Dichter bij de oerknal

Dichter bij de oerknal
UN, 7 februari 2004
Over twee jaar worden in het Drentse landschap de grootste radiotelescoop en een van de krachtigste
computers ter wereld gebouwd. De telescoop bestaat uit een aaneenschakeling van 25.000 kleine antennes
geplaatst in een cirkel meteen diameter van 350 kilometer. Het project gaat signalen opvangen van
melkwegstelsels die meteen na de oerknal zijn ontstaan.
E erst even een misverstand uit de wereld helpen. Radioastronomen `luisteren' niet wat er in het heelal gebeurt, ze
`kijken'. In de bekende film Contact zit Jody Foster weliswaar met een koptelefoon op naar buitenaardse piepjes en
bliebjes te speuren, maar dat is pure Hollywood-kolder.
Astronomen speuren met telescopen naar elektromagnetische straling uit de ruimte. Omdat die straling diverse
(trillings)golflengtes kan hebben, heb je optische telescopen nodig om lichtstraling te kunnen zien en
radiotelescopen om radiogolven op te vangen. In beide gevallen wordt de opgevangen informatie digitaal omgezet in
een grafische beeld. Astronomen kijken dus naar radiogolven, ze luisteren niet.
Nederland is al meer dan 50 jaar toonaangevend op het gebied van radioastronomie. De veertien radiotelescopen
die over een lengte van drie kilometer in het Drentse Westerbork staan, zijn de grootste en gevoeligste in hun soort.
Westerbork speurt naar ruimtestraling met frequenties boven de 250 megahertz (MHz). Met radiotelescopen zijn
objecten in het heelal te zien, die voor optische telescopen vaak onzichtbaar blijven, bijvoorbeeld de pulsarstraling.
Door de waarnemingsgegevens van licht- en radiotelescopen te combineren zijn onder andere ooit de `zwarte gaten'
ontdekt.
De nieuw te bouwen radiotelescoop bij Exloërveen - Lofar genaamd - richt zich juist op ruimtestraling met lage
frequenties van 10 tot 250 MHz. Dat was tot voor kort onmogelijk doordat de buitenste luchtlagen rond de aarde
(de ionosfeer) de ontvangst zodanig stoorden dat er geen scherpe beelden mogelijk waren. Door de enorme
rekenkracht van hypercomputers en de inzet van 25.000, via glasvezelkabels gekoppelde, antennes moet het vanaf
2006 mogelijk zijn die heel zwakke astronomische signalen toch te scheiden van de miljoenen signalen van mobiele
telefoons en radio- en televisiezenders die rond de aarde zweven.
Elke Lofar-antenne bestaat uit vier pvc-buizen in de vorm van een piramide met in de top een versterker die
radiogolven opvangt. Twaalfduizend antennes van twee meter hoog komen rond het
moederstation in Exloërveen te staan. Daar wordt 320 hectare grond voor aangekocht van 40 landbouwers. Er is
met opzet voor dit afgelegen akkergebied gekozen, omdat er veel ruimte is, weinig verkeer, weinig industrie en dus
weinig storende elektromagnetische straling.
De overige 13.000 antennes waaieren langs slingervormige lijnen uit tot diep in Noorden Midden-Duitsland. Elke
nieuwe spot is 2 tot 4 hectare groot en telt zo'n honderd antennes. Doordat alle spots onderling met elkaar en met
de hypercomputer zijn verbonden, ontstaat er in een kring van 350 kilometer een reuzentelescoop.
Met deze 'platte-antennetechnologie' heeft Lofar een capaciteit die honderd keer hoger is dan die van de veertien
telescopen die nu in Westerbork staan en hiermee kunnen de astronomen straks straling met zeer lage frequenties
(Lofar: Low Frequency Array) opvangen van melkwegstelsels die kort na de oerknal zijn ontstaan. De stelsels zijn zo
ver van ons verwijderd dat hun straling er 14 tot 15 miljard jaar over doet om ons te bereiken. „Er staan ons
gegarandeerd astronomische verrassingen te wachten," zegt Mark Bentum van Astron, het instituut dat het Lofarproject draagt en met hulp van de Nederlandse en Europese overheid, internationale universiteiten en
technologische bedrijven, de kosten van 150 miljoen euro betaalt. „We gaan straks met totaal andere ogen het
heelal onderzoeken. Met deze nieuwe informatie kunnen we meer te weten komen over de oerknal en het ontstaan
van de eerste sterren en planeten. Het eerste element dat zich na de oerknal vormde was waterstof. Ik denk dat we
straks unieke plaatjes van letterlijk oeroud waterstof te zien krijgen. Wie weet ligt er op termijn een Nobelprijs in
het verschiet." Via Lofar kunnen extreme uitbarstingen op onze zon straks veel eerder worden waargenomen.
Bentum: „Hoe eerder je zo'n zonnestorm ontdekt, des te meer tijd je hebt om de duizenden satellieten om de aarde
commando's te geven waardoor de kwetsbare zonnepanelen niet worden beschadigd door de kosmische deeltjes in
zo'n storm."
Blijft de vraag waarom het Lofar-project in en rond Nederland komt, een van de dichtstbevolkte gebieden op aarde.
Waarom zijn de 25.000 antennes niet in een Amerikaanse of Australische woestijn gesitueerd? Mark Bentum:
„Nederland is wetenschappelijk gezien misschien niet de meest ideale plek. Er zijn gebieden waar we veel minder
last hebben van storende radio- en televisiestraling. Maar economisch is het wel een ideaal gebied. Het
hoofdkantoor van Astron zit al in Dwingeloo. En de supersnelle glasvezelkabel die voor het project wordt aangelegd,
kan ook door andere bedrijven, scholen, universiteiten en overheden in Nederland en Duitsland worden gebruikt.
Dit meeliften van derden maakt het project rendabel. Nooit eerder is er zo'n grote computer gebouwd voor het
verwerken van zoveel signalen en data. Dan te bedenken dat Lofar in feite slechts een voorfase is van een nóg groter
project: SKA (Square Kilometer Array). De koppeling van vele duizenden kleine antennes, zodat er opgeteld een
`opvangende oppervlakte' van één vierkante kilometer ontstaat. En anders dan Lofar gaat SKA de ruimte afspeuren
naar signalen tussen de 200 megahertz en de 20 gigahertz. Maar dan zitten we ergens in het jaar 2020.