28 maart 2024

Zoeken naar golven van de oerknal op Antartica

De South Pole Telescope. Credit: Amble/Wikipedia.

Koning-in-opleiding Willem-Alexander en z’n gemalin Maxima zijn een week geleden naar de Zuidpool afgereisd, om daar onder het toeziend oog van Minister Plasterk van Onderwijs door een gat in het ijs te kruipen en ergens onderin een ijsgrot leuke dingen naar elkaar te roepen. Wat ze niet bezocht hebben, hetgeen veel leuker zou zijn geweest, is de zogenaamde South Pole Telescope (SPT), een schotel die tien meter in diameter is en die bestaat uit een serie kleinere spiegels die geen zichtbaar licht ontvangen, maar straling in het (sub-)millimetergebied [1]Da’s tussen microgolf en infrarood in. van het spectrum. Op de SPT heeft men onlangs een polarimeter geïnstalleerd, een instrument dat de kosmologen in staat moet stellen om direct waarnemingen te doen aan de oerknal die 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. Over die oerknal heb ik hier vaak geschreven en hét model dat men daarbij hanteert is het uit 1979 daterende inflatiemodel. Die zegt dat gedurende de allereerste momenten het heelal een zéér snelle expansie meemaakte, die aangedreven werd door een energieveld genaamd inflaton. Toen de inflatieperiode voorbij was ging de vacuümenergie over in massa en straling en kregen we de ‘gewone’ expansie van het heelal. De inflatieperiode had twee gevolgen: de ene zijn grootschalige variaties in de dichtheid, een gevolg die we overal om ons heen zien in de vorm van sterrenstelsels en clusters daarvan. Dat gevolg kennen we dus al een poosje. Maar het andere gevolg, zwaartekrachtsgolven die rechtsstreeks in de inflatieperiode ontstaan zijn, kennen we nog niet. Lees: hebben we nog niet direct waargenomen. Zwaartekrachtsgolven moet je zien als golven in de structuur van de ruimtetijd zelf, welke voorspeld worden door Einstein’s Algemene relativiteitstheorie. Al jaren worden zwaartekrachtsgolven gezocht, onder andere die welke ontstaan door botsingen van neutronensterren of zwarte gaten. Maar dat zijn slects rimpeltjes vergeleken bij de ‘primordiale zwaartekrachtsgolven’, die 13,7 miljard jaar geleden onstonden. De calorimeter zou gevoelig genoeg moeten zijn om deze golven te detecteren. Om een indruk te krijgen van die verstoringen in de ruimtetijd moet je deze figuur maar even bekijken. Dat soort verstoringen probeert men in de bittere ijskou van de Zuidpool waar te nemen. Toevallig besteedde het NOS-Journaal gisteren (of eergisteren, daar wil ik even van afwezen) aandacht aan de Nederlandse wetenschapper Erik Verhagen, die meedoet aan een ander project op de Zuidpool, Icecube. “Het is op het ogenblik rond -40 °C, en de temperatuur zakt elke dag verder naar beneden”, schreef Verhagen op z’n blog. Arme wetenschappers daar op de Zuidpool! Bron: Universe Today.

Voetnoten

Voetnoten
1 Da’s tussen microgolf en infrarood in.
Share

Comments

  1. Waarom is overigens gekozen voor een lokatie op de zuidpool?

  2. De lokatie daar is gewoon ideaal: het ligt hoog (2,8 km boven zeeniveau), waardoor de atmosfeer er ijl is, en de hoeveelheid waterdamp is door de kou erg laag. Waterdamp kan straling in het (sub)millimetergebied absorberen, dus hoe minder waterdamp des te beter. Tenslotte verdwijnt in maart de zon voor een half jaar en kan men continue genieten van een hemel die stabiel is én donker.

  3. Yo, mooi. Kun je ook uitleggen wat leptonen als elektrisch geladen deeltjes met zwaartekrachtsgolven te maken hebben, zou wel enig inzicht geven 😉

  4. In de kosmische microgolfachtergrondstraling (die bestaat uit fotonen, een soort leptonen) is het effect van de primordiale zwaartekrachtsgolven zichtbaar. Dat wordt veroorzaakt door de zogenaamde B-mode polarisatie. Ik neem aan dat men met de polarimeter de polarisatie van de CMB nauwkeurig kan opmeten en daarmee (hopelijk) de primordiale zwaartekrachtsgolven. Naast die B-mode polarisatie kennen we ook de E-mode polarisatie: deze ontstaat door de zogenaamde Thomson-verstrooiing, die zo’n 380.000 jaar na de oerknal plaatsvond doordat de fotonen van de CMB werden verstrooid door geïoniseerd waterstof. Deze vorm van polarisatie is door de WMAP reeds waargenomen.

  5. Dit onderzoek op de Zuidpool naar zwaartekrachtsgolven lijkt in mijn opinie net zo beroerd geconcipieerd als dat experiment van Einstein ter bevestiging van zijn relativiteitstheorie in 1911.

    In uiterste nood (erop of eronder) vroeg Einstein destijds om confirmatie van zijn theorie. De gemeten afwijking kwam niet overeen met de theorie (deze voorspelde >=55 boogminuten afwijking).
    Logisch, want de atmosfeer is een geladen fluïdum, en ook nog eens boogvormig (parabool) door de vorm van de Aardatmosfeer. En tevens ook nog eens turbulent. In de praktijk (en dat was toenmalig al bekend) lijkt een ondergaande zon (of maan) te versmelten met de horizon. Allemaal veroorzaakt door de atmosfeer.
    Einstein heeft wel ERG veel mazzel gehad destijds dat zijn theorie er door kwam (wat ik overigens niet erg vind).

    Ongelooflijk dat dit met al die knappe koppen om hem heen destijds werd geaccepteerd. Geeft wel aan hoe naïef natuurkunde kan zijn.

    Overigens bedankt voor de aanvullende info.

  6. Fotonen zijn geen leptonen, fotonen zijn weliswaar de dragers van krachten maar hebben zelf geen massa ondanks dat elektron-positron paren die spontaan (virtueel) kunnen ontstaan uit fotonen wel massa hebben. Fotonen zijn bosonen.

    Raar hè, maar omdat energie equivalent is aan massa kan dat.

  7. Sorry, boogminuten moet zijn boogseconden. Ik vergis me ook.

    Maar een atmosfeer kan afwijkingen veroorzaken. Een geladen atmosfeer nog meer, vooral als je het over polarisatie hebt. Denk aan het Sissingh effect of het Kerr effect, Zeeman effect, Kaz effect – noem maar op. Licht heeft ook een elektromagnetische component.

  8. Adrianus V, kun je zorgen dat ik niet als laatste 3 keer in de recente reactie's sta?

    Het lijkt me dat de laatste reactie van iemand wel voldoende is.

  9. eh… tsja, jij reageert zoveel keer (wat ik trouwens helemaal niet erg vind hoor), dus dan loop je dat risico. Willen de andere lezers ook s.v.p. reageren? 😉

    Eh… ik kan wat reacties van je verwijderen, maar dat zal toch niet je bedoeling zijn? Tsja, als je hier ook weer op gaat reageren blijf je bezig.

Speak Your Mind

*