ENGINEERINGNET.BE - Zwaartekrachtsgolven zijn trillingen van de ruimtetijd die ontstaan als extreem compacte objecten als zwarte gaten of neutronensterren met elkaar botsen of versmelten.
Dit volgt uit de relativiteitstheorie van Einstein, die de golven begin vorige eeuw voorspelde, maar betwijfelde of ze te meten zouden zijn.
Het detecteren van zwaartkrachtsgolven is inderdaad een uitdaging. Lengtes variëren minder dan een tienduizendste van de diameter van een waterstofkern als zo’n vervorming passeert. Dat is alleen met kilometers lange spiegelsystemen en lasers te meten.
Op 14 augustus 2015 is zo’n trilling voor het eerst daadwerkelijk waargenomen met de LIGO-detectoren in de VS, waarin ook de Europese Virgo-detector een grote rol speelde. Sindsdien zijn in de laseropstellingen nieuwe technieken geïntroduceerd, waardoor de ruis verder kon worden onderdrukt.
De huidige detectoren in de VS, Europa en Japan nemen samen ongeveer eens in de drie dagen zo’n botsing ergens in het heelal waar. Een passerende golf laat de lengtes van de installaties iets variëren. Uit de precieze vorm van de beweging is veel fysische informatie over de botsende zwarte gaten af te leiden.
Volgens astronomen ontstaan zwarte gaten door het instorten van uitgebrande sterren. Het gaat om extreem compacte massa’s in het heelal die de ruimtetijd zo sterk vervormen dat geen licht meer kan ontsnappen uit deze putten in de ruimte.
Zwarte gaten hebben daardoor een rand die als een bolvormige horizon werkt; wat achter dat oppervlak gebeurt is onzichtbaar. Wat de horizon passeert, verdwijnt voorgoed.
De conclusie van de nieuwe studie is dat het oppervlak van het nieuw gevormde zwarte gat met 99,999% zekerheid flink groter is dan de twee oorspronkelijke oppervlakken samen. Voor de botsing was het oppervlak van de gaten samen 240.000 vierkante kilometer, daarna 400.000 vierkante kilometer.
Dat resultaat sluit aan bij een stelling van de Britse theoreticus Stephen Hawking uit 1971 dat de horizon van een zwart gat uitsluitend kan toenemen. Dat gegeven is een belangrijk element bij pogingen om relativiteitstheorie en quantumtheorie te verenigen.
