EinsteinTelescope

Einstein Telescope
1/2
Het Einstein Observatorium (ET) is een zogenaamde derde-generatie-gravitatiegolf-detector,
die honderd keer gevoeliger is dan de huidige instrumenten. Net zoals de eerste twee
generaties detectoren, zal ook ET gebaseerd zijn op de meting van minieme veranderingen
(kleiner dan een atoomkern) in de lengtes van de twee, 10 kilometer lange, verbonden
armen, veroorzaakt door een passerende gravitatiegolf. Laserbundels in de armen slaan het
periodieke uitrekken en krimpen op als interferentiepatronen in de centrale detector.
Hiermee zal men in staat zijn precisiemetingen uit te voeren met gravitatiegolven - uiterst
kleine rimpels in het weefsel van ruimtetijd - waarvan voorspeld is dat ze zijn ontstaan uit
kosmische catastrofen als samensmeltende zwarte gaten en ineenstortende supernovae. Het
biedt ook de mogelijkheid tot onderzoek van de vroegste gebeurtenissen in het heelal direct
na de oerknal, hetgeen op dit moment nog onmogelijk is.
De Einstein Telescoop zal een nieuw venster openen op ons heelal door direct de rimpels in
ruimtetijd te detecteren, die gegenereerd worden door de meest energetische objecten en
gebeurtenissen in ons universum. Dit levert belangrijke mogelijkheden voor precisiemetingen
van de effecten van sterke en dynamische gravitatievelden. Dergelijke metingen onthullen elk
eventueel mankement in het zo solide en succesvolle bouwwerk van Einsteins algemene
relativiteitstheorie en zullen ons de weg wijzen naar de echte theorie van gravitatie. Deze
verenigt de principes van relativiteit met kwantummechanica. Omdat gravitatiegolven
praktisch zonder verzwakking doordringen in alle gebieden van ruimte en tijd, kan ET golven
meten afkomstig van gebieden met de grootste materiedichtheid, de vroegste stadia van de
Big Bang, en de meest extreme krommingen van ruimtetijd.
Einstein Telescope
2/2
Nederland draagt bij aan de selectie van de locatie en de benodigde infrastructuur. De
Einstein Telescope is een verzameling interferometers met elk 10 km lange armen, die
ondergronds bedreven wordt in een ultrahoog vacuüm en cryogene omgeving. Dit houdt in
dat er wordt gekeken naar geologie, seismische activiteit, optische-, vacuüm- en
cryosystemen, uitlijnen, etc.
De indrukwekkende gevoeligheid zal bereikt worden door ET ondergronds te bouwen, op een
diepte van 100 tot 200 meter. Dit om de effecten van resterende seismische bewegingen te
reduceren. Ook maakt de ondergrondse locatie het mogelijk om grotere gevoeligheden bij
lage frequenties (tussen 1 en 100 hertz) te bereiken. Met ET kunnen gravitatiegolven in het
hele frequentiegebied dat op aarde meetbaar is – tussen 1 Hz en 10 kHz – gedetecteerd
worden. Een observatorium met een dergelijk gevoeligheidsniveau zal de detectie van
gravitatiegolven transformeren tot een routinematig bruikbaar astronomisch instrument. Een
belangrijk doel is om informatie over gravitatiegolven te leveren, die de waarnemingen van
telescopen die elektromagnetische straling (van radiogolven tot gammastraling) meten en
andere instrumenten die hoge-energiedeeltjes uit de ruimte detecteren (astrodeeltjesfysica)
aanvullen.
Het observatorium bestaat uit drie genestelde detectoren. Eén interferometer zal
laagfrequentie-gravitatiegolfsignalen (2 tot 40 Hz) detecteren, terwijl de andere de
hoogfrequente componenten meet. De configuratie is zo ontworpen dat het observatorium
verder ontwikkeld kan worden door toekomstige verbeteringen te implementeren. Zo kan het
zowel zijn voordeel doen met ontwikkelingen in interferometrie, als reageren op een
veelvoud aan wetenschappelijke doelen.