23 juli 2019

Brian Schmidt over z’n ontdekking van de versnelde uitdijing van het heelal

Brian Schmidt

Gisteravond hield de Amerikaans-Australische sterrenkundige Brian Schmidt een lezing in het auditorium van de Leidse Universiteit over zijn ontdekking van de versnelde uitdijing van het heelal. Voor die ontdekking ontving hij in 2011 samen met Adam Riess en Saul Perlmutter de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen. Samen met collega-Astroblogger Jan Brandt was ik naar Leiden afgereisd om de lezing bij te wonen. Dat auditorium bleek een soort van kerk te zijn, met kerkbanken, gebrandschilderd glas, kansel en al. We nestelden ons ergens achterin de zaal, want een paar honderd man opgekomen publiek bleek ons voor te zijn geweest. Een ander lid van de sterrenclub Huygens – Kees van der Perk – kwam ook nog opdagen en met z’n drieën konden we vervolgens genieten van een boeiende en leerzame lezing van Schmidt, die ingeleid werd door twee mensen van de Universiteit van Leiden, die maar al te trots waren dat ze een Nobelprijswinnaar hadden weten te strikken voor deze publiekslezing.

De ontdekking van de versnelde uitdijing van het heelal

Over de versnelde uitdijing van het heelal wordt op de Astroblogs met grote regelmaat geschreven, dus ik zal niet op alle details ingaan. Schmidt vertelde dat hij sterrenkunde ging studeren met het idee om te gaan ontdekken hoe oud het heelal precies was. Z’n proefschrift ging over de Hubble constante, welke een maat is om die leeftijd te achterhalen. Eind jaren tachtig, begin jaren negentig was de algemene gedachte dat de expansie van het heelal – met name waargenomen door de Amerikaanse sterrenkundige Vesto Slipher, maar voor het eerst openbaar gemaakt door z’n collega Edwin Hubble in 1928 – steeds langzamer zou gaan verlopen. Per slot van rekening was het heelal al sinds de oerknal ruim 13 miljard jaar geleden aan het uitdijen en door de werking van de zwaartekracht van alle honderden miljarden sterrenstelsels – elk met honderden miljarden sterren – zou die expansie moeten worden vertraagd. De eerste sterrenkundigen die gebruik gingen maken van type Ia supernovae behoorden tot het team van de Calán/Tololo Supernova Survey, dat in de periode 1989-1995 voor het eerst met CCD camera’s ver weg staande supernovae ging bestuderen. Type Ia supernovae ontstaan als een witte dwerg door materiaal van een nabije compagnonster te zwaar wordt en een kritische massa van 1,38 zonsmassa1 overschrijdt, waarna een thermoncleaire uitbarsting plaatsvindt. Type Ia supernovae zijn betrouwbare afstandsindicatoren en de groep van Calán/Tololo onder leiding van Mario Hamuy kon in 1994 deze grafiek presenteren:

Calan_Tololo

Het was door deze afbeelding dat Brian Schmidt in 1994 letterlijk alles liet vallen, zoals hij het in z’n lezing zei en dat hij een eigen onderzoeksgroep startte die verder zou gaan waar Hamuy’s groep gebleven was. Zo kwam het High-Z Supernovae Team in de wereld, dat geleid werd door Schmidt en Adam Riess. Het team ging niet alleen gebruik maken van de toen nog in de kinderschoenen staande CCD-camera’s, maar ook van de reusachtige Keck-telescopen op Hawaï, die net in gebruik waren genomen. Er was echter nog een team van sterrenkundigen dat exact hetzelfde van plan was en dat onder leiding stond van Saul Perlmutter: het Supernova Cosmology Project. Afijn, beide teams konden zes dagen per jaar gebruik maken van de Keck’s en daar maakten ze gretig gebruik van om de gehele hemel af te struinen naar type Ia supernovae. De doelstelling was simpel: kijk of je die deceleratie van de uitdijing van het heelal kunt meten met die supernovae. Maar wat was de verrassende uitkomst van beide teams: dat de supernovae lieten zien dat in plaats van een deceleratie een acceleratie plaatsvindt, een versnelling van de uitdijing. In 1998 en 1999 leidde dat tot deze twee publicaties:

Zowel het team van Riess en Schmidt als van Schmidt kwamen al snel met een verklaring voor deze versnelling op de proppen: er zou sprake zijn van een afstotende werking van een onbekend iets, dat gekoppeld zou zijn aan de ruimte zelf. Omdat het heelal steeds groter wordt zou die afstotende werking ook steeds groter worden en daardoor zou op een gegeven moment de afstoting sterker worden dan de zwaartekracht en daardoor zou de vertraging in de uitdijing ombuigen in een versnelling. Omdat men totaal niet wist hoe dat onbekende iets er uit ziet en wat de exacte eigenschappen zijn kwam men met de term ‘donkere energie’. Berekeningen lieten zien dat maar liefst 73% van de massa-energie van het heelal uit die donkere energie zou bestaan. Nog verrassender dan die ontdekking van donkere energie was de constatering dat er al iemand in 1917 was geweest die dit had voorspeld: Albert Einstein met z’n Cosmologische Constante ÃŽâ€ºLambda;, die hij zelf ooit de grootste blunder van z’n leven had genoemd. Afijn, om een lang verhaal kort te maken: meerdere onderzoeksteams konden de waarnemingen bevestigen en het heelal blijkt inderdaad versneld uit te dijen, hetgeen betekent dat er ooit een moment komt dat de uitdijing sneller zal gaan dan het licht en we het licht van ver weg staande sterrenstelsels nooit meer kunnen zien. In 2011 kreeg het genoemde drietal de Nobelprijs voor hun ontdekking.

