De eerste waarneming van zwaartekrachtgolven drie jaar geleden was een van de grootste doorbraken in de moderne natuurkunde. Of toch niet? Een groep Deense wetenschappers heeft ernstige twijfels over de destijds uitgevoerde analyse, waar ook VU-wetenschappers bij betrokken waren.
“Dit is echt groter nieuws dan de Nobelprijs,” zo duidt Gijs Nelemans, hoogleraar sterrenkunde aan de Radboud Universiteit, de ontdekking van zwaartekrachtgolven tijdens een interview bij De Wereld Draait Door op 11 februari 2016. Ook aan tafel zit Jo van den Brand, hoogleraar natuurkunde aan de Vrije Universiteit, die de ontdekking “absoluut spectaculair” noemt. Diezelfde dag hadden zij samen met honderden andere wetenschappers van de Ligo- en Virgo-collaboraties een artikel gepubliceerd waarin de eerste waarneming van zwaartekrachtgolven ooit werd gepresenteerd. De ontdekking leidde niet alleen tot een Nobelprijs, maar werd ook gezien als de geboorte van een nieuw vakgebied binnen de natuur- en sterrenkunde.
Steen in een vijver
Zwaartekrachtgolven zijn een voorspelling van Einsteins beroemde algemene relativiteits- theorie. Wanneer twee zware objecten om elkaar heen draaien wordt de ruimtetijd, het geraamte van ons heelal, steeds uitgerekt en weer samengeperst. Dat veroorzaakt golven in de ruimtetijd. Je kunt het vergelijken met de rimpelingen in het water wanneer je een steen in een vijver gooit.
Volgens de Deense wetenschappers is niet vast te stellen of het signaal daadwerkelijk afkomstig is van een sterrenkundige gebeurtenis
De zwaartekrachtgolven die de onderzoekers observeerden waren afkomstig van het cirkelen en samensmelten van twee zwarte gaten, allebei ongeveer dertig keer zo massief als onze zon. Ze zijn alleen nog steeds zo zwak dat ze moeilijk te onderscheiden zijn van andere trillingen, bijvoorbeeld van een langsrijdende bus. Om dat soort ruis te omzeilen vergelijkt het Ligo-consortium data van twee verschillende detectoren in de Verenigde Staten: een in Livingston, in de staat Lousiana, en een in Hanford, Washington. Als een signaal in beide detectoren wordt opgemerkt met het juiste tijdsverschil is er sprake van een zwaartekrachtgolf. Althans, zo lijkt het.
Rumoer over ruis
Maar een groep wetenschappers van het Niels Bohr instituut in Denemarken heeft stevige kritiek op de analyse van Ligo en Virgo ten tijde van hun ontdekking. De Denen, onder leiding van Andrew Jackson, publiceerden drie artikelen waarin ze de data opnieuw analyseren. De kritiek gaat over de methode die het signaal scheidt van ruis aan de hand van zogenaamde templates. Door Einsteins vergelijkingen op te lossen voor twee samensmeltende zwarte gaten kan men een ‘voorbeeld’-signaal (template) produceren om dat vervolgens te vergelijken met de data.
De Denen stellen nu dat de gebruikte data nog niet genoeg ‘opgeschoond’ zijn om die vergelijking te kunnen maken. Daardoor is het volgens de Deense wetenschappers niet vast te stellen of een signaal daadwerkelijk afkomstig is van een sterrenkundige gebeurtenis. “We denken dat LIGO er niet in is geslaagd overtuigend bewijs te leveren voor de meting van ook maar één zwaartekrachtgolf,” zegt Jackson tegen het Amerikaanse populairwetenschappelijke tijdschrift New Scientist.
Te kortzichtig
Jo van den Brand, destijds betrokken bij de data-analyse door Ligo-Virgo, vindt de kritiek te kortzichtig. “De discussie gaat enkel over de templates, maar we hebben nog een tweede, onafhankelijke analyse gedaan die helemaal geen gebruik maakt van templates.” Die analyse negeren de Denen volgens Van den Brand. “Daarnaast hebben anderen ook onze data geheranalyseerd en wél onze zwaartekrachtgolven teruggevonden,” voegt hij nog toe.
Naar aanleiding van het artikel in New Scientist heeft Ligo aangekondigd een paper te gaan publiceren met een gedetailleerde uitleg van hoe zij de ruis analyseren. “Het is jammer hoe deze discussie in pers gevoerd wordt en niet via wetenschappelijke kanalen. Daarom schrijven wij een peer-reviewed artikel waarin we onze analyse zo duidelijk mogelijk opschrijven,” aldus Van den Brand.
Van den Brand denkt niet dat daarmee de discussie wordt beslecht. “Men heeft zich stevig ingegraven. Ik heb zo langzamerhand niet meer het gevoel dat waarheidsvinding nog het doel is.” Ligo en Virgo gaan hen dus nog één keer proberen te overtuigen, maar of de Denen zich gewonnen zullen geven is nog maar de vraag.