Natuurkundestudent Arend Moerman haalde een tien voor zijn masterscriptie over drie om elkaar heen draaiende zwarte gaten. Het leverde hem ook een publicatie in het vooraanstaande vaktijdschrift Physical Review D op. ‘ik voelde me wel een beetje opgejaagd.’
Arend Moerman blijft nuchter onder de aandacht voor zijn bejubelde onderzoek naar zwarte gaten. ‘Ik zou graag met mijn hoofd in de wolken zitten, maar dat kan ik gewoon niet.’
Bent u geschrokken van alle media-aandacht?
‘Wel een beetje, ja. Er verscheen op een gegeven moment een persbericht op de site van de Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie, wat standaard is als een onderzoek in een vaktijdschrift wordt gepubliceerd. Toen vroeg de persafdeling van de Universiteit Leiden of zij dat ook op hun pagina mochten zetten. Ik dacht daar verder niet zoveel bij na, en zei dat dat prima was. Binnen een paar uur doken alle grote nieuwsmedia erop, en werd ik overdonderd met verzoeken. Inmiddels is de media-aandacht wel wat aan het uitdoven. Dat vind ik op zich wel prettig, want ik voelde me wel een beetje opgejaagd. Ik kon ook niet meer zo goed werken, omdat iedereen opeens iets van je wil.’
Kan een eenvoudig experiment een ‘donkere dimensie’ aan het licht brengen?
Onderzoekers vermoeden dat er een ‘donkere dimensie’ bestaat, waarin de ontbrekende materie van het heelal verstopt zit.
Waar ging uw onderzoek over?
‘Het is een drielichamenprobleem met zwarte gaten. Een drielichamenprobleem is een vraagstuk waarbij je op basis van de beginposities en snelheden de baan van drie hemellichamen moet bepalen, terwijl die allemaal onderling zwaartekracht op elkaar uitoefenen.
Dit soort problemen zijn vaak onmogelijk om exact op te lossen. Wat je wel kunt doen, is schattingen maken. Probleem is dat die schattingen vaak vrij onnauwkeurig zijn. De huidige consensus is dat als je een heleboel onnauwkeurige schattingen maakt, en je neemt daar het gemiddelde van, het alsnog een goede schatting is.
Wij hebben een nieuwe code geschreven, die een schatting met een heel hoge nauwkeurigheid kon maken. Hierdoor konden we voor het eerst testen of de stelling dat het gemiddelde van veel slechte schattingen gelijkstaat aan één goede schatting ook waar is voor een probleem waarbij de wetten van Einstein een belangrijke rol spelen.’
Hoe kwam u erop dit onderzoek te gaan doen?
Lachend: ‘Nou, in de eerste plaats omdat ik die studiepunten nodig had om af te studeren. Ik wou vooral goed leren programmeren. Toen ben ik naar mijn begeleider gegaan, en hebben we samen een project uitgekozen waarbij er veel codes geschreven moesten worden.
De opdracht die ik kreeg was om de formules uit de theorie van Einstein te verwerken in een al bestaande softwarecode. Die was alleen geschreven in een vrij oude programmeertaal. Dit was paradoxaal genoeg ook de reden dat onze code veel sneller was dan andere programma’s die in modernere talen geschreven waren. Tijdens de lockdown moest ik dus in mijn uppie eerst die hele programmeertaal gaan leren, wat vrij pittig was. Eigenlijk waren die zwarte gaten gewoon een astronomisch jasje wat we om het programmeren heen hadden bedacht. Ik had tijdens het onderzoek zelf ook helemaal niet door wat de impact van de natuurkundige kant was, ik was volledig gefocust op de softwarecodes.’
Wat zijn de concrete implicaties van het onderzoek?
‘Een van de openstaande vragen in de sterrenkunde is dat we een heleboel zware zwarte gaten in de buurt zien. We weten alleen niet hoe ze zo zwaar geworden zijn. Als ze echt zouden ontstaan uit een supernova, zouden ze niet vlak na hun geboorte zo’n grote massa kunnen hebben. Er moet dus een soort groeiproces zijn waardoor ze zo snel zo zwaar worden. Een manier waarop dit kan gebeuren is een drielichameninteractie. Als twee zwarte gaten om elkaar draaien, zou het veel te lang duren voordat ze samenklonteren.
Wij hebben nu aangetoond dat voor zwarte gaten die tien miljoen keer zo zwaar als de zon zijn, geldt dat dit samenklonteren veel sneller gaat als er een derde lichaam in de buurt is. Dit kan dus een van de redenen zijn waarom sommige zwarte gaten veel zwaarder zijn dan je op basis van hun leeftijd zou verwachten.’
Welk probleem zou u nog willen oplossen?
‘Ik moet eerst nog een tweede scriptie doen voor ik überhaupt kan afstuderen. Normaal gesproken doe je maar één scriptie, maar ik heb een master gekozen waarbij je twee kleinere scripties doet. Dat tweede onderzoek gaat over een bepaald type spectrometer. Dat is een apparaat waarmee je heel nauwkeurig de kleuren in een lichtstraal kunt meten.
Probleem is dat de hoek waaronder die lichtstraal de spectrometer invalt veel invloed heeft op de foutmarge van dat apparaat. Mijn nieuwe onderzoek gaat over hoe je die foutmarge zoveel mogelijk kunt verkleinen.
Daarnaast zou ik hierna willen promoveren, maar op welk onderwerp en waar weet ik nog niet precies.’
Wat is uw advies voor beginnende studenten?
‘Doe vooral iets naast je studie. Zeker met een studie als natuurkunde kom je al vrij snel in een soort bubbel te leven. Je moet ervoor zorgen dat je studie niet je hele identiteit gaat bepalen, anders verander je al gauw in een naar persoon. Afwisseling zorgt ervoor dat als het wat minder gaat op de studie, je niet gelijk je hele bestaansrecht kwijt bent. Ook als het wel goed gaat, is die afwisseling nog steeds heel prettig.
Zelf ben ik nu bezig met Brazilian jiu jitsu. Die sport zou ik niet per se adviseren, want het sloopt je hele lichaam. Ook werk ik als entremetier. Dat is een kok die zich vooral met de voor- en nagerechten bezighoudt. Die passie voor koken heb ik van mijn Indonesische moeder meegekregen. Voor mijn studentenvereniging heb ik ook regelmatig voor veertig man Indonesisch gekookt. Mocht het toch niks worden in de wetenschap, wil ik doorgroeien in de keuken.’
