MiniGRAIL

Gravitational Radiation Antenna In Leiden

Kamerlingh Onnes Laboratory, Leiden University, The Netherlands

Scholieren Site

Het bestaan van gravitatie golven
Het bestaan van gravitatie golven is al bijna een eeuw geleden voorspeld door Albert Einstein in zijn Algemene Relativiteits Theorie (1915).

In de Algemene Relativiteits Theorie wordt de drie dimensionale ruimte zoals wij die kennen, samengevoegd met de tijd tot een zogenaamde vier dimensionale tijd-ruimte. De tijd-ruimte heeft de eigenschap dat hij vervormd kan worden door massa. Je kunt het vergelijken met een laken wat aan de vier punten is vast gespijkerd. Als je een ping-pong balletje in het midden legt, zal het laken niet veel worden vervormd. Het ping-pong balletje is immers erg licht. Leg daar in tegen een bowling bal in het midden, dan zal het laken enorm inzakken. Hoe zwaarder de massa, hoe groter de vervorming van het laken. Het zelfde geldt voor de tijd-ruimte, een neutronen ster zal de tijd-ruimte meer vervormen dan een kleine dwerg en een zwart gat zal de tijd-ruimte weer meer vervormen dan een neutronen ster. De vervorming van de tijd-ruimte wordt ook wel de "kromming" van de tijd-ruimte genoemd.

Schematische weergave van de manier waarop de tijdruimte wordt gekromd door de sterren. (Uit "The Universe" van Stephen Hawking)

De vier dimensionale tijd-ruimte kan in veel opzichten gezien worden als een soort medium met bepaalde materiaal eigenschappen. Zo heeft de tijd-ruimte ook een bepaalde "hardheid", om het te vervormen is een bepaalde kracht nodig. Vergelijk bijvoorbeeld een stuk rubber met een stuk staal. Om het rubber te vervormen is niet zoveel kracht nodig, maar om een stuk staal te vervormen moet je al aardig sterk zijn. Om de tijd-ruimte te vervormen is 10³⁴ keer meer kracht nodig dan om staal te vervormen. De tijd-ruimte is dus een heel hard medium. In "aardse" materialen kunnen zich geluidsgolven voortplanten, het is dus niet verwonderlijk dat zich in de tijd-ruimte ook een soort golven kan voortplanten. We noemen deze golven gravitatie golven.