Zwaartekrachtsgolf verlicht voor het eerst fatale dans extreem zware zwarte gaten

Bij de spectaculaire meting van het LIGO-experiment ontdekten fysici niet alleen zwaartekrachtsgolven. Dankzij het door hen blootgelegde signaal was er ook sprake van een tweede primeur. Astronomen konden dankzij de ruimtetijdrimpelingen namelijk voor het eerst direct zwarte gaten waarnemen.

De fatale dans van de twee botsende zwarte gaten veroorzaakte de zwaartekrachtsgolf die gisteren de fysicagemeenschap op z'n kop zette
De fatale dans van de twee botsende zwarte gaten veroorzaakte de zwaartekrachtsgolf die gisteren de fysicagemeenschap op z’n kop zette

Gisteren onthulden fysici met behulp van de Amerikaanse zwaartekrachtgolfdetector LIGO dat de ruimtetijd kan golven. Het was een bevestiging van wat Einstein ruim een eeuw geleden al voorspelde. Maar in alle vreugd over de vondst van zwaartekrachtgolven, verdronk de andere primeur enigszins. En passant vormde het signaal namelijk ook de allereerste keer dat onderzoekers zwarte gaten direct hebben waargenomen. ‘Het zwarte gat in het centrum van de melkweg hebben we tot nog toe bijvoorbeeld alleen indirect gezien’, zegt astronoom Samaya Nissanke, verbonden aan de Radboud Universiteit Nijmegen en fysica-instituut Nikhef.

Astronomen konden zwarte gaten tot gisteren namelijk alleen onderscheiden aan de hand van de invloed die zij op hun omgeving hebben. Bijvoorbeeld de manier waarop ze andere kosmische voorwerpen zeer sterk aantrekken.

Verrassend duidelijk

Het door de gaten veroorzaakte signaal dat fysici gisteren aan de wereld toonden bleek echter verrassend duidelijk. In de grafiek van het zwaartekrachtgolfsignaal kon je zelfs met het blote oog al de fatale kosmische dans van twee zwarte gaten onderscheiden – een teken van het energieke geweld waarmee die gebeurtenis gepaard ging.

De grafiek uit het onderzoeksartikel waarin de vondst van zwaartekrachtsgolven bekend wordt gemaakt. Boven zie je helder het steeds snellere om elkaar draaien van de zwarte gaten. Onder de 'kosmische banaan', waarin je de frequentie van de zwaartekrachtsgolf steeds hoger ziet worden - de kenmerkende 'fluittoon' van de kosmos waarnaar onderzoekers zochten.
De grafiek uit het onderzoeksartikel waarin de vondst van zwaartekrachtsgolven bekend wordt gemaakt. Boven zie je helder het steeds snellere om elkaar draaien van de zwarte gaten. Onder de ‘kosmische banaan’, waarin je de frequentie van de zwaartekrachtsgolf steeds hoger ziet worden – de kenmerkende ‘fluittoon’ van de kosmos waarnaar onderzoekers zochten (klik om te vergroten).

De twee gaten, eentje dertigmaal zo zwaar als de zon en de andere vijfendertigmaal, draaiden steeds sneller om elkaar heen totdat ze op het laatst samensmolten tot een enkel zwart gat van 62 zonsmassa’s. Het is een dans die je duidelijk terugziet in het steeds sneller heen-en-weer slingeren van de grafiek die de fysici gisteren onthulden en in de plaatjes van de ‘kosmische bananen’, zoals sommigen ze noemden, waarin de frequentie van de golf op een banaan-achtige manier omhoog kromt wanneer de zwarte gaten bij elkaar komen.

E=mc2

Het verschil in massa tussen de gaten voor de botsing en het gat dat na afloop ontstond is driemaal de massa van onze thuisster. Via Einsteins beroemde formule E = mc2 werd die gehele massa in 0,2 seconde volledig omgezet in de energie van de gemeten ruimtetrilling. Dat dat zo efficiënt en snel gebeurt is omdat botsende zwarte gaten op geen enkele andere manier energie ‘lekken’. Bij de botsing kan immers niet ineens massa uit één van de gaten verdampen. De gigantische oplazer die de ruimtetijd van de zwarte gaten kreeg, maakte van dit signaal daarom ook maar meteen de meest energierijke kosmische gebeurtenis die ooit is gemeten.

