Sterrenkundige droom wordt werkelijkheid
Zijn mond viel open van verbazing, toen Gideon Koekoek twee maanden geleden al het nieuws te horen kreeg dat maandag 16 oktober trots aan de hele wereld werd gepresenteerd. De detectie van twee samensmeltende neutronensterren, voor het eerst ook waargenomen met twee telescopen, lost volgens de theoretisch natuurkundige een heel scala van sterrenkundige, chemische en natuurkundige problemen in één klap op. “Dit is één van de heilige gralen van de astrofysica”, aldus de onderzoeker, die sinds deze zomer aan de Universiteit Maastricht is verbonden om hier onderzoek naar gravitatiegolven op te zetten en studenten in het Maastricht Science Programme les te geven. Volgens Koekoek gaat de UM de komende jaren nog veel betekenen voor het onderzoek in dit domein.
Deze waarneming verklaart onder meer hoe goud in het heelal gevormd wordt en bevestigt de theorie van wetenschappers dat gammaflitsen ontstaan bij het samensmelten van twee neutronensterren of een zwart gat en een neutronenster.
Primeur
Dat Koekoek het nieuws al eerder hoorde dan de rest van de wereld, komt doordat hij namens de Universiteit Maastricht een samenwerking is aangegaan met het Nationaal Instituut voor Subatomaire (Nikhef). In 2011 promoveerde hij bij prof. dr. Jo van den Brand, jarenlang programmaleider gravitatiegolven bij dit instituut. Nikhef houdt zich bezig met onderzoek naar de elementaire bouwstenen van ons universum. De Universiteit Maastricht heeft aangegeven zich meer te willen verdiepen in onderzoek naar deeltjesfysica en gravitatiegolven. Hiervoor gaat Gideon Koekoek een onderzoeksgroep opbouwen in Maastricht.
Toegang tot data
Dankzij de nauwe samenwerking met Nikhef heeft Koekoek toegang tot de data die de drie LIGO-Virgo-telescopen in de wereld momenteel opleveren. Gravitatie-onderzoek in Europa wordt gecoördineerd door Virgo en in de Verenigde Staten door LIGO. Prof. Van den Brand is sinds een paar maanden woordvoerder van Virgo. “Slechts een handjevol wetenschappers heeft toegang tot deze data. Dat UM-studenten kunnen rekenen met werkelijke data is natuurlijk geweldig”, zegt de enthousiaste onderzoeker/docent.
Einstein Telescoop naar Limburg?
Over drie jaar, in 2020, wordt besloten waar in Europa de opvolger van de huidige telescopen gebouwd gaat worden. Zuid-Limburg is volgens Koekoek een zeer serieuze kandidaat. “Belangrijke spelers in dit veld vinden Zuid-Limburg het meest geschikt vanwege de bodemsamenstelling; het apparaat moet namelijk onder de grond gebouwd worden. De UM-onderzoeksgroep die ik tegen die tijd in stelling heb gebracht, zit dan echt met zijn neus bovenop dit wetenschappelijke onderzoeksveld. Een unieke positie.” De zogeheten Einstein Telescoop zal naar verwachting dagelijks gravitatiegolven detecteren.
Belang
Over het belang van de huidige ontdekking is Koekoek duidelijk: “Technologie komt voort uit het ontcijferen en begrijpen van natuurwetten. Denk maar eens aan elektriciteit of thermodynamica, het onderzoeken en ontrafelen van deze natuurwetten heeft geleid tot smartphones en auto’s. Zo zal onderzoek naar gravitatiegolven op den duur deuren openen naar nieuwe technologieën.” Daarnaast groeit hiermee onze fundamentele kennis over de natuur en het heelal. “Het heelal is in principe een gigantisch laboratorium. Het observeren en meten van botsende zwarte gaten kunnen we nooit op aarde doen. Nu kunnen we deze fenomenen beter bestuderen en begrijpen.”
Wat zijn gravitatiegolven?
Gravitatiegolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die ontstaan doordat twee zware hemellichamen op korte afstand om elkaar heen draaien (bijvoorbeeld zwarte gaten). De gravitatiegolven verplaatsen zich met de snelheid van het licht naar buiten toe. Je kunt dit vergelijken met de rimpelingen in het water, wanneer je een steen in de vijver gooit. Een gravitatiegolf heeft invloed op de aarde. Zo’n golf zorgt er namelijk voor dat de aarde een klein beetje uitrekt. In 2015 werd voor het eerst aangetoond dat gravitatiegolven verantwoordelijk zijn voor een rekking van 100 miljardste nanometer, dat is 1 miljoenste van de grootte van een proton.
Zwarte gaten en neutronensterren
Een zwart gat ontstaat als de brandstof van een zware ster opraakt. De ster heeft dan niet genoeg uitwaartse druk meer en zal dan door de zwaartekracht in elkaar krimpen tot het punt dat zelfs licht niet aan zijn aantrekkingskracht kan ontsnappen. Een zwart geeft geen licht af, maar zuigt licht zelfs op. Dat verklaart de naam: zwart gat. Een neutronenster ontstaat wanneer een ster massief genoeg is om in elkaar te storten, maar geen zwart gat vormt. In plaats daarvan blijft een dichte bal van neutronen over. Het magnetische veld van een neutronenster laat geladen deeltjes versnellen, die daardoor licht uitzenden. In tegenstelling tot zwarte gaten zijn neutronensterren dus wél met optische telescopen waarneembaar.
Lees ook
-
De Universiteit Maastricht draagt zorg voor veel markante gebouwen en kunstwerken. Door ze een nieuwe bestemming te geven, behouden we deze iconen en geven we ze een nieuwe invulling, waardoor ze het kloppende hart vormen van een bruisende stad.
Wist je dat deze gebouwen en kunstwerken ook toegang...
-
Alumnus Alessandro Portante rent twintig marathons in twintig dagen door de twintig regio's van zijn thuisland Italië, een uitdaging die hij Project Venti noemt.
-
Als je op een luchtige en gezellige manier kennis wilt maken met de plantaardige keuken, dan is Maastricht goes Vegan misschien iets voor jou. Dit non-profit kookevenement wordt georganiseerd door onder andere Werner Teeling van de Faculty of Psychology and Neuroscience.
