- Onderzoek
- 06/10/2020
Met gevoel voor drama noemt het Nobelcomité zwarte gaten het meest duistere geheim in het universum. Aan de rand van een zwart gat lijkt de tijd stil te staan en daarbinnen wordt het nog vreemder. De wetten van de natuurkunde staan er op zijn kop.
De Britse natuurkundige Roger Penrose liet in 1965 zien dat het bestaan van zwarte gaten voortvloeit uit de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein: ze zouden een normaal fenomeen moeten zijn. Met zijn ideeën baande hij de weg voor het bestuderen van zwarte gaten.
Einstein zelf had getwijfeld of die ‘gaten’ wel konden bestaan: misschien waren het alleen maar wiskundige rariteiten in plaats van werkelijk bestaande objecten, overwogen hij en anderen. Maar Penrose nam die twijfel weg. Daarvoor krijgt hij de halve prijs.
Melkweg
Maar toen moest zo’n gat nog gevonden worden. Dat lukte zowel de Duitser Reinhard Genzel als de Amerikaanse Andrea Ghez. De twee sterrenkundigen en hun onderzoeksgroepen verfijnden allerlei technieken om met enorme telescopen nog dieper in het heelal te kunnen kijken. Het was onderzoek met een lange adem.
Zo ontdekten ze een ster die in zestien jaar tijd een baan rond een onzichtbaar object volgt. Er moet daar in het centrum een enorme massa bestaan, zo zwaar dat het licht er niet kan ontsnappen. Dat was het eerste bekende zwarte gat. Ter vergelijking, je zou de aarde moeten samenpersen tot de grootte van een erwt om de dichtheid van een zwart gat te evenaren.
Genzel en Ghez delen samen de andere helft van de Nobelprijs, die negen miljoen Zweedse kronen bedraagt, oftewel zo’n 860 duizend euro. Overigens is Ghez pas de vierde vrouw die de Nobelprijs voor de natuurkunde heeft gekregen.
Event Horizon Telescope
TU/e-hoogleraar Mark Bentum, expert op het gebied van instrumenten voor radiosterrenkunde, is blij verrast dat de Nobelprijs voor Natuurkunde net als vorig jaar naar een sterrenkundig onderwerp gaat. Genzel en Ghez maakten voor hun ontdekkingen overigens gebruik van optische telescopen, benadrukt hij. “Mijn onderzoek is wat dat betreft nauwer verwant aan dat van het team rond de Event Horizon Telescope. Die hebben onder leiding van de Nijmeegse hoogleraar Heino Falcke vorig jaar voor het eerst een plaatje van een zwart gat gemaakt, op basis van hoogfrequente radiosignalen.” Hij vindt het wel grappig dat precies die afbeelding nu bij veel van de berichtgeving over deze Nobelprijs gebruikt wordt; ook bij dit artikel overigens.
De huidige Nobelprijswinnaars toonden het bestaan van een zwart gat in het Melkwegstelsel indirect aan, legt Bentum uit. “Ze hebben de effecten van het zwarte gat waargenomen door te kijken naar de bewegingen van nabij gelegen objecten. De resultaten van de Event Horizon Telescope brengen het zwarte gat direct in beeld. Misschien wordt de Nobelprijs voor Natuurkunde over een aantal jaren aan deze groep uitgereikt, als ze meer zwarte gaten in beeld hebben kunnen brengen.”
In het verleden hebben negen Nederlanders de Nobelprijs voor de natuurkunde ontvangen. De meest recente is de Nederlands-Britse Andre Geim, die van Russische afkomst is. Hij kreeg de prijs in 2010 toegekend voor de ontwikkeling van grafeen, een supersterke koolstoflaag van één molecuul dik.
Alle Nederlandse Nobelprijswinnaars voor de natuurkunde:
Andre Geim (2010)
Gerard 't Hooft en Martinus Veltman (1999)
Simon van der Meer (1984)
Frits Zernike (1953)
Heike Kamerlingh Onnes (1913)
Johannes Diderik van der Waals (1910)
Hendrik Antoon Lorentz en Pieter Zeeman (1902)
Discussie