‘De ruimte, de laatste grens.’
Deze woorden hoorde ik voor het eerst toen ik net zes jaar oud was
en ik was er helemaal weg van.
Ik wilde nieuwe werelden verkennen.
Ik wilde zoeken naar nieuw leven.
Ik wilde alles wat het universum te bieden had.
Die dromen, die woorden namen me mee op een reis,
een ontdekkingsreis,
via de school, de universiteit,
een doctoraat, om ten slotte een professionele astronoom te worden.
Ik leerde twee verbazingwekkende dingen,
één een beetje ongelukkig,
toen ik bezig was met mijn doctoraat.
Ik zag in dat ik nog niet dadelijk
een sterrenschip zou gaan besturen.
Maar ook dat het universum vreemd, prachtig en uitgestrekt is,
eigenlijk te groot om te worden onderzocht door ruimteschip.
Ik kreeg interesse in de astronomie, in het gebruik van telescopen.
Ik toon hier een beeld van de nachtelijke hemel.
Je zou het overal ter wereld kunnen zien.
Al deze sterren maken deel uit van ons lokale sterrenstelsel, de Melkweg.
In een donkerder deel van de hemel,
op een mooie donkere site, misschien in de woestijn,
zou je het centrum van de Melkweg kunnen zien
met zijn honderden miljarden sterren.
Een heel mooi beeld.
Kleurrijk.
Bedenk dat dit maar een lokale uithoek van ons universum is.
Je kunt zien dat er vreemd, donker stof overheen zit.
Dat is lokaal stof
dat het licht van de sterren verduistert.
Maar toch zijn we vrij goed in staat --
met onze ogen -- om ons kleine hoekje van het universum te verkennen.
Het kan echter beter.
Je kunt prachtige telescopen zoals de Hubble Space Telescope gebruiken.
Astronomen hebben deze afbeelding geconstrueerd:
de Hubble Deep Field.
Honderden uren lang hebben ze een miniem stukje van de hemel geobserveerd,
niet groter dan een vingernagel op armslengte.
In dit beeld zie je duizenden sterrenstelsels,
en we weten dat er honderden miljoenen, miljarden sterrenstelsels moeten zijn
in het hele universum,
sommige zoals het onze, andere zeer verschillend.
Dus je denkt, oké, deze reis kan ik voortzetten.
Dit is makkelijk. Ik gebruik gewoon een zeer krachtige telescoop
en kijk maar naar de hemel, geen probleem.
Maar eigenlijk missen we iets als we enkel dat doen.
Want alles waar ik tot dusver over heb gesproken
ging over het zichtbare spectrum, dat wat je met je ogen kunnen zien,
en dat is een klein,
een heel klein stukje van wat het universum ons te bieden heeft.
Er zijn ook twee belangrijke problemen bij het gebruik van zichtbaar licht.
Niet alleen missen we alle andere processen
die andere soorten licht uitzenden,
maar er zijn twee problemen.
Het eerste gaat over dat stof dat ik eerder noemde.
Het stof houdt het zichtbare licht tegen.
Hoe dieper we in het heelal kijken, des te minder licht we zien.
Het stof houdt het tegen.
Maar er is een heel vreemd probleem met het gebruik van zichtbaar licht
om het universum proberen verkennen.
Neem even een pauze.
Stel je staat op een drukke hoek van de straat.
Er komen auto's voorbij.
Een ambulance nadert.
Ze heeft een sirene met een hoge toon.
(Imiteert een passerende sirene)
De sirene leek in toonhoogte te veranderen
als ze je passeerde.
De chauffeur van de ambulance veranderde de sirene niet om je te pesten.
Het werd veroorzaakt door je waarneming.
Toen de ambulance naderde werden de geluidsgolven gecomprimeerd
en werd de toon hoger.
Als de ambulance wegreed, werden de geluidsgolven uitgerekt
en werd de toon lager.
Hetzelfde gebeurt met licht.
Van objecten die naar ons toe bewegen,
zijn de lichtgolven gecomprimeerd en worden ze blauwer.
Van objecten die van ons af bewegen,
zijn de lichtgolven uitgerekt, ze lijken roder.
Dit noemen we blauw- en roodverschuiving.
Ons universum dijt uit
dus alles gaat uit elkaar
en daarom lijkt alles rood.
Vreemd genoeg, hoe dieper je in het heelal kijkt,
des te sneller bewegen de objecten van ons weg,
zodat ze roder lijken.
Als we nu met de Hubble Deep Field
dieper in het heelal willen kijken
dan zal voor de Hubble
vanaf een bepaalde afstand
alles rood worden
en dat geeft een probleem.
Uiteindelijk gaan we zo ver weg
dat alles verschoven is naar het infrarood
en we helemaal niets meer kunnen zien.
Er moet een oplossing voor zijn
anders ben ik beperkt in mijn tocht.
Ik wilde het hele universum verkennen,
niet alleen wat ik kan zien voordat roodverschuiving roet in het eten gooit.
Er bestaat een techniek.
Hij heet radioastronomie.
Astronomen doen dat al decennialang.
Het is een fantastische techniek.
Ik toon jullie de Parkes Radio Telescoop, ook wel bekend als ‘The Dish’.
Misschien zag je de film.
Radio is echt briljant.
Daarmee kunnen we veel dieper turen.
Het wordt niet tegengehouden door stof,
je kunt dus alles in het universum zien
en roodverschuiving is minder een probleem
omdat we ontvangers kunnen bouwen met een grotere bandbreedte.
Wat ziet Parkes wanneer we hem naar het midden van de Melkweg richten?
We moeten iets fantastisch zien, toch?
Nou, het is in ieder geval interessant.
Al dat stof is weg.
Zoals gezegd gaat radio dwars door dat stof, dus geen probleem.
Maar het uitzicht is heel anders.
We kunnen zien dat het centrum van de Melkweg opgloeit
en dat is geen sterrenlicht.
Dit licht noemen we synchrotronstraling.
Het komt van elektronen die rond kosmische magneetvelden draaien.
Het vlak gloeit op met dit licht.
We kunnen er ook vreemde toefjes uit zien komen,
en objecten die niet lijken te kloppen
met eender wat we kunnen zien met onze eigen ogen.
Maar het is moeilijk om dit beeld te interpreteren
want zoals jullie kunnen zien is de resolutie zeer laag.
Radiogolven hebben een lange golflengte
en dat maakt de beeldscherpte slechter.
Dit beeld is ook in zwart en wit,
zodat we niet echt weten welke kleur dit alles heeft.
Nu snel vooruit naar vandaag.
We kunnen telescopen bouwen
die deze problemen niet hebben.
Dit is een beeld van het Murchison Radio Observatorium,
een fantastische plek om radiotelescopen te bouwen.
Het is er plat, droog
en vooral is het er radiostil:
geen mobiele telefoons, geen wifi, niets,
gewoon heel, heel radiostil,
dus een perfecte plek om een radiotelescoop te bouwen.
De telescoop waar ik een paar jaar aan gewerkt heb,
heet de Murchison Widefield Array
en ik ga een time-lapse tonen van de bouw ervan.
Dit zijn studenten en afgestudeerden in Perth.
We noemen ze 'het studentenleger',
en ze offeren hun tijd op om een radiotelescoop te bouwen.
Je krijgt er geen cursuskrediet voor.
Ze zijn bezig met het maken van radiodipolen.
Die ontvangen alleen bij lage frequenties, een beetje zoals FM-radio of televisie.
Hier stellen we ze op in de woestijn.
De uiteindelijke telescoop beslaat 10 vierkante kilometer
van de West-Australische woestijn.
Het interessante is dat er geen bewegende delen zijn.
We zetten deze kleine antennes
op kippendraad, in feite.
Dat komt vrij goedkoop uit.
Kabels nemen de signalen op
van de antennes
en brengen ze naar centrale verwerkingseenheden.
Door de grootte van deze telescoop,
doordat we hem over de gehele woestijn hebben gebouwd,
krijgen we een betere resolutie dan Parkes.
Uiteindelijk brengen al die kabels ze naar een eenheid
die ze stuurt naar een supercomputer hier in Perth,
en dat is waar ik ga meespelen.
(Zucht)
Radiodata.
Ik heb de afgelopen vijf jaar
gewerkt met zeer moeilijke en interessante gegevens
waar niemand ooit eerder naar gekeken had.
Ik was lange tijd bezig met kalibreren,
draaide miljoenen CPU-uren op supercomputers,
om die gegevens proberen te begrijpen.
Met deze telescoop,
met deze gegevens,
hebben we een overzicht van de gehele zuidelijke hemel uitgevoerd,
de Galactische en Extragalactische All-sky MWA Survey,
of GLEAM, zoals ik het noem.
Ik ben er erg blij mee.
Dit onderzoek gaat gepubliceerd worden, maar het is nog niet getoond,
dus zijn jullie letterlijk de eersten
om dit zuidelijke overzicht van de hele hemel te bekijken.
Ik ben blij dat ik jullie enkele beelden van dit onderzoek kan tonen.
Stel dat je in de Murchison
onder de sterren ging kamperen
en naar het zuiden keek.
Je zag de zuidelijke hemelpool
en de opkomende Melkweg.
Als ik hier het radio-licht overheen leg
dan is dit wat we waarnemen met onze onderzoek.
Je kunt zien dat het Melkwegvlak niet langer verduisterd is door stof.
Het licht op met synchrotronstraling
en duizenden stippen verschijnen aan de hemel.
De grote Magelhaense Wolk, onze naaste galactische buur,
is oranje in plaats van het bekende blauwwit.
Er is hier dus veel aan de hand. Laten we eens een kijkje nemen.
Als we terugkijken naar het galactische centrum,
waarvan ik eerder het Parkes-beeld toonde,
in lage resolutie, zwart en wit,
en we nu naar het GLEAM beeld overvloeien,
kan je zien dat de resolutie met een factor honderd is gestegen.
We hebben nu een kleurenbeeld van de hemel,
een technicolor beeld.
Het is geen valse-kleuren beeld.
Dit zijn echte radiokleuren.
Ik heb de laagste frequenties rood gekleurd,
de hoogste blauw
en de middelste groen.
Dat geeft dit regenboogeffect.
Dit zijn niet zomaar valse kleuren.
De kleuren in deze afbeelding vertellen ons iets
over de fysische processen in het heelal.
Als je bijvoorbeeld kijkt langs het vlak van de Melkweg,
dan licht het op in synchrotronstraling,
die meestal oranjerood is,
maar als we heel goed kijken, zien we kleine blauwe stippen.
Als we inzoomen:
deze blauwe stippen zijn geïoniseerd plasma
rond zeer heldere sterren.
Dat houdt het rode licht tegen
waardoor ze blauw schijnen.
Zij kunnen ons iets vertellen over de stervormingsgebieden
in onze melkweg.
We zien ze gewoon meteen.
We kijken naar de Melkweg, en de kleur vertelt ons dat ze er zijn.
Je kunt kleine zeepbellen zien,
kleine cirkelvormige beelden rond het galactische vlak.
Dat zijn resten van supernova’s.
Wanneer een ster ontploft,
wordt de buitenste schil afgeworpen
vliegt naar buiten de ruimte in, neemt onderweg materiaal op,
en dat produceert een kleine schaal.
Het was een oud mysterie voor astronomen
waar alle supernovaresten zaten.
We weten dat er in het vlak een heleboel hoog-energetische elektronen moeten zijn
om de waargenomen synchrotronstraling te produceren.
We denken dat ze komen van de supernovaresten,
maar er lijken er te weinig zijn.
