De faculteit sterrenkunde van de Radboud Universiteit wil met de grootste virtuele telescoop ter wereld als eerste het bewijs leveren dat zwarte gaten echt bestaan.

Sagittarius A*
Impressie van Sagittarius A*, het zwarte gat waarvan Marc Klein Wolt in de loop van 2017 het bewijs hoopt te leveren dat het bestaat. Illustratie: Nasa

Marc Klein Wolt, directeur van het Radboud Radio Lab twijfelt niet: ‘Als dit lukt, is het vergelijkbaar met de ontdekking van het higgsdeeltje. We kunnen voor het eerst direct bewijs leveren voor de algemene relativiteitstheorie van Einstein, een van de fundamenten van de exacte wetenschap. We kunnen bovendien het gedrag van materie onder extreme zwaartekracht nauwkeurig bestuderen. Misschien ontdekken we wel dat alle sterren en planeten op termijn verdwijnen in zwarte gaten.’

Succes staat gelijk aan een ticket naar de toekomst, constateert Klein Wolt. ‘Elk onderzoek dat we hierna indienen, kunnen we dan uitvoeren. Ons beeld van het heelal zal hierdoor veranderen. Het is superfundamenteel en supergeweldig dat we de kans krijgen dit onderzoek te doen.’

‘Ik maak me al twintig jaar hard voor een telescoop op de maan’
LEES OOK

‘Ik maak me al twintig jaar hard voor een telescoop op de maan’

Minimaal duizend antennes wil Marc Klein Wolt op de achterkant van de maan gaan zetten. Die moeten meer licht gaan werpen op ...

Einstein

Er is tot nu toe alleen indirect bewijs voor het bestaan van zwarte gaten. Klein Wolt: ‘Einstein heeft het bestaan van zwarte gaten wel voorspeld. Met zijn relativiteitstheorie voorspelt hij dat kometen rondom een zwaar object als de zon een gebogen baan krijgen. De zwaartekracht beschrijft hij als een kromming in de ruimtetijd door de aanwezigheid van massa. Bij een zonsverduistering in 1919 bleek een ster bij de zon precies op de plek te staan waar Einstein hem verwachtte. De theorie klopte exact.’

Wat we nu zien van het zwarte gat Sagittarius A*, het onderwerp van het onderzoek van het Radboud Radio Lab, is een buitenschil van straling, waar sterren sterk oplichten terwijl ze met hoge snelheid om het zwarte gat heen cirkelen. Vlak voordat ze over de rand vallen, lichten ze nog een keer op. Deze straling op de waarnemingshorizon van het zwarte gat moet straks voor het eerst op de foto te zien zijn. Sagittarius A* is vanaf de aarde gezien zo klein als een appel op de maan.

‘We zien dan voor het eerst de exacte afmetingen van het zwarte gat en we kunnen precies waarnemen hoe materie zich gedraagt aan de uiterste rand ervan. In combinatie met verfijnde computermodellen en de theorie over zwarte gaten kunnen we een heel precies beeld krijgen. Als het zich precies gedraagt zoals wij nu denken, is het bewijs geleverd dat zwarte gaten bestaan,’ aldus een enthousiaste Klein Wolt.

Mysterieuze radiojets

De verwachting is dat de eerste foto van Sagittarius A* in 2017 wordt gemaakt, maar hoe gaat dat? Klein Wolt: ‘We geven acht radiotelescopen verspreid over de hele wereld dezelfde ontvanger en koppelen ze aan elkaar. Er staan telescopen in Arizona in Noord-Amerika, in Zuid-Amerika, in Frankrijk en op de Zuidpool. De signalen gaan naar een grote centrale computer. De gekoppelde telescopen vormen zo samen een virtuele telescoop ter grootte van de aarde. Ondertussen worden er nog telescopen toegevoegd en bijgebouwd, bijvoorbeeld in Zuid-Afrika.’

‘Een centraal station zorgt ervoor dat alle metingen gelijkgetrokken worden. Een meting uit Zuid-Amerika komt later aan in het Europese meetstation dan een meting uit Frankrijk. Dat moet je corrigeren, anders krijg je een vertekend beeld van de werkelijkheid.’

Volgens de sterrenkundige is dit nog nooit gedaan. ‘Geweldig, toch? We krijgen zeer gevoelige camera’s, waarmee we nog veel meer onderzoek kunnen doen. Naar mysterieuze radiojets die toch uit zwarte gaten kunnen ontsnappen en röntgenstraling in de buurt van zwarte gaten bijvoorbeeld.’

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

Lees ook: