Het best bewaarde geheim van het universum
Oké, stel je dit voor: je probeert een gefluister te horen midden in een rockconcert. Dat is in wezen waar astronomen mee te maken hebben als ze een van de meest fascinerende perioden uit de kosmische geschiedenis proberen te bestuderen: de ongeveer 150 miljoen jaar na de Oerknal, toen het universum volledig donker was. Geen sterren. Geen licht. Alleen... duisternis.
Lange tijd was dit tijdperk voor ons in feite onzichtbaar. We konden het niet zien omdat er nog niets was dat licht kon uitzenden. Maar hier is het punt: al die waterstofgas die toen rondzweefde, was in zekere zin aan het ‘zingen’ – een radiosignaal dat zo ongelooflijk zwak was dat het detecteren ervan voelde als proberen iemand te horen ademen aan de andere kant van de wereld.
Nu heeft een team onderzoekers van de Universiteit van Cambridge iets echt cools gebouwd om eindelijk te kunnen luisteren. Ze noemen het CosmoCube, en het is ongeveer zo groot als een kleine handbagagekoffer. Ik weet niet hoe het met jou zit, maar ik vind het absoluut waanzinnig dat we de geheimen van het vroege universum misschien ontsluiten met iets dat in je bagagecompartiment boven je hoofd past.
Waarom naar de Maan?
Hier wordt het slim. Je vraagt je misschien af: waarom niet gewoon een telescoop vanaf de aarde naar de hemel richten? Daar hebben we er genoeg van.
Nou, er is een probleem – eigenlijk meerdere problemen. Ten eerste fungeert de ionosfeer van onze planeet als een gigantische radioschild, dat precies de frequenties blokkeert die dit oude signaal gebruikt. Ten tweede zendt alles van FM-radiostations tot mobiele telefoons tot satellieten zoveel radiostilte uit dat elk signaal van 13,5 miljard jaar geleden volledig wordt overstemd. Het is alsof je het hartslag van een muis probeert te horen terwijl je naast een straalvliegtuigmotor staat.
De oplossing? Je verstoppen achter de Maan.
Wanneer CosmoCube aan de achterkant van de Maan zwaait, fungeert het hele maanlichaam als een natuurlijke radioblokker, die het kleine ruimteschip beschermt tegen interferentie van de aarde. Ongeveer 40 minuten van elke twee uur durende baan zal het in de stilste plek van het zonnestelsel zitten (nou, afgezien van de diepe ruimte, maar daar kun je niet precies een satelliet parkeren).
Luisteren naar het oude lied van waterstof
Waar luistert CosmoCube precies naar? Wetenschappers noemen dit de 21-centimeterlijn – een zwak radiosignaal dat wordt uitgezonden door neutrale waterstofatomen die tijdens die kosmische ‘donkere eeuwen’ bestonden. Dit is de periode tussen de naschijn van de Oerknal en iets dat Kosmische Dageraad wordt genoemd, toen de allereerste sterren eindelijk aangingen.
Zie het als het horen van een echo uit een tijd vóór muziek bestond.
Het instrument zal radiofrequenties tussen 10 en 50 MHz detecteren – frequenties die vanaf het aardoppervlak in principe onmogelijk te bestuderen zijn. Door dit signaal vast te leggen, hopen onderzoekers te begrijpen hoe het universum is getransformeerd van een donkere, lege leegte in het rijke weefsel van sterren, sterrenstelsels en structuren dat we vandaag zien.
Maar er is meer. De wetenschappers geloven ook dat deze waarningen inzicht kunnen bieden in donkere materie – die mysterieuze substantie die we niet direct kunnen zien maar die ongeveer 27% van het universum uitmaakt. Begrijpen hoe donkere materie hielp waterstof samen te trekken tot de eerste sterren en sterrenstelsels? Dat is best een grote zaak.
De techniek is absoluut waanzinnig
Wat mij echt impressioneert aan deze missie is dat de vereiste precisie bijna onbegrijpelijk is. Het signaal dat CosmoCube opspoort is zo zwak dat zelfs de eigen elektronische apparatuur van het ruimteschip interferentie kan veroorzaken die eruitziet als een kosmisch signaal. Dat is alsof je de lengte van iemand probeert te meten terwijl je op platformzolen staat.
Om dit