16 juli 2020

Planck gaat rechtstreeks dé oerknal bekijken

Planck scant de CMB

Planck scant de CMB. Credit: ESA.

Als het allemaal goed gaat zal op donderdag 16 april a.s. met een Ariane 5 vanaf ESA’s lanceerplatform in Kourou, Frans Guyana, de Europese Plancksatelliet[1], worden gelanceerd. Omdat ze bij de ESA kennelijk gedacht hebben ‘twee halen is één betalen’ gaat tegelijkertijd de infraroodsatelliet Herschel mee. Sterke jongen, die Ariane 5. 😀 Aan Planck is al heel wat jaren voorbereidend werk vooraf gegaan en nu ‘ie op het punt staat het ruim(t)esop te kiezen is het goed om te kijken wat de verwachtingen ervan zijn. Nou, één ding is wel zeker: die verwachtingen zijn torenhoog! De verwachting is namelijk dat Planck gedurende z’n veertien maanden durende missie ons een kijkje zal geven direct IN de oerknal waarmee ons heelal 13,7 miljard jaar geleden ontstond. Ja, je leest het goed, IN de oerknal. Tot nu toe slaagde men er in om terug te kijken tot 379.000 jaar ná de oerknal. Dat deed men door instrumenten zoals COBE en WMAP de kosmische microgolf-achtergrondstraling[2] te laten bestuderen. Die CMB is het directe overblijfsel van de oerknal. Dá t moment van 379.000 jaar na de oerknal is het recombinatie-moment, toen de fotonen van de CMB loskoppelden van de atomen en voor het eerst vrij begonnen rond te vliegen. De beroemde plaatjes van COBE en WMAP tonen dus het heelal zoals dat er 379.000 jaar ná de oerknal uitzag, niet eerder. Waarom zou Planck dan wel door die barriére heen kunnen breken en direct IN de oerknal kunnen kijken? Nou, de belangrijkste reden daarvoor is dat Planck extreem gevoelig is, wel tien keer gevoeliger dan WMAP. En dá­e was al veel gevoeliger dan COBE. Door die gevoeligheid moet Planck in staat zijn temperatuurvariaties in de CMB te meten die minder dan een miljoenste Kelvin bedragen. Dat doet Planck door het zogenaamde High Frequency Instrument, een set van 52 bolometers (!) die microgolven tussen 100 en  857 gigahertz opvangt. Maar belangrijker dan die temperatuurvariaties is de polarisatie in de CMB, die kan worden gedetecteerd door 32 van die 52 bolometers in de HFI. Er zit ook nog een Low Frequency Instrument (LFI) in Planck, die met 22 microgolfontvangers óók de polarisatie van de CMB kan bekijken. De lezer zal natuurlijk denken waar al die polarisatiemeters goed voor zijn? Welnu, sterrenkundigen denken dat Planck in staat zal zijn om in de CMB middels de polarisatie signalen op te vangen van de zogenaamde primordiale gravitatiegolven. Dat zijn rimpels in de ruimtetijd die 10-36 seconde ná de oerknal ontstaan zijn. Die golven worden voorspeld door de inflatietheorie van de oerknal, die zegt dat het heelal op dat moment een korte maar zeer grote expansie meemaakte.

De Planck satelliet

De Planck satelliet. Credit: ESA.

Het waarnemen van primordiale gravitatiegolven, die zichtbaar zouden zijn in de zogenaamde B-mode polarisatie, zou hét bewijs zijn voor het inflatiemodel. WMAP heeft eerder al de zogenaamde E-mode polarisatie gezien, de polarisatie die veroorzaakt is tijdens de reïonisatie door  de zogenaamde Thomson-verstrooiing van de eerste serie sterren in het heelal. Maar voor de B-mode polarisatie was WMAP niet gevoelig, Planck wel. Dat betekent dat Planck het eerste instrument wordt dat in staat wordt geacht om rechtstreeks IN de oerknal te kijken. 16 April wordt ‘ie gelanceerd (als ‘t goed gaat, duim duim) en daarna doet ‘ie er zes weken over om naar Langrangepunt L2 te reizen, anderhalf miljoen km van de Aarde verwijderd. Dichterbij is de microgolfstraling van de Aarde zo’n 100 keer sterker dan die van de CMB, dus Planck moet letterlijk afstand bewaren tot de Aarde. Ná de reis naar L2 zal Planck echt actief worden. Ik ben benieuwd! Bron: Science News.

  1. Genoemd naar de Duitse natuurkundige Max Planck (1858-1947), die voor het eerst het bestaan van quanta voorspelde. []
  2. In het Engels Cosmic Microwave Background, CMB. Ik hou die afkorting aan, omdat ‘ie bijna altijd gebruikt wordt. []

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.