‘Dit signaal vormt voor de sterrenkunde een enorme doorbraak’, zegt Nissanke. ‘Het was een bizarre gebeurtenis waarmee we niet alleen de zwarte gaten direct in kaart konden brengen, maar ook nog eens de relativiteitstheorie van Einstein aan een stringente test konden onderwerpen.’

60 procent van de lichtsnelheid

Zij verwijst daarbij naar de invloed van de enorme massa’s die tijdens hun fatale dans bovendien razendsnel bewogen, op zo’n 60 procent van de snelheid van het licht, de absolute maximumsnelheid in het universum. ‘Je kon echt die kromming van de ruimtetijd zien’, zegt Nissanke, ‘het was bijna sciencefictionachtig.’

Volgens Nissanke zijn alle clichés die de afgelopen dagen door wetenschappers en journalisten werden rondgestrooid dan ook absoluut terecht. ‘Het is een cliché, maar dit geeft ons écht een nieuwe blik op de kosmos.’

Waar astronomen tot nog toe allerlei indirecte metingen moesten combineren om bijvoorbeeld de massa en snelheid van een zwart gat te bepalen, zat in dit geval alles in dat ene signaal verborgen. ‘Ik kan het nog steeds bijna niet geloven’, zegt Nissanke.  ‘Dit nieuwe meetinstrument gaat ons de komende jaren zoveel geven. Nieuwe inzichten in de algemene relativiteitstheorie, direct onderzoek naar zwarte gaten, het dichten van gaten in onze kennis over sterevolutie… ik ben ongelofelijk blij met dit resultaat.’

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder:

Over de auteur

George van Hal

George van Hal is wetenschapsjournalist en coördinerend redacteur bij New Scientist. George studeerde sterrenkunde, is zelfverklaard sciencefiction- en filmfanaat, en schreef daarover het boek Robots, aliens en popcorn. George zit op Google+ en Twitter. Meer informatie over George en zijn artikelen is te vinden op zijn website.



7 Reacties

  • Frank Dijkstra

    | Beantwoorden

    Die 3 maal de zonsmassa die om werd gezet, ligt dat niet aan het feit dat het ene zwarte gat iets groter is dan de ander een daarom energie uit de kleinere trekt?

  • Herman Spaargaren

    | Beantwoorden

    Eén cliché zie ik niet bevestigd:
    duizenden, miljoenen, miljarden jaren …
    Het ging hier blijkbaar in 0,2 seconde?

  • Dick M. van der Sar

    | Beantwoorden

    De 3 zonsmassa aan energie die door de ruimte tijd is opgeslokt, is nu dus aan de totale energie inhoud van de ruimte tijd onttrokken? Of is dit er een onderdeel van?

  • Yannick Fritschy

    | Beantwoorden

    @Frank: Nee, want beide zwarte gaten zijn samengesmolten tot één zwart gat. En de massa van dat resulterende zwarte gat is drie zonsmassa’s kleiner dan de massa van de oorspronkelijke twee bij elkaar opgeteld. Er is dus echt massa/energie ‘weggelekt’.

    @Herman: de omzetting van massa in energie ging inderdaad in 0,2 seconden. Vervolgens duurde het wel 1,3 miljard jaar voor de resulterende zwaartekrachtsgolf de aarde bereikte.

    @Dick: Volgens de relativiteitstheorie moet je het inderdaad zien als onderdeel van de totale energie van het heelal. Het wordt om die reden ook wel zwaartekrachtsstraling of gravitational radiation genoemd. De wet van energiebehoud is dus niet geschonden.

  • Nils K

    | Beantwoorden

    Hoe hebben ze de massa van het resulterende zwarte gat eigenlijk bepaald? Draaiden er nog andere objecten omheen waarvan je de (verandering van de) omloopbanen vanaf de aarde kunt bepalen?

  • Steven

    | Beantwoorden

    @ Nils K
    Voor zover ik weet is die zwaartekrachtgolf het enige wat we hier waargenomen hebben van het samensmelten van die twee zwarte gaten.
    De massa’s van de twee oorspronkelijke gaten, die van het resulterende zwarte gat en dus ook het massaverschil dat als zwaartekrachtgolf-energie is uitgezonden moet daarom afgeleid zijn uit het LIGO signaal.

