Wat is een zwaartekrachtgolf?

Het korte antwoord:

Een zwaartekrachtgolf is een onzichtbare (maar ongelooflijk snelle) rimpel in de ruimte. Zwaartekrachtgolven reizen met de snelheid van het licht (186.000 mijl per seconde)/(300.000 km per seconde). Deze golven knijpen en strekken alles op hun pad als ze voorbij komen.

We weten al heel lang over zwaartekrachtsgolven. Meer dan 100 jaar geleden kwam de grote wetenschapper Albert Einstein met veel ideeën over zwaartekracht en ruimte.

Albert Einstein, officiële foto van de Nobelprijs voor natuurkunde uit 1921.

Einstein voorspelde dat er iets speciaals gebeurt als twee lichamen – zoals planeten of sterren – om elkaar heen draaien. Hij geloofde dat dit soort bewegingen rimpelingen in de ruimte konden veroorzaken. Deze rimpelingen zouden zich verspreiden als de rimpelingen in een vijver wanneer er een steen in wordt gegooid. Wetenschappers noemen deze rimpelingen van de ruimte zwaartekrachtgolven .

Zwaartekrachtgolven zijn onzichtbaar. Ze zijn echter ongelooflijk snel. Ze reizen met de snelheid van het licht (186.000 mijl per seconde). Zwaartekrachtgolven knijpen en strekken alles op hun pad terwijl ze voorbijgaan.

Illustratie van hoe massa de ruimte buigt.
Krediet: NASA

Wat veroorzaakt gravitatiegolven?

De krachtigste zwaartekrachtgolven worden gecreëerd wanneer objecten met zeer hoge snelheden bewegen. Enkele voorbeelden van gebeurtenissen die een zwaartekrachtgolf kunnen veroorzaken zijn:

  • wanneer een ster asymmetrisch explodeert (een supernova genoemd )
  • wanneer twee grote sterren om elkaar heen draaien
  • wanneer twee zwarte gaten om elkaar heen draaien en samensmelten

Illustratie filmpje van hoe massa de ruimte buigt.

Maar dit soort objecten die zwaartekrachtgolven creëren, zijn ver weg. En soms veroorzaken deze gebeurtenissen alleen kleine, zwakke zwaartekrachtgolven. De golven zijn dan erg zwak tegen de tijd dat ze de aarde bereiken. Hierdoor zijn zwaartekrachtgolven moeilijk te detecteren.

Hoe weten we dat zwaartekrachtgolven bestaan?

In 2015 ontdekten wetenschappers voor het eerst zwaartekrachtsgolven. Ze gebruikten een zeer gevoelig instrument genaamd LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Deze eerste zwaartekrachtgolven ontstonden toen twee zwarte gaten op elkaar botsten. De botsing vond 1,3 miljard jaar geleden plaats. Maar de rimpelingen bereikten de aarde pas in 2015!

LIGO bestaat uit twee observatoria: een in Louisiana en een in Washington (hierboven).
Elk observatorium heeft twee lange ‘armen’ die elk meer dan 4 kilometer lang zijn.
Krediet: Caltech / MIT / LIGO Lab

Einstein had gelijk!

De eerste detectie van gravitatiegolven was een zeer belangrijke gebeurtenis in de wetenschap. Voordien kwam zowat alles wat we wisten over het universum voort uit het bestuderen van lichtgolven. Nu hebben we een nieuwe manier om meer te weten te komen over het universum – door zwaartekrachtgolven te bestuderen.

Zwaartekrachtgolven zullen ons helpen veel nieuwe dingen over ons universum te leren. We kunnen ook meer leren over de zwaartekracht zelf!

Hoe worden zwaartekrachtgolven gedetecteerd?

Wanneer een zwaartekrachtgolf de aarde passeert, wordt de ruimte samengedrukt en uitgerekt. LIGO kan dit knijpen en strekken detecteren. Elk LIGO-observatorium heeft twee “armen” die elk meer dan 4 kilometer lang zijn. Een passerende zwaartekrachtgolf zorgt ervoor dat de lengte van de armen enigszins verandert. Het observatorium gebruikt lasers, spiegels en uiterst gevoelige instrumenten om deze kleine veranderingen te detecteren.

Bekijk de onderstaande animatie om te zien hoe dit werkt!


Gepubliceerd op :

NASA.gov

Geef een reactie