Zwaartekrachtgolf – alles dat op zijn pad komt zachtjes knedend

Govert Schilling
Wetenschapsjournalist Govert Schilling behoeft waarschijnlijk weinig introductie.

Al ruim veertig jaar schrijft hij over astronomie en daarmee verwante onderwerpen. Hij is een autodidact en zal de eerste zijn om toe te geven dat hij een lucky bastard is.

Niet alleen mag hij over een onderwerp schrijven dat hem zeer aan het hart ligt, maar hij leeft ook nog eens in een tijd waarin de ontdekkingen en ontwikkelingen zich in een rap tempo opvolgen.

Govert Schilling is als werktuigbouwkundige opgeleid, maar in zijn puberteit is hij met ruimtevirus besmet. Ergens in het midden van de jaren zestig; toen de Amerikanen alles op alles zetten om de eerste man op de maan te zetten. De tijd van Apollo Henkie. Vanuit een hobby werd het een serieus vak, beroep.

Govert Schilling schrijft voor uiteenlopende kranten en tijdschriften. Heeft tientallen boeken geschreven. Ook heeft hij vermoedelijk in heel Nederland voor zaaltjes gestaan; om de aanwezigen over een bepaald thema ‘bij te praten’. En ze besmet met het ‘sterren-virus’.  En altijd nam hij – hoe ouderwets – lichtbeelden mee.

Naar mijn weten is hij minimaal drie keer te gast geweest in de Bibliotheek Oss. Hij is actief betrokken bij de website allesoversterrenkunde.nl 

Zijn beste boek?
Onlangs is – volgens mij – zijn beste boek tot nu toe verschenen: Deining in de ruimtetijd: Einstein, zwaartekrachtgolven en de toekomst van de astronomie.

Het gaat niet alleen over sterren
Mensen die de ontwikkelingen in de astronomie niet volgen, denken waarschijnlijk dat deze wetenschap vooral over sterren (als de zon) gaat. En weten ook dat telescopen op aarde en in de ruimte al jaren lang de meest bijzondere foto’s van sterren en sterrenstelsels maken. Leuk om te zien. That’s it!

Dat beeld is echter volstrekt verkeerd. De astronomie of sterrenkunde is volgens Wikipedia de wetenschap die zich bezighoudt met de observatie en de studie van alle fenomenen buiten de atmosfeer van de Aarde. Als je dit als argeloze burger leest kun je nog steeds denken dat het draait om sterren, planeten, kometen et cetera.

Maar dat de astronomie steeds meer raakt aan andere wetenschapsterreinen is bij deze argeloze burgers veel minder bekend. De kern van wat ik bedoel laat zich vatten in de zin: de wereld van het (héél) kleine raakt de wereld van het (héél) grote. Zijn onlangs verschenen boek is daar een perfect voorbeeld van.

Keepersgeluk van een vakman
Govert Schilling is door de jaren uitgegroeid tot dé wetenschapsjournalist op dit (brede) terrein. In binnen- en buitenland. Hij heeft in zijn lange carrière met honderden wetenschappers gesproken en hun inzichten ‘omgezet’ in duizenden artikelen en tientallen boeken.

Als vakman wist en weet hij met welke onderzoeksvragen deze wetenschappers zich zoal bezighouden. Hij weet welke nieuwe satellieten gelanceerd zullen worden; waarom en wat er mogelijk ontdekt kan worden. Is op de hoogte van nieuwe appraten die op onze aarde worden geïnstalleerd. Heeft heel de wereld bereisd en is op veel zeer lege en verlaten plekken geweest. Plekken waar ‘de mens’ geen storende invloed kan hebben op gevoelige apparaten. Tussen de bedrijven door begeleidt hij groepen mensen die deze bijzondere onderzoeksplekken willen bezoeken. Denk aan CERN of een bijzondere telescoop in Chili of Australië.

LIGO
Govert Schilling wist al geruime tijd dat in de loop van 2016 een nieuw, uniek onderzoeksinstrument zou gaan werken. En hij wist dat dit instrument wellicht een oude en unieke theorie zou kunnen bevestigen. Dus nam hij zich voor veel insiders die bij dit project betrokken waren te gaan interviewen. Bezocht plekken waar dit instrument werd opgesteld.

Een goede keuze.

Enkele dagen nadat LIGO (de afkorting van dit instrument) was ‘aangezet’, was het bingo. Niet een beetje bingo, maar bullseye. Dat was voor de wetenschappers ter plekke meteen duidelijk. Alleen duurde het nog maanden voordat dit feit wereldkundig gemaakt kon worden. De reden? Dat heeft te maken met hoe échte wetenschap werkt

Hoe werkt echte wetenschap
Kort samengevat komt het er op neer dat wetenschappers een hypothese opstellen of formuleren. Vervolgens actief op zoek gaan naar manieren om hun eigen stellige overtuiging onderuit te schoffelen.

