Voor de tweede keer dit jaar - en voor de tweede keer in de geschiedenis - bevestigden wetenschappers de detectie van rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd bekend als zwaartekrachtsgolven.
gerelateerde inhoud
- Wetenschappers horen twee nog meer oude zwarte gaten botsen
- Vijf dingen om te weten over zwaartekrachtgolven
Sinds Albert Einstein deze ongrijpbare gebeurtenissen meer dan een eeuw geleden in zijn algemene relativiteitstheorie voorspelde, hebben natuurkundigen de hemel bestudeerd in de hoop de golven te vangen die hij beschreef. Met deze tweede detectie hebben onderzoekers niet alleen hun vermogen om zwaartekrachtgolven te detecteren bevestigd, maar ook geïllustreerd dat deze ruimte-tijd rimpelingen misschien niet zo zeldzaam zijn als ze ooit dachten.
Natuurkundigen bij de Advanced Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory (LIGO) hebben in februari van dit jaar geschiedenis geschreven toen ze de eerste bevestigde zwaartekrachtsgolven aankondigden. Maar slechts een paar maanden eerder, op 26 december 2015, registreerde de LIGO-instrumentatie een tweede ruimtetijdrimpeling.
"We hebben het opnieuw gedaan, " vertelt LIGO-onderzoeker Salvatore Vitale aan Jennifer Chu voor MIT News . "De eerste gebeurtenis was zo mooi dat we het bijna niet konden geloven." Met de bevestiging van de tweede rimpel hopen wetenschappers steeds meer dat deze gebeurtenissen een nieuwe manier kunnen bieden om de mysteries van de kosmos te bestuderen.
De vage maar onderscheidende "tjirp" die een zwaartekrachtgolf kenmerkt, wordt geproduceerd wanneer twee superzware objecten botsen. Terwijl de structuur van ruimtetijd stijf is, kunnen immens zware objecten zoals zwarte gaten het kromtrekken, meldt Geoff Brumfiel voor NPR . Wanneer dat gebeurt, veranderen de afstanden tussen objecten tijdens het passeren van de rimpelingen - net als het effect van het laten vallen van een steen in een vijver.
"Het wordt langer en korter en langer en korter zonder dat we iets doen, zonder dat we iets voelen", vertelt Gabriela González, het hoofd van de wetenschappelijke samenwerking van LIGO, aan Brumfiel.
Om de golven te detecteren, hebben wetenschappers een manier ontwikkeld om deze ongelooflijk kleine verschuivingen waar te nemen. Zoals Liz Kruesi rapporteerde voor Smithsonian.com in februari:
Binnen elk L-vormig LIGO-observatorium bevindt zich een laser op het ontmoetingspunt van twee loodrechte buizen. De laser passeert een instrument dat het licht splitst, zodat twee stralen de ruwweg 2, 5 mijl langs elke buis afleggen. Spiegels aan de uiteinden van de buizen reflecteren het licht terug naar de bron, waar een detector wacht.
Meestal landt er geen licht op de detector. Maar wanneer een zwaartekrachtgolf passeert, moet deze de ruimtetijd in een voorspelbaar patroon rekken en squishen, waarbij de lengtes van de buizen effectief worden gewijzigd met een kleine hoeveelheid - in de orde van een duizendste van de diameter van een proton. Dan zal er wat licht op de detector landen.
Zodra onderzoekers de veranderingen detecteren, kunnen ze de oorsprong terugleiden naar de ruimte om de oorzaak te achterhalen. De laatste golven kwamen voort uit de botsing van twee gigantische zwarte gaten op ongeveer 1, 4 miljard lichtjaar afstand, meldt Maddie Stone voor Gizmodo .
"De objecten zijn ongeveer even ver weg, maar omdat ze lichter zijn, is het een veel zwakker signaal, " vertelt MIT-onderzoeker en LIGO-leider David Shoemaker tegen Stone. "We moesten voorzichtiger zijn om te zoeken naar vliegtuigen, lichtstakingen, seismische geluiden, mensen die hamers lieten vallen - alle dingen die mis konden gaan."
Nu die mogelijke interferentie is geëlimineerd, zijn de onderzoekers ervan overtuigd dat deze tweede tjirp echt een zwaartekrachtgolf is.
"Dit is alsof Galileo zijn telescoop 400 jaar geleden in de lucht draait, " vertelt David Reitze, uitvoerend directeur van LIGO, aan Brumfiel. "We kijken nu op een geheel nieuwe manier naar het universum en we gaan nieuwe dingen leren die we op geen enkele andere manier kunnen leren."
