Europa buigt zich over Einstein Telescoop

Datum: 11 september 2020

Inleiding: Limburg is in de running als locatie voor prestigieuze wetenschappelijke infrastructuur.

Zwaartekrachtsgolven zijn de sleutel tot het ontsluieren van heel wat geheimen over ons heelal. Om die golven in optimale omstandigheden te detecteren, willen wetenschappers uit meerdere landen de Einstein Telescoop bouwen. De Maas-Rijn Euregio is een van de twee potentiële locaties. Europa buigt zich nu over de projectaanvraag.

Honderd jaar geleden lanceerde Einstein zijn theorie over de zwaartekrachtsgolven. Het duurde nog tot 14 september 2015 vooraleer ze voor het eerst werden waargenomen. Natuur- en sterrenkundigen over de hele wereld waren enthousiast. “We kregen een nieuwe manier in handen om het heelal te bestuderen”, vertelt prof. Nick Van Remortel (UAntwerpen). “Observatie van zwaartekrachtsgolven kan leiden tot nieuwe ontdekkingen, bijvoorbeeld over hoe zwarte gaten ontstaan en wat er gebeurde nét na de oerknal. In 2015 ging echt een nieuw tijdperk in de natuur- en sterrenkunde van start.”

Neutronensterren
Zowel Europa als de VS investeerden reeds in detectoren om zwaartekrachtsgolven waar te nemen. De Advanced Virgo (in Europa) en Advanced LIGO (in de VS) lagen reeds aan de basis van adembenemende wetenschappelijke verwezenlijkingen. Zo konden in augustus 2017 de zwaartekrachtsgolven veroorzaakt door het samensmelten van twee neutronensterren geobserveerd worden. Die gebeurtenis werd gelijktijdig door een groot aantal andere instrumenten, zowel op de aarde als in de ruimte, waargenomen en dit over het ganse elektromagnetisch spectrum, gaande van radiogolven tot gammastraling: het begin van het tijdperk van ‘multi-messenger astronomy’ gebruikmakend van zwaartekrachtsgolven. 

“Om het potentieel van deze jonge wetenschapsdiscipline ten volle te benutten is er een nieuwe generatie observatoria nodig”, legt prof. Alexander Sevrin (VUB) uit.  Een consortium van Europese landen en van onderzoeksinstituten uit diverse Europese universiteiten werkten gezamenlijk een project voor de Einstein Telescoop uit. Aan Vlaamse zijde zijn KU Leuven, UAntwerpen, UGent en de VUB betrokken.

Fysica van zwarte gaten
Sevrin: “De Einstein Telescoop zal ons in staat stellen om alle samensmeltingen van stellaire en intermediaire massa zwarte gaten in het ganse oberveerbare universum waar te nemen en zal zo in belangrijke mate bijdragen tot het begrijpen van de evolutie van ons universum. De telescoop zal ook nieuw licht werpen op het ‘Donker Universum’ en zal de rol van donkere materie en donkere energie in onze kosmos mee ophelderen.”

Einstein telescope
Artist rendering van de 3x10km lange driehoek layout van het toekomstige ET project, ingebed op 150m diepte in ofwel de Maas-Rijn regio BEL-NL-GER, of Sardinië in Italië. Elk van de drie hoekpunten of “meetstations” zijn ondergebracht in een ondergronds laboratorium, uitgerust met ultramoderne laser optica, opgahangen aan lange pendels van gemiddeld 15 m hoog (courtesy: NIKHEF, Amsterdam)

Ook het in detail bestuderen van de fysica van zwarte gaten wordt mogelijk. “Deze enigmatische objecten zijn ideaal om de algemene relativiteitstheorie in extreme omstandigheden te testen en te exploreren”, blikt prof. Thomas Hertog (KU Leuven) vooruit. “Daarnaast zal de telescoop jaarlijks duizenden samensmeltingen van neutronensterren detecteren en ons zo toelaten om het gedrag van materie bij enorm grote dichtheid en druk, condities die onmogelijk in een laboratorium gerealiseerd kunnen worden, te bestuderen. Daarenboven zal dit fysici ook in staat stellen om de kernfysica die aan de basis ligt van supernovaontploffingen van sterren te begrijpen.”

Regio wordt al voorbereid
De EU financierde reeds het conceptuele ontwerp van het prestigieuze project. Het consortium diende het dossier nu in met het oog op de herziening van de European Strategic Forum for Research Infrastructures (ESFRI) roadmap. EFSRI buigt zich over de toekomstige grootschalige wetenschappelijke infrastructuren in Europa. Met de politieke steun van België, Italië, Nederland, Polen en Spanje brengt het consortium ongeveer 40 onderzoeksinstellingen en universiteiten uit verschillende Europese landen samen. Haar voorlopig hoofdkwartier is het “European Gravitational Observatory” (EGO) in Italië. Er wordt gehoopt op de realisatie van een zusterproject, “Cosmic Explorer” in de VS. 

De Einstein Telescoop zal ondergebracht worden in de diepe ondergrond (zie figuur). Twee locaties komen in aanmerking: het Italiaanse Sardinië en de Maas-Rijn Euroregio (het drielandenpunt België-Duitsland-Nederland). “Beide regio’s worden nu geëvalueerd en binnen de komende vijf jaren zal beslist worden waar de telescoop gebouwd zal worden”, aldus prof. Nick Van Remortel (UAntwerpen). “Nu al lopen er in ‘onze’ regio twee voortrajecten met Belgische deelname: ETpathfinder en E-TEST. Die projecten krijgen financiële steun van Europa. Tien Belgische universiteiten en onderzoekscentra, Nederlandse universiteiten en de Nederlandse en Vlaamse overheden werken er samen om de regio optimaal voor te bereiden voor dit baanbrekende wetenschappelijk avontuur.”

https://www.einsteintelescope.nl/mediakit/

https://www.etpathfinder.eu/

https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/strategy/european-research-infrastructures/



Link: https://www.einsteintelescope.be