Hoe klinkt de oerknal? Het ‘Groningse NASA’ helpt mee het antwoord te vinden

Een beeld uit de ruimte
Een beeld uit de ruimte © Pixabay
De ruimteonderzoekers van SRON in Groningen en Leiden bouwen mee aan drie nieuwe, extreem nauwkeurige ruimtevaartuigen die zwaartekrachtgolven in de ruimte kunnen meten. Daarmee hopen ze onder meer voor het eerst in de geschiedenis de oerknal te 'horen'. Maar hoe werkt dat precies?
Albert Einstein schreef in 1916 al over het bestaan van zwaartekrachtgolven: het inkrimpen van de ruimte op een plek waar twee zware hemellichamen vlak bij elkaar om elkaar heen draaien.

Telescoop met Gronings tintje

Pas acht jaar geleden werd Einsteins theorie bevestigd met detectoren op aarde. Omdat die maar een beperkt bereik hebben, werkt het Europees Ruimteagentschap (ESA) nu samen met NASA aan een variant in de ruimte. En die krijgt dus een Gronings tintje.
Het licht van de laser moet een spiegeltje raken op 2,5 miljoen kilometer afstand
Gijs Nelemans - Onderzoeker SRON
'SRON heeft enorm veel ervaring in de ruimte en is internationaal een gewaardeerde partner. Daar mogen we als Nederland best trots op zijn', zegt onderzoeker Gijs Nelemans.

Software en ‘ogen’ van telescoop

Onderzoeksinstituut SRON, met vestigingen in Groningen en Leiden, werkt mee aan ESA’s Laser Interferometer Space Antenna, roepnaam ‘LISA’. SRON leidt een samenwerkingsverband van meerdere Nederlandse onderzoeksinstituten en instellingen, waaronder de Rijksuniversiteit Groningen. Samen bouwen zij binnen de ‘ogen’ van de telescoop, de software, het richtmechanisme en de elektronica om gegevens uit te lezen. Welk deel daarvan in Groningen gebouwd wordt, is nog niet bekend.
Bouw van de Einstein Telescoop in Maastricht, om zwaartekrachtgolven vanaf aarde te meten
Bouw van de Einstein Telescoop in Maastricht, om zwaartekrachtgolven vanaf aarde te meten © ANP

Hoe meet je zwaartekrachtgolven?

Het LISA-project bestaat uit drie ruimtevaartuigen die samen een zwevende driehoek vormen, maar dan wel op een afstand van 2,5 miljoen kilometer van elkaar. Die afstand meten ze door continu laserstralen naar elkaar te sturen. Soms is dan een verschil te zien, wat duidt op een zwaartekrachtgolf. 'Die zorgt ervoor dat de afstand een heel klein beetje groter of kleiner wordt. Steeds met een specifiek patroon', zegt Nelemans
Hoe precies die laserstralen moeten mikken? ‘Het licht van de laser moet een spiegeltje raken op 2,5 miljoen kilometer afstand. En dan is het licht van de laser bij aankomst ook nog eens een miljard keer zwakker geworden dan de oorspronkelijke 1 watt.’

'Luisteren' naar de oerknal

Het voordeel van werken in de ruimte is dat de afstand om te meten vele malen groter is dan op onze 'kleine' aarde. Daardoor kunnen onderzoekers langere golflengtes meten, waardoor zelfs de meest oude ruimtegeluiden op te vangen zijn. 'Daarmee kunnen we voor het eerst 'luisteren' naar de oerknal of baby-zwarte gaten uit het vroege heelal’, verwachten de onderzoekers.
Vaak vind je bij toeval wel iets uit wat van nut kan zijn voor de maatschappij
Erik Arends - Woordvoerder SRON
Dan is nog de vraag: wat hebben we straks aan deze kennis? Voor onderzoekers van SRON bestaat daar geen twijfel over: dit is het summum van de ruimtewetenschap.
Bovendien kunnen er twee belangrijke mysteries opgelost worden, zegt woordvoerder Erik Arends: 'Waarom lijken sterrenstelsels zoveel op elkaar, terwijl ze nooit met elkaar in aanraking kunnen zijn geweest? En: hoe kan het dat ons heelal precies zo is vormgegeven dat sterren kunnen vormen en leven kan ontstaan? Dat onderzoek wordt mede op het Zernike gedaan. SRON is eigenlijk het 'Groningse NASA'.'
Of de 'gewone' mens ook iets aan het onderzoek heeft, moet nog blijken. Indirect kan dat zeker zo zijn, zegt Arends. 'Bij dit soort projecten, op de limiet van de technologie, vind je bij toeval vaak wel iets uit wat van nut kan zijn voor de maatschappij. Denk aan de eerste satellieten die werden gebouwd om te experimenteren. Daar danken we nu onze gps-navigatie aan.'
Nederland wil Einstein Telescoop bouwen
Het LISA-project kan rekenen op een subsidie van 12 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). In 2035 moeten de ruimtevaartuigen hun werk gaan doen. Met de NWO-beurs worden ook voorbereidingen getroffen voor de bouw van de Einstein Telescoop. Die gaat op aarde zwaartekrachtsgolven meten. Hiervoor is het gebied tussen Maastricht, Luik en Aken in beeld.