is een hele specifieke voorspelling uit de algemene relativiteitstheorie over hoe die polaristie er wel en niet uit kan zien. Het gevonden signaal komt overeen met die voorspelling.”

“Tenslotte is het weer een dubbelsysteem met zware zwarte gaten. We weten niet precies hoe die ontstaan, maar door meer massa’s te meten kunnen we uit gaan vinden hoe de verdeling van massa’s is, wat uiteindelijk zal bijdragen aan het begrijpen van hun ontstaan”, mailt Nelemans.

Maar hoe bijzonder en ‘vers’ deze ontdekking ook is, velen hebben hun vizier alweer gericht op de toekomst. Linde: “Er gaat nog veel moois komen.”

Bronnen: Nikhef, Physical Review Letters (pdf), The Guardian

Beeld: LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)

In KIJK 11/2015 lees je alles over de Virgo-detector.

Lees ook:

• Gravitatiegolven voor het eerst direct waargenomen
• Interview Jo van den Brand: ‘We hadden totaal niet gerekend op zwarte gaten’

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!