    Ik heb begrepen dat, al voor LIGO operationeel werd, er simulaties zijn gedaan met een hele reeks combinaties van massa’s voor de twee zwarte gaten en impulsmoment voor het stelsel, om te zien wat voor signaal dat in LIGO zou opleveren. Die simulaties leveren dan ook de massa voor resulterende het zwarte gat en de energie in de zwaartekrachtgolf. Door het gemeten signaal te vergelijken met het resultaat van die simulaties kan bepaald worden wat de eigenschappen van het zwarte gat dubbelstelsel waren.

  • Ans Schapendonk

    | Beantwoorden

    Kijkt men op pagina 5 van het bericht dat de Philipps-Universität Marburg heeft moeten afgeven (http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2016b/rechenschaftsbericht2015.pdf), vindt men een opvallende combinatie: deEVANGELISCHE THEOLOGIE (Fb 05) heeft een connectie met het zwaar gesubsidieerde “Zentrumn für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO)“!
    Wat heeft theologie met zwaartekrachtsgolven te maken? ALLES. George van Hal gebruikt in dit artikel trefwoorden als signaal (fluittoon), fatale kosmische dans alias ‘banaan‘ (i.c. golven die botsen en daardoor ook ‘klotsen‘, van twee naar een gat, massa omgezet in de energie van de gemeten ruimtetrilling zonder energie te ‘lekken‘, die ik met de klankhelix kan illustreren, want daaraan ‘ontlenen‘ de onderzoekers ‘HUN‘ theorie en hier ligt de reden waarom ik door Fb 09 Germanistiek & Kunstwissenschaften van (1) sexuele intimidatie met de studenten ben beschuldigd en volgens getuigenissen van interne artsen voor de rechtbank vermeende ziektes kreeg ondergeschoven. Ik zou (2) zelfmoord plegen, (3) anderen vermoorden en (4) paranoide schizofreen zijn) zonder dat ze (a) onder ede gehoord en (b) van hun zwijgplicht als arts ontheven werden tijdens openbare zittingen, terwijl ze afwezig waren tijdens de gesloten zitting, waardoor rechters over geen enkel getuigenis beschikken. Wél bestaat er een document waarin deze linguisten en artsen beschuldigd worden van verdoezeling van mijn onderzoeksgegevens die ik op Research Gate (Berlijn) heb geplaatst, dat mijn account heeft gesloten. In de taalkunde bestaan geen drie, maar vier rijtjes (P, T, K en W) waardoor 25% (kwart > kwant > kwintesssens) op 100% meer aan woordenschat voorhanden is, wat overeenkomt met 5 x 5 (klinkercombinaties) alias VIJF pentagrammen (vijfhuizen) die we in totaal met ZEVEN dots kunnen tekenen, een figuur die ik BAK ZEVEN heb genoemd, die helixt in ZEVENACHT (dts. Siebenacht, joods traditioneel gebruik). Het gaat om 5D met niet twee maar vier Penrose-figuren (vlieger, pijl die kunnen vervormen vanwege hun ‘klap‘ > ‘klep‘ (hou je waffel, trut) alias ‘wafel‘ > ‘wafer‘ (i.c. notch, het lek!). In de BAK ZEVEN zitten vier kleine (water, vuur, lucht, aarde) – de kwantum mechanica – die door een groot vijfde vijfhuis (ether) worden omvat (snaartheorie, stringtheorie alias ‘onderbroekenlol‘, zie munt met tweeling > drieling). In mijn wereldformule (5 x 5 > 5 x 4 ( > 4 x 10 > 10 x 3 > 3 x 4) > 4 x 8 > 8 x 7 = 56, i.c. 7825, M. Heule) gaat het om het gekkengetal ELF (5 + 6 = ELF), waarbij het maalteken naar Joris en de DRAAK en het plusteken naar (is)LAM GODS verwijst. Maar net als bij ‘mama‘ of ‘koppiekoppie‘ is de VERDUBBELING (dia, foto(n), scan) verantwoordelijk voor het DE ELFDE VAN DE ELFDE, dat volgens