Hoe doen ze dat?
Door actief data te verzamelen die een aanname bevestigt óf ontkracht. Op zeker moment wordt vervolgens de conclusie getrokken dat ‘de’ werkelijkheid op een bepaald (kleiner of groter) terrein al dan niet is zoals de hypothese voorspelde.

Blijkt vervolgens uit aanvullend onderzoek (dat bij voorkeur door anderen wordt gedaan) dat de hypothese overeind blijft. Dan valt het onderzoek als het ware stil. De hypothese is niet langer een hypothese, maar wordt een ‘feit’. Wordt óp termijn een wet.

Totdat er een ander wetenschapper opstaat die denkt dat hét toch net iets anders in elkaar zit. Waarop vervolgens geprobeerd wordt die hypothese te falsificiëren.

Een zwaartekrachtgolf gedetecteerd!
Het duurde maanden voordat de data die door LIGO werd opgepikt, vanuit verschillende kanten tegen het spreekwoordelijke licht werd gehouden en correct beoordeeld.

Pas na maanden wikken en wegen kwam het groene licht. Werd in februari 2016 officieel bekend gemaakt dat LIGO op 14 september 2015 voor het eerst een zwaartekrachtgolf had gedetecteerd. Een golf die 1,3 miljard jaar eerder was ontstaan en na al die tijd de aarde passeerde. En gemeten kon worden. Onvoorstelbaar, gezien de schaal van die golf.

Govert formuleert het in hoofdstuk 11 (Hebbes) als volgt:

Hij arriveert in het zuiden. De datum: maandag 14 september 2015. De tijd: 11:50:45 Midden-Europese Zomertijd. Een fractie van een seconde wordt de aarde periodiek uitgerekt en samengeperst met een tiende van een triljoenste procent – één deel op 10/31. Alles op de planeet expandeert en krimpt mee. Ook het Laser Interferometer Fravitational-Wave Observatory in Livingston, Louisiana. En zeven milliseconden later ook in de identieke LIGO-detector in Hansford, Washington.
Binnen de kortste keren komt alles weer tot rust. De zwaartekrachtgolf zet zijn reis door de ruimte voort. Na 1,3 seconde kruist hij de baan van de maan. Binnen een paar uur heeft hij het zonnestelsel alweer achter zich gelaten, alles dat op zijn pad komt zachtjes knedend. (pagina 199-200)

Wetenschap in actie
Dit wetenschappelijk proces zie je vooral in actie binnen de natuur- en wiskunde. Veel minder binnen de iets zachtere wetenschappen. Daar komt het regelmatig voor dat de uitkomst van een bepaald onderzoek niet herhaald kan worden. Of wel herhaald, maar dat het experiment andere uitkomsten oplevert.

Derhalve is het wel ‘grappig’ om te merken dat er ook binnen de astronomie en aanverwante ‘harde’ wetenschapsgebieden wetenschappers zijn die zich zeer stellig uitspreken over zaken, die collega wetenschappers hard ontkennen en/of bestrijden.

Govert Schilling heeft het in zijn laatste boek tientallen keren over zwarte gaten en donkere materie. Los van het feit dat deze nog nooit direct in het heelal zijn aangetroffen, gaat Govert er – in commissie – van uit dat het échte dingen zijn. Die te maken hebben met de kern van zijn laatste boek: zwaartekrachtgolven die nu (met dat instrument) voor het eerst door de mens zijn gedetecteerd.

In het novembernummer van New Scientist staat bijvoorbeeld een (vertaald) artikel van collega-wetenschapsjournalist Stuart Clark: Twijfelen aan zwarte gaten.

En heeft de Nederlandse hoogleraar theoretische natuurkunde Erik Verlinde een heel andere visie op zwaartekracht, de oerknal of donkere materie. Maar dat zijn geluiden die door het gros van de astronomen en natuurkundigen niet worden gedeeld. Ook niet door Govert Schilling. Alhoewel hij er ongetwijfeld weet van heeft, en de ontwikkelingen blijft volgen. “Ben nooit té stellig, morgen kan zich zomaar een nieuwe werkelijkheid aandienen!”

Een synthese
Het boek van Govert Schilling is een prachtige illustratie van hoe wetenschap werkt. Hoe slimme mensen als een Albert Einstein ‘iets’ bedenken (in dit kader vooral de algemene relativiteitstheorie) en hoe vervolgens theoretici én ‘data’- verzamelaars met zo’n idee aan de slag gaan. Om die theorie te bevestigen, dan wel onderuit te schoffelen. En hoe de mens slimme manieren bedenkt om dit soort onvoorstelbare theorieën te bewijzen.

In wezen heeft het een eeuw geduurd voordat definitief bewezen kon worden dat zwaartekrachtgolven – die de algemene relativiteitstheorie als het ware voorschrijft –  daadwerkelijk bestaan en hun invloed op alle materie in het heelal uitoefent. Op ontzagwekkend grote afstanden.

