Luisteren naar het universum — vanuit Australië

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN AUSTRALIË

EEN KANGOEROE heft plotseling zijn kop op en spitst zijn rechtopstaande oren in de richting van een nauwelijks hoorbaar geluid. Het geluid is afkomstig van een serie radiotelescoopantennes die langzaam over rails voortschuiven. In de stilte van het platteland blijven de antennes en het dier nu bewegingloos staan — een merkwaardige mengeling van natuur en techniek.

In de buurt van de Australische stad Narrabri in het landelijke New South Wales zijn dit soort taferelen bij de ATNF (Australia Telescope National Facility) vaak te zien. De serie van zes schotelantennes, waarvan er vijf verplaatsbaar zijn en één op een vaste plaats staat, is verbonden met een schotel van 64 meter doorsnede vlak bij de plaats Parkes en een andere schotel van 22 meter doorsnede bij het nabijgelegen Coonabarabran. Wanneer deze schotels synchroon werken, worden ze in feite één reuzenschotel, die zelfs kan worden uitgebreid door een verbinding met de telescopen bij Tidbinbilla (bij Canberra) en in Hobart (Tasmanië).

Deze ontzagwekkende instrumenten speuren de zuidelijke hemel af — zorgvuldig op zoek naar zijn geheimen. Waarom al die moeite? Een brochure van de ATNF zegt hierover: „Een beetje nieuwsgierigheid leidt tot grootse dingen.”

Het ontrafelen van de geheimen van het universum

De telescoop van Parkes werd in oktober 1961 officieel in gebruik genomen door Lord De L’Isle, de toenmalige gouverneur-generaal van Australië. Enthousiast deed hij de volgende aankondiging: „Dit instrument zal de aandacht van wetenschappers van over de hele wereld trekken en van buitengewoon groot belang zijn voor het ontrafelen van de geheimen van de ruimte.”

Het vertrouwen van de gouverneur-generaal was terecht. De ingebruikneming van deze installatie was een belangrijke gebeurtenis in de radioastronomie, een betrekkelijk nieuwe wetenschap. Het boek Beyond Southern Skies merkt op: „De officiële ingebruikneming van de Parkestelescoop . . . was een speciale dag voor de wetenschap in Australië. De ontwerpfase van de telescoop waarvoor het idee tien jaar eerder was ontstaan, had vier jaar geduurd en de bouw ervan nog eens twee jaar.”

 Dr. David McConnell, beheerder van het Narrabri Center, vertelde Ontwaakt! dat op het zuidelijk halfrond de ATNF de grootste installatie in haar soort is en voegde eraan toe: „Radioastronomen uit de hele wereld komen naar de ATNF voor wetenschappelijk onderzoek en om het heelal te bestuderen. De unieke ligging van de ATNF biedt hiervoor een uitstekende toegankelijkheid tot de zuidelijke hemel.”

Zien wat onzichtbaar is

In tegenstelling tot optische telescopen verzamelen radiotelescopen informatie in de vorm van radiostraling die wordt geïnterpreteerd en geanalyseerd en vervolgens in zichtbare beelden wordt omgezet. Dat is geen eenvoudige taak, want radiosignalen zijn bijzonder zwak.

Als bijvoorbeeld de totale hoeveelheid energie van de radiosignalen die in de afgelopen veertig jaar door de Parkestelescoop werden opgevangen, in elektriciteit voor het huishouden zou worden omgezet, zou een gloeilamp van 100 watt hiermee slechts een honderd miljoenste deel van een seconde branden! Dit zegt Rick Twardy, van de afdeling Scientific Services van de ATNF in Parkes. De verzamelde gegevens worden meteen naar een correlator gestuurd, een enorme computer die onderlinge verbanden legt tussen alle door de antennes opgevangen signalen. „De correlator van de radiosterrenwacht Narrabri kan zes miljard informatie-eenheden per seconde verwerken”, legde McConnell uit. De resultaten worden verder verwerkt en vervolgens doorgegeven aan het ATNF-hoofdkantoor in Sydney, waar ze worden omgezet in radiobeelden. Als die beelden worden gecombineerd met gegevens die met optische telescopen worden verkregen, worden enkele van de ontzagwekkende wonderen van het heelal onthuld.

De radiotelescopen kunnen echter ook afzonderlijk voor specifieke onderzoeksprojecten worden gebruikt. Zeer zwakke radiosignalen bijvoorbeeld, zoals die door pulsars worden uitgezonden, worden beter ontvangen en verwerkt door grotere, enkelvoudige schotelantennes, zoals die in Parkes. Die telescoop is daarom heel belangrijk geweest voor de ontdekking van meer dan de helft van alle bekende pulsars in het universum. Hij werd ook gebruikt om beelden van de eerste wandelingen op de maan door te geven en speelde een belangrijke rol bij de reddingsmissie van de Apollo 13. En hij was betrokken bij nog veel meer ontdekkingen, waaronder de Einsteinring en de overblijfselen van een supernova, om maar een paar voorbeelden te noemen. — Zie kader.

Zijn er nog meer beschavingen?

Hoewel de ATNF zich voornamelijk bezighoudt met wetenschappelijk onderzoek en het beantwoorden van gecompliceerde vragen over het universum, gebruikt een kleine groep onderzoekers de ATNF om het antwoord op een andere vraag te vinden: zijn er nog meer beschavingen in het universum? Dat is een vraag die onderzoekers die bekendstaan als exobiologen bezighoudt. De term komt van een combinatie van het Griekse woord exo, dat „buiten” betekent en bios, dat „leven” betekent.

