Donderdagochtend vroeg stak een raket van het Europees Ruimteagentschap de baan in met een satelliet uitgerust met een natuurkundig laboratorium dat kon helpen de manier te veranderen waarop astronomen de lucht scannen. Als dit lukt, kan de LISA Pathfinder-sonde wetenschappers helpen manieren te ontwikkelen om rimpelingen in ruimtetijd te detecteren die zijn gemaakt door supernova's en het samenvoegen van zwarte gaten.
gerelateerde inhoud
- Een ruimtevaartuig heeft net beweging gemeten minder dan de breedte van een atoom
- Eerste herbruikbare raket gelanceerd en veilig terug op aarde geland
Zoals Albert Einstein voorspelde in de algemene relativiteitstheorie, produceren extreem energieke gebeurtenissen zoals deze waarschijnlijk zwaartekrachtgolven die door het weefsel van ruimtetijd rimpelen. Op dit moment onderzoeken de meeste astronomen verre objecten in de ruimte door variaties van elektromagnetische straling te detecteren - zoals zichtbaar of ultraviolet licht.
Maar omdat elektromagnetische straling wordt vervormd door alles wat op zijn pad ligt, is het een uitdaging om verre sterren, zwarte gaten, planeten en dergelijke direct waar te nemen.
Omdat zwaartekrachtgolven overal doorheen zouden gaan, zou het detecteren ervan wetenschappers een krachtig hulpmiddel kunnen geven om objecten en fenomenen in de ruimte te bestuderen die anders onmogelijk zouden zijn, schrijft Maddie Stone voor Gizmodo .
"Zwaartekrachtgolven zijn de meest directe manier om de grote fractie van het universum te bestuderen die donker is, " vertelt Bill Weber, een wetenschapper aan de Università di Trento die aan LISA Pathfinder werkte, aan Stone. "Zwarte gaten, neutronensterren en andere objecten die geen licht uitzenden, klinken exotisch, maar ze worden beschouwd als een nogal typisch lot voor sterren aan de hemel."
Het probleem met het detecteren van zwaartekrachtgolven is dat ze extreem zwak zijn. Ze bestuderen van de aarde heeft ook zijn eigen speciale uitdagingen. Zwaartekrachtig 'lawaai' - alles van de beweging van de oceanen en de atmosfeer tot de trillingen die door onze auto's worden veroorzaakt - overspoelt de planeet, vertelt Weber aan Stone. Maar wanneer de LISA Pathfinder zijn bestemming meer dan 900.000 mijl van de aarde bereikt, kan de relatieve stilte wetenschappers de aanwijzingen geven die ze nodig hebben om erachter te komen hoe ze deze ongrijpbare zwaartekrachtsgolven kunnen vinden.
Het enige experiment dat de LISA Pathfinder uitvoert, is bedrieglijk eenvoudig. De sonde meet en handhaaft een afstand van 15 inch tussen twee kleine goudplatina-blokken in een vrije val zonder zwaartekracht. Het is uitgerust met een lasersysteem om veranderingen te detecteren die kleiner zijn dan de breedte van een atoom. Het is net als het bijhouden van de afstand tussen One World Trade Center in New York en het Shard-gebouw in Londen terwijl het volgen van veranderingen zo klein als een fractie van de breedte van een haar, legt Jonathan Amos uit voor de BBC.
Hoewel de sonde zelf geen zwaartekrachtsgolven detecteert, zou dit experiment kunnen aantonen dat het mogelijk is om de afstand tussen twee testobjecten nauwkeurig te meten met extreme precisie.
"Er is een hele reeks fysica van kleine krachtmetingen die we willen onderzoeken, zodat we ons kunnen wenden tot ESA en zeggen: 'dit werkt, dit zijn de fysieke effecten die ons beperken, en we hebben ze kwantitatief bestudeerd, '" Weber vertelt Stone. "Als LISA Pathfinder succesvol is, is dat echt een belangrijke mijlpaal."
De sonde zal de komende zes weken reizen naar een stabiele baan tussen de zon en de aarde. Tegen maart zullen ESA-wetenschappers metingen gaan doen om de grenzen van het lab te bepalen in de hoop dat het de weg zal effenen voor een vervolgmissie in de jaren 2030 om uiteindelijk zwaartekrachtsgolven zelf te bestuderen.
Noot van de redactie, 7 december 2015: De titel en samenvatting van dit verhaal zijn gecorrigeerd om nauwkeuriger te laten zien dat de LISA Pathfinder-sonde niet direct zwaartekrachtsgolven meet, maar een technologie is die wetenschappers uiteindelijk zou kunnen helpen bestuderen hoe zwaartekracht ruimtetijd vervormt.
Lancering van Vega VV06 met LISA Pathfinder op 3 december 2015 vanuit de Europese ruimtehaven, Frans-Guyana. Via ESA – Stephane Corvaja, 2015