Het boek van Govert Schilling is een soort synthese van heel veel wetenschappelijk onderzoek van de laatste eeuw. Zeg maar sinds Einstein in 1905 met zijn speciale relativiteitstheorie kwam aanzetten en Nils Bohr en anderen iets later de kwantummechanica postuleerden.

Uiteraard kan hij in zijn boek niet ‘alles’ meenemen. Het zogenaamde Higgs-deeltje – dat enkele jaren geleden definitief werd aangetoond – komt niet aan de orde. Hij heeft het amper over de manier waarop materie is samengesteld. Behalve wanneer hij uitlegt hoe zwaardere deeltjes ontstaan als zeer grote én zware sterren aan het einde van hun leven ontploffen en op dat moment goud of platina worden ‘gesmeed’.

De Nobelprijs
Aan alles kun je in het boek aflezen dat Govert Schilling zijn boek af had voordat de Nobelprijs voor natuurkunde in oktober 2017 werd uitgereikt.

Hij heeft het verschillende keren over de mogelijkheid dat enkele heren – die nauw betrokken zijn bij dit onderzoek – deze prijs dít jaar zouden krijgen. En dat gebeurde ook.

Op 3 oktober 2017 werd bekend dat theoreticus Kip Thorne, ’techneut’ Rainer Weiss en organisator Barry Barish de Nobelprijs voor natuurkunde 2017 kregen. Schilling verwijst in zijn boek vooral herhaaldelijk naar Kip Thorne en Rainer Weiss.

Klap op de vuurpijl
Ik kan me vergissen, maar vermoed dat serieuze kranten in Nederland iets fout hebben gedaan op dinsdag 17 oktober 2017.

Twee weken nadat de Nobelprijs voor natuurkunde bekend werd gemaakt kwam er ‘een spectaculaire ontdekking’ (woorden Govert Schilling).

De hoofdredacties van NRC en Volkskrant verzuimden echter dat nieuws (groot) op de voorpagina te brengen. In De Volkskrant gingen de Jihadbruiden voor. In het licht van de ‘eeuwigheid’ een futiliteit. Gelukkig werd er op een andere plek in de krant uitvoerig over geschreven. Govert Schilling kreeg in ‘zijn’ Volkskrant een volle pagina. Daar had hij het over Einsteingolven, een woord dat wellicht beter beklijft dan zwaartekrachtgolven (Ook Einsteingolven na sterrenclash).

Niet alleen werd bekend gemaakt dat LIGO wederom een zwaartekrachtgolf had ontdekt, maar dat vervolgens (maar liefst) zeventig andere door de mens gebouwde instrumenten op de plek in het heelal gericht werden waar de golf vandaan kwam. Vooral werd nogmaals bewezen dat zwaartekrachtgolven bestaan én dat de techniek die ten grondslag ligt aan LIGO een zeer krachtig instrument voor de onderzoekende mens zal blijken te zijn.

Precies zoals Govert Schilling in zijn boek al voorzag. Hij had het daar al over de oorzaak voor alle opwinding rond 17 oktober. Zwaartekrachtgolven ontstaan niet alleen als zwarte gaten op elkaar ‘knallen’, zoals bij de eerste ontdekking in 2015, maar ook als zware (neutronen)sterren botsen. En dan ontstaan zware ,metalen als goud en platina.

Afsluitend
Het moet raar lopen als Deining in de ruimtetijd : Einstein, zwaartekrachtgolven en de toekomst van de astronomie van Govert Schilling niet genomineerd wordt voor het beste populair-wetenschappelijke boek van 2017. En die prijs wint.

De Wereld Draait Door – Bewijs zwaartekrachtgolven gevonden (11 februari 2016)

De Wereld Draait door – Bron van zwaartekrachtgolven waargenomen (16 oktober 2017)

Enkele boeken van Govert Schilling
Einsteins gelijk : een abc van zwaartekrachtgolven (2016)
Schitterend heelal : 25 jaar Hubble : aarde en mens in een onbegrensd universum (2015)
Handboek sterrenkunde (zevende herziene druk) (2015)
Oerknal : een definitief abc van de kosmologie (2014)
Deep space : een visuele verkenningstocht naar de rand van het heelal en het begin van de tijd (2014)
Higgs : het elementair abc van een elementair deeltje (2012)
Evoluerend heelal : de biografie van de kosmos (2003)

Schilling schrijft ook vaak boeken voor kinderen van de basisschool

Brian Greene. De ontrafeling van de kosmos : over de zoektocht naar de theorie van alles (2004)

Enkele artikelen op New Scientist
‘Alsof we niet alleen naar het heelal kijken, maar er ook naar luisteren’ (17 oktober 2017)
Zwaartekrachtsgolf van botsende neutronensterren onthult oorsprong van goud (16 oktober 2017)
Waarom de vermoedelijke nieuwe ontdekking rond zwaartekrachtsgolven zo spannend is (16 oktober 2017)

Citaat 501 (dinsdag 24 oktober 2017)
Homepage Citaten 2017