het herontdekte vierde rijtje van de W helixt uit DE HELFT VAN DE HELFT op HOND > HONDERD > HUN DRIETJES (Vader, Zoon en de Heilige Geest). Maar ook het VANDE helixt in VIANDE (vlees) > VIJAND (i.c. Lucifer > le chiffre (het cijfer) > FEIND > E(i)NDE > EINDER (i.c. gebeurtenishorizon). De duivel (i.c. de vrouw als zondebok alias het luteoskyrine) is het AFVAL > AFVALLIGE > BEVALLIGE LICHT LICHT OP! Het PLAGIAAT betreft dus de CLOU alias KLAUW (i.c. poot > pootvrouwen) met als synoniem STEEL (koevoet, Repelsteeltje) > STELEN naast SNAAIEN > (s)NAAIEN > (n)AAIEN, want woorden lossen van voren op en worden van achteren langer. De plagiaatplegers snappen niet dat ze hun eigen VALKUIL > VALK / UIL > UILSKUIKENS graven, omdat het KOESTEREN (KOE / STIER) in hun verhaal ontbreekt! Er wordt IEMAND EEN OOR AANGENAAID (vgl. pootje lappen > poets lappen), omdat HOOGMOED VOOR DEN VAL KOMT. Ze worden IN HET OOTJE GENOMEN door het OOITJE (vr. schaap > schap > CHAPE (verzeping, saponificatie: 8 x 7 = 56) > CHIFFRE > JIF > JOFFER > JUFFROUW! Dit luteoskyrine hoedt haar luteoline > quercetine > rutine net zo lang tot deze parasiet haar ‘te grazen neemt‘! Maar dit LAM / MAL > MALLE WIJF overkomt hetzelfde. Toch blijkt ze geen ezel (Messias), want zij loste het onverklaarbare wiskundige fenomeen van de ‘dubbele banaan‘ op door de verwijzing naar het SULFUR DECAFLUORIDE (het gat gaat door de gaten), waarbij de fluittoon alias het ‘do-re-mi-fa-sol-la‘ alias het ‘dorem isola‘ (slaapeiland, goudeiland, voor Pampus liggen, luilekkerland) een rol speelt, want Repelsteeltje weet hoe je uit stro goud kunt SPINNEN. Uit het LAK helixt na LEKKEN het LUIK, waardoor er wel degelijk sprake is van een LEK, maar dat gaat over LIJKEN jongens, over SPREKEND LIJKEN OP (praten > dts. reden) en daar vallen jullie (XY: zeven)) buiten en wij vrouwen (XX: acht) niet! Bij de WANORDE gaat het om ONE en dus om EEN-ORDE dat helixt in ORDER, geen tien geboden, maar twee TAFELS van vijf. Maar WAN helixt in WANNE (badkuip) waarin het KUIP overeenkomt met QUIP alias (E)QUIPMENT dat helixt in I(K)-WIP-JE-ERUIT, want dat doen UILSKUIKENS en daarom zijn mannen LAAGHOOFDEN > LEEGHOOFDEN > LEGERHOOFDEN, want ‘zonder‘ de ACHT (XX) is er sprake van een WITHOUT > WITCH HOLD(s). Jullie blijken DIEVEN (profiteurs) en zolang jullie dat niet toegeven, is het IK-WIP-JE-ERUIT dat helixt in RUIT (kruis, caro, cross) jullie ‘kruis‘ (lot). Golven KLOTSEN na het BOTSEN waardoor het om het LOODSEN (leiden) en niet om het LOZEN (van anderen) gaat. Dat snappen mannen niet (genetisch bepaald), want ze zijn NIET in staat tot NAASTENLIEFDE. En dat is de ENIGE voorwaarde waaraan je moet voldoen. De taalkundigen in Marburg hebben de theologen bij hun onderzoek betrokken omdat in religieuze teksten natuurwetenschappelijke informatie schuilgaat, maar helaas heeft men de CLOU niet begrepen, omdat mannen er nog steeds ‘een potje van maken‘, maar hier gaat het niet meer om een SPELLETJE, jongens. Hier gaat het om de BITTERE WAARHEID van wat BITES (the bitch) met ons mensen doen: ze geven ons een ‘gigantische oplazer‘ > ‘oplazeren‘! In plaats van oplossingen ‘buiten‘ te zoeken, moet je eens naar ‚‘binnen‘ kijken, want een OOR (oor(l)oog) AANNAAIEN aan een ander OOR vormt een HART en dat is de kunst: HART > (h)ART!

    Ans Schapendonk (28.07.2016)

Plaats een reactie