De Einstein-telescoop

Als mensen worden we gedreven door onze nieuwsgierigheid: we willen weten hoe het universum in elkaar zit. Hoe net na de oerknal het universum eruitzag, is een van de grootste vragen in de natuurkunde. Om deze vraag te beantwoorden ontwikkelen we steeds nieuwe technologieën.

Antoni van Leeuwenhoek bouwde, in de 16e eeuw, een microscoop. Deze microscoop gebruikte zichtbaar licht en maakte het mogelijk een object honderden malen te vergroten. Later, in de 19e eeuw, konden elektronenmicroscopen een object meer dan een miljoen maal vergroten. Met de deeltjesversnellers op CERN kunnen we tegenwoordig objecten nog honderd miljoen maal meer vergroten.

Door deze nieuwe en betere microscopen begrijpen we nu beter dan ooit de fundamentele bouwstenen van de materie in ons universum. Deze microscopen ontketenden bovendien een revolutie in de medische wereld en stonden aan de basis van de meest geavanceerde micro-elektronica.

Met de microscoop kunnen we objecten bestuderen die veel te klein zijn om te zien met het blote oog. Met een telescoop kunnen we objecten bestuderen die te ver weg zijn om te zien met het blote oog. De eerste telescopen, uitgevonden in Nederland in de 16e eeuw, waren net als microscopen gebaseerd op zichtbaar licht.

Licht gaat niet oneindig snel. Daarom zien we met een telescoop niet alleen een object dat heel ver weg is, maar zoals het eruitzag op het moment dat het licht uitgezonden werd. Dit maakt het in principe mogelijk om, door steeds verder weg te kijken, het universum te bestuderen tot aan het moment van de oerknal.

Maar licht heeft een beperking. We kunnen met licht niet verder terugkijken dan driehonderdtachtigduizend jaar na de oerknal.

Om het heel vroege universum te bestuderen, net na de oerknal, zou de ultieme telescoop geen lichtgolven maar zwaartekrachtsgolven moeten meten. Het beste idee van 2014 is volgens mij de recent voorgestelde Einstein-telescoop. Deze ondergrondse telescoop kan zwaartekrachtsgolven zien door het meten van minuscule veranderingen in afstand tussen spiegels met behulp van laserbundels in drie tien kilometer lange, gekoelde vacuümbuizen. Deze telescoop zou in Nederland gebouwd kunnen worden in samenwerking met de industrie. De Einstein-telescoop is een internationale faciliteit en zal, net als de eerdere microscopen en telescopen, veel fundamentele vragen beantwoorden en waarschijnlijk een revolutie teweegbrengen in ons begrip van het universum. Deze faciliteit zou de knapste koppen uit de hele wereld naar Nederland trekken en een enorme impuls geven aan Nederland als kennismaatschappij.

Prof. Dr. Raimond Snellings is werkzaam als hoogleraar aan de Universiteit Utrecht, en op Nikhef Amsterdam leider van het Nederlandse ALICE programma. Hij onderzoekt hoe materie zich gedraagt onder extreem hoge druk en temperatuur, condities die ook voorkwamen in het vroege universum tot een paar microseconden na de oerknal. Dit onderzoek doet hij met het ALICE-experiment aan de Large Hadron Collider op het CERN.