De donkere kant van het universum ophelderen
Het moet er zijn, alleen kunnen we het niet zien: de raadselachtige
donkere materie en donkere energie in het heelal. Henk Hoekstra is een
van de vele kosmologen die dolgraag, willen weten waar deze substanties
precies uit bestaan. Hij kreeg er een Europese onderzoekssubsidie van
1,3 miljoen euro voor.
Omgekeerde zwaartekracht
Henk Hoekstra
Henk Hoekstra
Ons heelal dijt uit. En sinds het eind van de jaren negentig weten we,
dankzij een studie naar verre supernova's, dat dit steeds sneller gaat.
Volgens kosmologen komt dit door een zogeheten 'donkere energie' die
als een soort omgekeerde zwaartekracht de materie in het heelal uit
elkaar duwt. Maar vooralsnog weet niemand wat die donkere energie is of
waardoor deze veroorzaakt wordt.
Instrumenten verbeteren
Er is duidelijk iets fundamenteel mis in onze kennis van het universum,
stelt Hoekstra. Omdat het probleem van donkere energie relatief nieuw
is, zijn de experimenten die kosmologen kunnen uitvoeren nog niet
toereikend om het raadsel op te lossen. De bestaande instrumenten
moeten dus zo snel mogelijk verbeterd worden. Hoekstra spreekt daarom
ook wel van een 'overgangsstadium' in de studie naar donkere energie.
Zwaartekrachtlens
De werking van een zwaartekrachtlens gedemonstreerd. De Hubble Space
Telescope maakte deze foto, waarbij een groot cluster van miljarden
sterren werken als een lens die het beeld doen vervormen. Lichtboogjes
en rode en blauwe kleuren zijn het gevolg van die vervorming.
De werking van een zwaartekrachtlens gedemonstreerd. De Hubble Space
Telescope maakte deze foto, waarbij een groot cluster van miljarden
sterren werken als een lens die het beeld doen vervormen. Lichtboogjes
en rode en blauwe kleuren zijn het gevolg van die vervorming.
Met de ERC Grant, een Europese onderzoekssubsidie van 1,3 miljoen euro,
wil Hoekstra vooruitgang boeken in experimenteel opzicht. Hij richt
zich op een relatief nieuwe optische techniek, de zwaartekrachtlens.
Het is een effect dat optreedt op als je naar een voorwerp kijkt dat
ongeveer op één lijn staat met een sterk zwaartekrachtveld âLicht
wordt afgebogen door materie in het heelalâ, legt Hoekstra uit. âWe
bekijken melkwegstelsels die door de afbuiging van het licht een andere
vorm krijgen dan ze in het echt hebben.â
Verdeling
De kunst is om die afwijking, die heel subtiel is, aan de hand van
observaties nauwkeurig te bepalen. Dat zegt iets over de verdeling van
energie en materie in het heelal. En het geeft niet alleen meer
duidelijkheid over wat donkere energie is, maar ook hoe het zit met
donkere materie, dat andere geheim van de kosmos. Het overgrote deel
van de materie in het heelal is onzichtbaar voor ons, maar uit de
bewegingen van sterrenstelsels weten we dat deze er moet zijn.
Effecten corrigeren
Een bewijs voor donkere materie: het paarse licht in dit plaatje zou
veroorzaakt zijn door donkere materie.
Een bewijs voor donkere materie: het paarse licht in dit plaatje zou
veroorzaakt zijn door donkere materie.
Hoekstra zet de subsidie in om meetfouten in de
zwaartekrachtlensmethode te minimaliseren: âEr zitten allemaal aspecten
aan die verbeterd moeten worden. We moeten bijvoorbeeld de afstand tot
melkwegstelsels goed kunnen meten, bepalen hoe melkwegstelsels er écht
uitzien en instrumentele effecten corrigeren. Over vijf jaar hoop ik
dat de metingen op dat moment de beste zijn die de wetenschap te bieden
heeft.â
Satelliet
En dan begint de zoektocht naar antwoorden eigenlijk pas echt. Hoekstra
werkt aan een project om een satelliet ver in de ruimte te brengen die
vele malen betere metingen kan doen dan vanaf de grond, zoals nu
gebeurt. âDe kennis die we de komende jaren opdoen, kunnen we voor dat
project gebruikenâ, verwacht Hoekstra. En misschien wordt dan duidelijk
of ons huidige idee van de zwaartekracht in het heelal op de schop
moet.
Universiteit Leiden