Naborrelen

Je zou het anno 2012 met de om ons heen voortdurende crisis niet zeggen, maar de lezing van Schmidt gisteravond was gratis. En dat was niet alles, na afloop nodigde de gastheer – wiens naam ik even vergeten ben – ons uit om in de zaal naast het auditorium nog even na te praten onder het genot van een hapje en een drankje. Ook weer gratis en voor niks – lang leve de Universiteit van Leiden. Een paar honderd man stond daar te happen en te drinken en na te genieten van Schmidt’s prachtige lezing. Jan, Kees en ik stonden ook aan zo’n hoge borreltafel. Nou, wat er toen gebeurde kan als een soort van wonder worden beschouwd: in een kaarsrechte lijn – nog rechter dan Einstein in z’n Speciale Relativiteitstheorie zou kunnen beschrijven – kwam Brian Schmidt – dé Nobelprijswinnaar, de eigenaar van een wijngaard, de man die de Zweedse Koning de hand heeft geschud, waarop deze ‘m zei dat hij lekkere rode wijn maakt, de man die gedanst heeft met de Zweedse Koningin – op ONZE tafel afgelopen en ging daar aan staan, alsof hij door een lokale concentratie van donkere energie naar onze tafel werd gedreven. 😯 Nou die unieke gelegenheid laat je je natuurlijk niet ontglippen en dus vroeg ik Schmidt of hij z’n handtekening wilde zetten op de allereerste pagina van het artikel dat hij en z’n team in 1998 hadden gepubliceerd. Eh… had ik die pagina dan bij me? Yep, ik had een piepklein hoopje dat zo’n kans zich zou voordoen en dat ik Schmidt zo ver zou krijgen een handtekening te zetten. En dat deed zich voor!! Haleluja! Hier z’n krabbel:

Schmidt

Wat er staat? “The universe is a funny place. B.P.Schmidt“. Yep, goed gezegd! En dat betekent dat ik deze handtekening kan toevoegen aan m’n collectie andere handtekeningen die ik in de loop der tijd heb verzameld: van Neil Armstrong, ‘s wereld eerste mens op de maan, en van Brian May en Patrick Moore. Afijn, de buit was binnen, een boeiend avondje Leiden was afgesloten en Jan en ik togen in de Berlingo weer terug naar Dordrecht.

  1. Aldus Brian Schmidt. Ik was altijd in de veronderstelling dat die kritische massa 1,44 zonsmassa is, maar dat blijkt niet het geval. Dié laatste massa wordt de Limiet van Chandrasekhar genoemd en geeft aan wanneer de druk van gedegenereerde electronen niet in staat is een catastrofale collaps als gevolg van de zwaartekracht tegen te houden. Weet wat geleerd! []

Reacties

  1. Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

    Dat is een prachtige collectie handtekeningen die je zo bij elkaar hebt weten te krijgen! Goed artikel 🙂

  2. Dank je wel. Ik heb er trouwens net nog een voetnoot aan toegevoegd, over iets wat mij net nog te binnen schoot.

  3. Yep, wat daar, schielijk staande aan dat tafeltje, gebeurde was ….om het maar eens in de moedertaal van deze illustere “handtekenaar/nobelprijswinnaar” uit te drukken….”beyond surreal, Mate”!!! ….Echt ongelofelijk hoe deze “onmogelijk” toch “zomaar” als een supernova uit het niets plaatsvond! Op deze avond ging zoiezo alles tot mijn intense verbazing zo perfect gemakkelijk. Het er na toe rijden, het vinden van de lokatie, het vinden van een parkeerplek ……op het Rapenburg in het centrum van leiden pal voor de deur…met ook nog eens een gratis parkeerkaartje die Arie weer “zomaar” gekregen had van iemand die net op het punt stond om weg te rijden….hmmmm, was dat al het eerste voorteken van “aanstormend gelukkig toeval”??? Nou ja……het was in elk geval een verdraaid geweldig avondje. Welk een schril contrast trouwens met de publiekslezing die ik zou gaan geven morgenavond (vrijdag 21 December…oeps!) op de “nieuwe schaapskooi” te Ottoland……………net afgebeld wegens zegge en schrijve…nul aanmeldingen….aarrggghhhhh. Met dank aan die “doomsday klote-Mayas” hoor ik sommigen onder U nu denken?? Nope, niets van dat alles…. uitzinnig PR-werk van mijn EIGEN sterrenkluppie nota f..ing bene!!!…. voor een, overigens grif toegegeven, hele leuke lezing die ik ook eigenlijk wel wilde zien….enne…dat kan nu! Afijn, Zoals enen J.C. ooit eens de wereld inslingerde: Elk nadeel hep z’n voordeel…ha.ha..!!

  4. Eh….wat voor digitale dronkemans prietpraat staat daar nu opeens boven mijn schrijfsel?????

  5. Was een bijzonder avondje en heel gezellig.
    En ook bijzonder om op deze manier nog eens na te genieten met dit verhaal.

  6. Ik vergat mijn naam er onder te zetten.
    Kees van der Perk

Laat wat van je horen

*

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

%d bloggers liken dit: