De Einstein-telescoop
Het is ondertussen al meer dan een eeuw geleden dat Albert Einstein in 1915 met zijn algemene relativiteitstheorie het bestaan van zwaartekrachtsgolven voorspelde. Aangezien die voorspelde zwaartekrachtsgolven - fluctuaties in de ruimtetijd - meer dan dertien miljard jaar na de oerknal zeer zwak zijn geworden, hield Einstein er wel rekening mee dat men ze misschien nooit zou kunnen detecteren.
Toch slaagden wetenschappers er enkele jaren gelden in om deze golven waar te nemen. Dit gebeurde voor het eerst in 2015 met de detectoren LIGO en PISA. De ontdekking was wereldnieuws. Ze werd aangekondigd op een persconferentie en sommigen zullen zich misschien nog de eerste woorden van deze persconferentie herinneren: "Yes, we got it!"
De ontdekking van zwaartekrachtgolven was het zoveelste bewijs dat Einstein het in zijn relativiteitstheorie bij het rechte eind had.
Je kon over die ontdekking al enkele artikelen lezen op onze website:
- Zwaartekrachtsgolven: een nieuwe blik op het heelal wordt mogelijk
- Een nieuw soort gravitatiegolven ontdekt
Kijk hier voor de bijhorende afbeelding.
Copyright: LIGO
Zoals vaak het geval is was deze eerste ontdekking ook een aansporing om verder te zoeken en meer zwaartekrachtsgolven op het spoor te komen. En sindsdien zijn zwaartekrachtsgolven niet meer uit de belangstelling geweest. De ontdekking leidde in de astronomie zelfs tot een afzonderlijk onderzoeksdomein, de gravitatie-astronomie. Zwaartekrachtgolven zijn immers de sleutel om door te dringen tot het prille ontstaan van het heelal.
De Einstein-telescoop
In de zoektocht naar zwaartekrachtsgolven staat een nieuw Europees project in de steigers. Het is een groots opgevat project dat de naam 'Einstein Telescope' gekregen heeft, een zeer toepasselijke naam, want Einstein is de persoon die voor het eerst het bestaan van die zwaartekrachtsgolven verondersteld heeft. Het is de bedoeling om nieuwe apparatuur te ontwerpen die tien keer gevoeliger is dan de bestaande apparatuur. Met de nieuwe detectoren hoopt men veel meer en ook beter zwaartekrachtsgolven op het spoor te komen. Men hoopt tevens meer informatie te bekomen over donkere materie en donkere energie, twee bestanddelen die veruit het belangrijkste deel vormen van alle bestaande materie in het heelal. Ook onze kennis van neutronensterren en het ontstaan van zwarte gaten zou er dankzij de Einstein-telescoop op moeten vooruitgaan.
De Einstein-telescoop zal werken volgens hetzelfde principe als LIGO en PISA, maar hij zal dit wel met een veel grotere nauwkeurigheid doen. Hij zal bestaan uit dikke buizen die in een gelijkzijdige driehoek zullen opgesteld worden. Elke zijde zal meer dan 10 km lang zijn. In die buizen zal men een zeer hoog vacuüm creëren waarin dan heen en weer kaatsende laserbundels zullen interfereren. Op deze manier hoopt men kleine vervormingen van de ruimte waar te nemen, die wijzen op de aanwezigheid van zwaartekrachtsgolven. Het is de bedoeling lengteverschillen van het niveau van een proton te kunnen waarnemen...
Om de hypergevoelige laserapparatuur tot haar volle recht te laten komen moet die telescoop gebouwd worden op een plaats waar alle natuurlijke trillingen maximaal onderdrukt worden. Daarom zal de telescoop meer dan 100 meter diep onder de grond worden gebouwd.
Kijk hier voor de bijhorende afbeelding.
Copyright: Einstein Telescope
Komt de Einstein-telescoop in onze streek?
Europa moet nog de locatie aanduiden waar deze detector zal gebouwd worden. Als alles naar wens verloopt, zal dit in 2021 gebeuren. In dit geval zou de bouw van de tunnels dan binnen een termijn van maximum vijf jaar effectief van start kunnen gaan.
Een consortium van Duitse, Nederlandse en Belgische universiteiten heeft zich, samen met diverse onderzoeksinstellingen, bedrijven en verschillende overheden, kandidaat gesteld om de Einstein-telescoop in onze regio te bouwen. Het is de bedoeling de detector te bouwen in de drielandenstreek Nederland - België - Duitsland. De stabiliteit van de bodem maakt deze streek zeer geschikt. Een gedetailleerd en onderbouwd dossier werd bij de Europese Gemeenschap ingediend, maar ook Sardinië zou naar het schijnt een ernstige kandidaat zijn. Voorlopig is het dus nog wachten.
Aan het project is wel een stevig kostenplaatje verbonden. De kostprijs wordt nu al ruim boven het miljard euro geraamd. De gastlanden Nederland, België en Duitsland zullen samen ongeveer 75% ervan moeten bekostigen.
Onnodig te zeggen dat dit hoogtechnologisch project een belangrijk uithangbord zou zijn voor de regio. Het zou ook een aantrekkingspunt worden voor allerlei nieuwe generaties van hoogtechnologische activiteiten, zoals geotechniek, seismische isolatie, ontwerpen van nieuwe optische apparaten, enzovoort.
Om beter het pad te effenen en de verhoopte inplanting van de Einstein-telescoop binnen te halen wordt door het consortium in Maastricht een modern onderzoekscentrum gebouwd, de ET Pathfinder. Het is de bedoeling Pathfinder uit te bouwen tot een internationaal centrum voor zwaartekrachtsastronomie.
Laten ons hopen dat binnen een aantal jaren onze streek een belangrijke rol zal kunnen spelen in het doorgronden van de diepe geheimen van het universum.
Website Einstein Telescope: https://www.einsteintelescope.nl/
Tekst: Emile Beyens, 15 september 2020