Hoe kunnen radiotelescopen worden gebruikt om die ingewikkelde vraag te beantwoorden? Een aantal exobiologen gelooft dat als er nog meer beschavingen in het universum zouden bestaan, die waarschijnlijk veel ouder zouden zijn dan de onze en daarom kennis zouden hebben van radiosignalen en deze zouden gebruiken om contact te leggen met de aarde. Enkele wetenschappers hebben goede  hoop dat er beschavingen zullen worden ontdekt die min of meer op de onze lijken.

Maar velen zijn daar niet zo zeker van. Sommige exobiologen geven zelfs toe dat opgevangen radiosignalen die op leven in het universum leken te duiden, „van één beschaving afkomstig bleken te zijn — de onze”! Dr. Ian Morison, die verantwoordelijk is voor het functioneren van de Britse radiotelescoop in Jodrell Bank, zei: „Twintig jaar geleden dachten we dat er misschien wel een miljoen andere beschavingen in ons sterrenstelsel bestonden. Nu raak ik er meer en meer van overtuigd dat het menselijke ras heel bijzonder is.”

Hoe bijzonder de menselijke beschaving ook mag zijn, we creëren wel veel problemen voor astronomen en belemmeren in feite hun pogingen om informatie uit het universum te verzamelen. Door de elektronische ruis die we veroorzaken, wordt het steeds moeilijker om naar het universum te luisteren.

Stilte alstublieft! Ik probeer te luisteren

Sterkere, door mensen gegenereerde radiogolven overstemmen de natuurlijke radiogolven die door hemellichamen worden uitgezonden zelfs dusdanig dat „de ether oorverdovend is geworden”, bericht Science News. Die storing wordt veroorzaakt door computers, magnetrons, mobieltjes, tv- en radio-uitzendingen, militaire radar, drukke gesprekken van luchtverkeersleidingen, en satellietsystemen. De signalen daarvan moeten uit de signalen gefilterd worden die ons vanuit de sterrenstelsels in de ruimte bereiken.

Om niet zo veel last te hebben van de storingen, zijn radiotelescopen in Australië en andere delen van de wereld op afgelegen lokaties neergezet. Toch is dit misschien nog niet afgelegen genoeg. „Radioastronomen zijn bang dat er binnenkort geen stille plekken meer zijn voor hun onderzoek. . . . Misschien kunnen ze hun telescopen ooit neerzetten op een plek die vermoedelijk stil zal blijven: de achterkant van de maan”, bericht een artikel in Science News op klagende toon.

Maar ondanks al die moeilijkheden onthult het onderzoek van de ATNF details van een schitterend universum die we met ons blote oog nooit zouden kunnen waarnemen. Dat zou ons allen de gelegenheid moeten geven na te denken over de schoonheid van onze aarde in dit ontzagwekkende universum en ons met dankbaarheid jegens de Maker van hemel en aarde moeten vervullen.

[Kader/Illustraties op blz. 16, 17]

WAARUIT BESTAAT HET UNIVERSUM?

Sterrenstelsels

Grote aantallen sterren die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden

[Illustratie]

Radiobeeld van het sterrenstelsel M81

[Verantwoording]

Image courtesy of NRAO/AUI/NSF

Quasars

Mogelijk de verste en helderste sterachtige objecten in het universum

[Illustratie]

Radiobeeld van een quasar op een afstand van zes miljard lichtjaren. Naar verluidt ontleent hij zijn energie aan een superzwaar zwart gat

[Verantwoording]

Copyright Australia Telescope, CSIRO

Pulsars

Hemellichamen, naar algemeen wordt aangenomen snel roterende neutronensterren, die met een zeer grote regelmaat stralingspulsen, vooral radiogolven, uitzenden

[Illustratie]

In dit in zichtbaar licht opgenomen beeld is het vage object in het midden van de Krabnevel een pulsar

[Verantwoording]

Hale Observatory/NASA

Nova’s

Sterren die plotseling duizenden keren helderder worden en vervolgens weer geleidelijk zwakker worden tot hun oorspronkelijke sterkte

Supernova’s

Nova’s die miljoenen malen helderder zijn dan de zon

[Illustratie]

Overblijfsel van een supernova: radiobeeld in rood, röntgenfoto in blauw, zichtbaar licht in groen

[Verantwoording]

X-ray (NASA/CXC/SAO)/optical (NASA/HST)/radio (ACTA)

Einsteinringen

Kan het ene sterrenstelsel achter het andere schuilgaan? Niet als ze exact op één lijn liggen. Het sterrenstelsel op de voorgrond fungeert als een enorme gravitatielens en buigt het licht of de radiogolven van het achterste sterrenstelsel af tot een soort lichtringen

[Verantwoording]

HST/MERLIN/VLBI National Facility

[Diagram op blz. 17]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

Net als röntgenfoto’s het inwendige van een menselijk lichaam kunnen laten zien, kunnen radiobeelden ons tonen wat er zich in het universum afspeelt

RADIO

MICROGOLVEN

INFRAROOD

ZICHTBAAR

ULTRAVIOLET

RÖNTGENSTRALEN

GAMMASTRALEN

[Verantwoording]

Steven Stankiewicz

[Illustratie op blz. 15]

Boven: Vijf van de zes antennes vlak bij Narrabri

[Verantwoording]

S. Duff © CSIRO, Australia Telescope National Facility

[Illustratie op blz. 15]

De schotelantenne bij Parkes, doorsnede 64 meter

[Verantwoording]

Photo Copyright: John Sarkissian

[Illustratieverantwoording op blz. 15]

J. Masterson © CSIRO, Australia Telescope National Facility