Een ongekend grote telescoop voor zwaartekrachtgolven in Limburg biedt allerlei kansen voor Nederland. Die boodschap stond gisteren centraal in een presentatie voor politici, wetenschappers en mensen uit het bedrijfsleven.

De Einstein Telescope moet hij gaan heten: een nieuwe detector voor zwaartekrachtgolven die bestaat uit een driehoek van ondergrondse tunnels met zijden van 10 km. En als het aan natuurkundige Jo van den Brand en andere voorstanders ligt, wordt dit enorme project niet ergens in het buitenland gerealiseerd, maar in ons eigen Limburg.

Van den Brand, sinds kort woordvoerder van de Europese zwaartekrachtgolvendetector Virgo, pleitte voor de telescoop in de Nieuwspoort, Den Haag, tegenover een publiek met onder meer minister Lilianne Ploumen en staatssecretaris Sander Dekker. Ook Stan Bentvelsen, directeur van het nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef, en Twan Beurskens, gedeputeerde van de provincie Limburg, spraken zich op het podium uit voor het project.


Het verleden in turen

Zwaartekrachtgolven, zo legde Van den Brand uit, zijn het uitzetten en krimpen van de ruimte zelf, een verschijnsel dat onder meer optreedt als twee zwarte gaten samensmelten. Deze golven bewegen vervolgens met de lichtsnelheid door de ruimte, om zonder enige verzwakking bij de aarde aan te komen. Daar werd op 14 september 2015 voor het eerst zo’n golf gemeten, door het Amerikaanse experiment LIGO. (Lees: 'Bestaan zwaartekrachtgolven aangetoond'.) Sindsdien zijn er nog twee van zulke detecties gemeld.

Maar met LIGO en diens Europese tegenhanger Virgo zien we eigenlijk maar een klein stukje van het universum, vervolgde Van den Brand: minder dan een tiende van een promille. De tien keer zo gevoelige Einstein Telescope zal gebeurtenissen kunnen waarnemen die veel verder weg van de aarde plaatsvonden. Aangezien de zwaartekrachtgolven die hierbij ontstonden veel langer onderweg zijn geweest naar de aarde, zullen we daarmee ook dieper het verleden in kunnen turen. Tot enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal zelfs, nog voor de vorming van de eerste sterren in het heelal.


Dempende lagen grond

‘Als we het over een normale telescoop hadden gehad, dan kon je Nederland wel vergeten als locatie’, zei Van den Brand. ‘Dan moet je ergens op een berg in Chili gaan zitten.’ Daar is het immers droog en donker genoeg voor een goed zicht op de sterren. Maar bij een telescoop voor zwaartekrachtgolven speelt dat allemaal niet – en dus is ons land ineens wél een optie.

Sterker nog, met name Zuid-Limburg bleek zelfs bij uitstek geschikt voor de Einstein Telescope. Sowieso omdat een groot deel van het gebied vanwege het toerisme is uitgeroepen tot stiltegebied, waardoor er weinig zware industrie te vinden is – en daarmee ook minder trillingen waar een zwaartekrachtgolvendetector last van heeft. Bovendien bleek uit proefboringen dat de Limburgse bodem een heel gunstige opbouw heeft: harde rots met daarboven zachtere lagen grond die trillingen afkomstig van het oppervlak heel effectief dempen.

Nu is het wel zo dat Limburg in Nederland het gebied is met het grootste risico op aardbevingen. Dat lijkt moeilijk te rijmen met ondergrondse precisie-instrumenten die onvoorstelbaar kleine afwijkingen moeten gaan meten. Hiernaar gevraagd vertelde Van den Brand dat Virgo, gelegen vlakbij het Italiaanse Pisa, en de Japanse zwaartekrachtgolvendetector KAGRA zich óók in aardbevingsgebied bevinden. Dat staat het functioneren van zo’n machine dus niet in de weg, behalve als er daadwerkelijk een aardbeving gaande is; dan kunnen er simpelweg geen metingen worden gedaan.


Drieduizend banen

Limburg heeft als locatie ook voordelen van een heel andere orde, benadrukten de sprekers. De provincie bevindt zich namelijk het kennisgebied tussen Leuven, Aken, Maastricht en Eindhoven, dus er zit veel wetenschappelijke en technische kennis in de buurt. Bedrijven als ASML en VDL zouden bijvoorbeeld bijdragen kunnen leveren aan de detector.

Het enthousiasme van de provincie Limburg is ook niet puur gestoeld op de te verwachten wetenschappelijke resultaten. Naar schatting brengt het project, waarvan de kosten worden geraamd op 1,1 miljard euro, zo’n drieduizend banen met zich mee.

De volgende stappen zijn het opzetten van concrete samenwerkingen met België en Duitsland, en het opstellen van een innovatief R&D-programma met de industrie. Dat zou allemaal nog dit najaar moeten gebeuren. De coördinatie met de VS moet in de zomer van 2018 verder worden uitgewerkt. In 2020 hoort er dan een uitgewerkt plan voor een Limburgse Einstein Telescope te liggen.


Driehoek of L-vorm?

Daarbij is het dan zoals gezegd in principe de bedoeling dat er drie tunnels van elk 10 km in een driehoek worden aangelegd. Of dat ook echt de vorm wordt, is echter nog niet duidelijk, zei Van den Brand na afloop van zijn presentatie. Een driehoekige detector is namelijk vooral voordelig als er wereldwijd maar één zo'n gevoelige detector wordt gebouwd. Die kan namelijk in zijn eentje vaststellen waar de bron van een bepaalde zwaartekrachtgolf zich bevindt.

De VS, Australië en China hebben echter plannen voor eigen toekomstige detectoren. Mochten die er inderdaad komen, dan zijn er straks meerdere grote detectoren verspreid over het aardoppervlak. Als die samenwerken, kunnen ze óók de plaats van herkomst van zwaartekrachtgolven bepalen - en daarmee verliest de beoogde driehoekvorm van de Einstein Telescope dus zijn belangrijkste voordeel. In dat geval is het waarschijnlijker dat er wordt gekozen voor een L-vorm, net als LIGO en Virgo nu hebben. Maar ach: de L van Limburg ... Ook dat heeft wel wat.
 

Beeld: Nikhef
 

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.