Nederlandse ingenieurs werken aan een revolutionair project om de oudste signalen uit het universum te detecteren. Door gebruik te maken van de grootste ruimtedetector ooit, genaamd LISA, hopen ze meer te leren over de oerknal. De technologie van dit project biedt ons een blik op het heelal zoals we nog nooit eerder hebben gezien.
Het kleine doosje dat het universum kan helpen ontcijferen
Een ingenieus stukje techniek wordt ontwikkeld in een Leids laboratorium. Dit kleine grijze metalen doosje is een onderdeel van een nieuwe ruimtedetector die astronomen willen gebruiken om inzicht te krijgen in het ontstaan van het universum. Hoewel het doosje op het eerste gezicht onopvallend lijkt, kan het ons helpen de mysteries van het universum te ontsluiten.
Hoewel astronomen het erover eens zijn dat het universum ontstaan is uit de oerknal, is er veel dat we nog niet begrijpen over die periode. Wetenschappers hebben nog niet de technologie om zo ver terug in de tijd te kijken. Onze huidige waarnemingsgrenzen worden beperkt door het licht, dat tijd nodig heeft om te reizen. Hoe verder astronomen in het universum kijken, hoe verder ze terugkijken in de tijd. Maar het jonge universum was gevuld met een ondoorzichtige 'soep' van gloeiend heet plasma waarin licht niet vrij kon bewegen.
Zwaartekrachtsgolven: de sleutel tot het onbekende
Volgens de theorieën ontstonden er kort na de oerknal kleine zwaartekrachtsgolven die de ruimte in werden gezonden. Deze golven, die de structuur van ruimte en tijd samendrukken en de afstanden tussen alle hemellichamen die ze passeren verlengen en verkorten, zijn wat astronomen hopen te vangen met LISA. LISA is de grootste ruimtedetector ooit gebouwd en wordt ontwikkeld door de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA).
Zwaartekrachtsgolven ontstaan tijdens intense kosmische gebeurtenissen, zoals botsende zwarte gaten en mogelijk ook in de gewelddadige periode vlak na de oerknal. Het onderzoeken van deze golven biedt astronomen een andere benadering om het universum te bestuderen dan traditionele telescopen die licht detecteren. Dit kan ons helpen om nieuwe inzichten te krijgen in het universum en zijn ontstaan.
Zwaartekrachtsgolf-detectoren op aarde kunnen nu al golven meten die veel later dan de oerknal werden uitgezonden. In 2015, een eeuw nadat Albert Einstein hun bestaan voorspelde, werden voor het eerst zwaartekrachtsgolven gemeten. Dit was een belangrijke stap in de studie van het universum en bevestigde Einsteins eeuwenoude theorie.
Het universum's groeispurt en het ontstaan van zwaartekrachtsgolven
Verschillende natuurkundige theorieën suggereren dat zwaartekrachtsgolven vlak na de oerknal werden uitgezonden. Deze theorieën omvatten het idee dat het universum een extreem snelle groeispurt onderging kort na de oerknal. Deze snelle expansie, bekend als de inflatiefase, zou de ruimtetijd hebben doen trillen en daarmee oerzwaartekrachtsgolven hebben gecreëerd.
De beperkingen van aardse detectie en de noodzaak van ruimtevaart
Een uitdaging bij het vangen van deze oerzwaartekrachtsgolven is dat de golven waarschijnlijk niet kunnen worden opgevangen met detectoren op aarde. Dit komt door de verschillende frequenties van de golven. Echter, metingen in de ruimte stellen ons wel in staat om deze oude zwaartekrachtsgolven te detecteren. Dit is waar LISA om de hoek komt kijken.
LISA: De revolutionaire ruimtedetector
LISA, ESA's gigantische ruimtedetector, bestaat uit drie identieke satellieten. Deze satellieten vormen elk een punt van een driehoek, en zullen ongeveer 2,5 miljoen kilometer uit elkaar geplaatst worden. Als een zwaartekrachtsgolf passeert, zullen de laserstralen die tussen de satellieten worden uitgezonden, lichtjes uitrekken of samendrukken. LISA zal deze minuscule veranderingen in de ruimtetijd kunnen oppikken.
Het paradox van waarnemingsgrenzen in een uitdijend universum
Terwijl astronomen en ingenieurs werken aan het verleggen van onze waarnemingsgrenzen, is het belangrijk om te onthouden dat het concept van een waarnemingsgrens complex is in een uitdijend universum. Er bestaan verschillende soorten waarnemingshorizonnen die continu veranderen. Terwijl ingenieurs werken aan het verleggen van een 'technische' waarnemingsgrens, wordt het gebied waarvan we signalen kunnen ontvangen steeds kleiner door de versnelde uitdijing van het heelal.
