Waarom LIGO waarschijnlijk nog geen gravitatiegolf heeft gevonden

Op 18 september ging in de VS het experiment LIGO weer van start, met een berg nieuwe hardware aan boord. En welgeteld één week later bracht kosmoloog Lawrence Krauss via Twitter het gerucht de wereld in dat LIGO al in zijn opzet geslaagd zou zijn: een directe detectie van een gravitatie- of zwaartekrachtsgolf.

Dat zou wel héél erg vlug zijn – en bovendien een beetje lullig voor Europa. In Italië staat men namelijk ook op het punt om een opgewaardeerd gravitatiegolvenexperiment opnieuw met zijn zoektocht te laten beginnen: Virgo. En dat zou zich dan de kaas van het brood hebben laten eten door een vergelijkbare Amerikaanse opstelling die nét even een paar maanden eerder gereed was om het werk te hervatten?

Nepsignaal

Nou, waarschijnlijk niet. Ik bezocht Virgo en liet me daar vertellen dat het de gewoonte is om af en toe een nepsignaal het experiment in te sturen, om het hele proces te testen. Niemand buiten de commissie die over dat soort signalen gaat weet dan dat het om een nepsignaal gaat. Het wordt dan ook behandeld als een echt signaal – en dan blijkt aan het verhaal pas of er sprake is van een ontdekking of een test. Dat zorgt er ook voor dat betrokkenen niet gauw iets zullen lekken naar buiten. Als de kans groot is dat wat er is gemeten nep is, zet je jezelf alleen maar voor gek als je al juichend naar de pers bent gerend.

LIGO werkt op dezelfde manier – en de eerste week dat zo’n experiment weer draait lijkt een uitstekend moment voor zo’n test. De nieuwe componenten zitten op hun plek, iedereen hoort zijn taak te kennen als er iets wordt gevonden… Dus waarom niet eens kijken of alles ook echt gaat zoals het hoort te gaan?

Wel zal iedereen die bij het experiment betrokken is, bij een signaal in de eerste week op zijn klompen aanvoelen dat het om een test gaat. Dat wil zeggen: bijna iedereen dus. Op zijn minst één iemand lijkt ook al bij het signaal van eind september te zijn meegesleept in zijn enthousiasme, en iemand erover te hebben verteld. Een stagiair misschien, die nog niet helemaal had begrepen hoe dit soort experimenten werken – en die nu achter zijn bureau héél hard zit te hopen dat niemand hém verdenkt te hebben gelekt.

LIGO Livingston - luchtfoto

Luchtfoto van een van de twee LIGO-opstellingen: die bij Livingston. (Foto: Caltech/MIT/LIGO Lab)

Of, tja… Het is niet onmogelijk dat het een echt signaal betreft – maar erg waarschijnlijk is het volgens mij niet. Nieuwe hardware of niet, er moet wel maar net een gebeurtenis in het heelal plaatsvinden die meetbare en begrijpbare gravitatiegolven produceert. De kans dat je dat soort golven detecteert wordt voor experimenten die allerlei verbeteringen hebben ondergaan natuurlijk een stuk groter – maar zoveel groter dat je eerst jarenlang niets meet en dan na de upgrade gelijk beet hebt?

Bovendien is het in elk geval bij Virgo zo dat het experiment stapsgewijs naar de geplande grotere gevoeligheid wordt gebracht. Eind dit jaar, als het weer loopt, zal het zelfs qua gevoeligheid nog vergelijkbaar zijn met vóór de upgrade, en dus geen grotere kans op succes hebben dan eerder. Pas vanaf 2018 kun je écht spreken van Advanced Virgo met alles erop en eraan. De nieuwe LIGO lijkt wel al gelijk beter dan de oude, maar ook daar worden waarneemperiodes de komende jaren afgewisseld met ingrepen die de gevoeligheid verder vergroten. Ook dat maakt week één een wel erg vroeg moment voor een detectie.

Concullega’s

Mócht LIGO toch echt iets gemeten hebben, dan zullen we daar sowieso waarschijnlijk pas over een maand of drie meer over horen. Zoveel tijd neemt het experiment namelijk voor de analyse van de gegevens, meldt de nieuwssite van Nature. Ikzelf verwacht dat we dan op zijn best zullen horen ‘het was een test’ (of helemaal niets) – en dat hoop ik ook. Niet alleen omdat anders die hele Virgo-upgrade van de afgelopen jaren toch een beetje zinloos aanvoelt, ook omdat een eerste detectie van een gravitatiegolf een stuk robuuster zal zijn als LIGO én Virgo hetzelfde signaal weten te meten. In die zin zijn beide experimenten eerder collega’s dan concurrenten – al lijken de Amerikanen er toch een beetje een race van te maken.

Meer weten over Virgo en de zoektocht naar gravitatiegolven? In KIJK 11/2015, te verschijnen op 22 oktober, vind je een reportage van mijn hand!

Update: wetenschapsjournalist Arnout Jaspers schrijft op Facebook nog het volgende:

“In ieder geval toen ik LIGO een paar jaar geleden bezocht, hanteerden ze het principe dat de onderzoekers in eerste instantie slechts een steekproef uit de data mochten analyseren op gravitatiegolven. Iedereen mocht daaruit zijn favoriete kandidaat voor een signaal selecteren. Pas geruime tijd later gaat de hele ‘kist’ met data open (‘opening the box’) en kun je checken of dit signaal in de volledige dataset overeind blijft (tussen de overweldigende hoeveelheid ruis). Na slechts een week meten is er nog geen kist vol data waaraan je je signaal kunt toetsen. Dus dit is hoogstens een kandidaat-signaal, lijkt me.”

Dus dat punt is er ook nog (tenzij ze de procedures hebben veranderd in de tussentijd).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *