In september 2015 mat de LIGO-detector voor het eerst zwaartekrachtgolven. Nederlands fysicus Jo van den Brand zat toen op de eerste rij.
Het was een rare week, in september 2015. Twintig jaar voorbereiding, en nu kon er bijna echt iets gemeten worden. Voor Jo van den Brand, subatomair fysicus, wachtte een dag met eindeloze reeksen taken en taakjes die hij nog moest volbrengen voordat de LIGO-zwaartekrachtgolfmeters in werking zouden treden. Maar zo’n afvinkdagje werd het niet. Terwijl iedereen lag te slapen, hadden die meters de voorafgaande nacht automatisch een e-mailtje verstuurd. Daarin stond te lezen dat er ergens ver weg in het heelal iets heel aparts gebeurd was. En dat zette de dag, en de maanden erna, op z’n kop.
Experiment
2006. Van den Brand stapt in een consortium dat de uitdaging om zwaartekrachtgolven te meten, wilde aangaan. ‘Al snel nadat ik was begonnen, werd me duidelijk dat ik me niet én met ruimtetijd én met antimaterie kon bezighouden. Ik koos voor zwaartekrachtgolven en liet de antimaterie voor wat ze was. Dat vonden sommige mensen wel raar. Het was ook een long shot.’
Om zwaartekrachtgolven te meten, zend je een laserstraal uit richting een lichtmeter. Als de afstand tussen start- en eindpunt als gevolg van een zwaartekrachtgolf groter of kleiner wordt, dan doet zo’n laserstraal er langer of juist korter over, en dat tijdsverschil zou meetbaar moeten zijn. Daarvoor moet je twee tunnels bouwen die haaks op elkaar staan: de tweede treedt dan op als vergelijkingsmateriaal voor de eerste. Omdat de tunnels even lang zijn, kan je een zwaartekrachtgolf opsporen zodra er een verschil optreedt in de tijd die de laser erover doet om in beide tunnels dezelfde afstand af te leggen. En als er een verschil is, dan betekent dat dat één van de tunnels van lengte is veranderd. Dat kan alleen maar als de ruimte zelf tijdelijk kromp of uitzette. Omdat bij korte tunnels het tijdsverschil te gering zou zijn om nauwkeurig te kunnen meten, moesten ze lang zijn. Te lang. Daarom gingen wetenschappers ze zo ontwerpen dat een laserstraal honderden keren heen en weer gespiegeld zou worden, voordat een tijdmeting wordt gedaan.