Gelukkig is GLEAM buitengewoon goed in het detecteren van supernovaresten.
Dat staat hopelijk binnenkort in onze nieuwe paper.
Dat is allemaal prima.
We hebben ons kleine lokale universum onderzocht,
maar ik wilde dieper gaan, verder gaan.
Ik wilde verder gaan dan de Melkweg.
Zo kunnen we een zeer interessant object zien in de rechterbovenhoek.
Dit is een lokaal radiostelsel,
Centaurus A.
Als we erop inzoomen,
kunnen we zien dat er twee grote pluimen van uitgaan, de ruimte in.
Als je recht in het midden tussen deze twee pluimen kijkt,
zie je een sterrenstelsel dat lijkt op het onze.
Het is een spiraal met een stofband.
Het is een normaal sterrenstelsel.
Maar deze pluimen zijn alleen zichtbaar in radiostraling.
In het zichtbare spectrum zouden we ze niet eens zien
en ze zijn duizenden malen groter dan het gastheer-sterrenstelsel.
Wat gebeurt er? Wat maakt deze pluimen?
In het midden van elk melkwegstelsel dat we kennen
zit een superzwaar zwart gat.
Nu zijn zwarte gaten onzichtbaar. Daarom heten ze zo.
Alles wat je kunt zien, is de afbuiging van het licht eromheen
en af en toe, als een ster of een gaswolk in hun baan komt,
wordt die uit elkaar gescheurd door getijdekrachten
en vormt zich een 'accretieschijf'.
Deze accretieschijf licht helder op in x-straling
en enorme magnetische velden kunnen het materiaal de ruimte in werpen
aan bijna de lichtsnelheid.
Deze pluimen zijn zichtbaar in radiostraling
en dat is wat wij waarnemen bij ons onderzoek.
Nu hebben we dus één radiosterrenstelsel te zien gekregen. Wat leuk is.
Maar bovenin dat beeld
zie je een ander radiomelkwegstelsel.
Een beetje kleiner, omdat het verder weg is.
Oké. Twee radiosterrenstelsels.
We kunnen dit zien. Dat is goed.
Hoe zit het met die andere punten?
Zijn dat slechts sterren?
Neen.
Het zijn allemaal radiosterrenstelsels.
Alle punten in dit beeld
zijn melkwegstelsels
op miljoenen tot miljarden lichtjaren afstand
met een superzwaar zwart gat in het centrum.
Ze duwen materiaal de ruimte in aan bijna de snelheid van het licht.
Daar staat je verstand bij stil.
En dit onderzoek is zelfs groter dan wat ik hier liet zien.
Als we uitzoomen naar de volledige omvang van het onderzoek,
kan je zien dat ik 300.000 van deze radiosterrenstelsels vond.
Echt een epische reis.
We hebben deze sterrenstelsels allemaal ontdekt
tot en met de allereerste superzware zwarte gaten.
Ik ben er erg trots op en het zal volgende week worden gepubliceerd.
Maar dat is niet alles.
Ik heb met dit onderzoek de verste uithoeken van het heelal onderzocht,
maar er is nog meer te zien in deze afbeelding.
Ik neem jullie mee naar het begin van de tijd.
Toen het heelal zich vormde, was er een grote klap,
die het heelal achterliet als een zee van waterstof,
neutrale waterstof.
Dan kwamen de eerste sterren en sterrenstelsels,
die die waterstof ioniseerden.
Dus ging het universum van neutraal naar geïoniseerd.
Dat veroorzaakte een signaal overal om ons heen.
Overal doordringt het ons,
zoals de Kracht.
Omdat dat zo lang geleden gebeurde,
is het signaal roodverschoven,
en is nu een signaal met een zeer lage frequentie.
Het is op dezelfde frequentie als mijn onderzoek,
maar het is zo zwak.
Het is een miljardste de grootte van een van de objecten in mijn onderzoek.
Misschien is onze telescoop niet gevoelig genoeg om dit signaal te detecteren.
Maar er komt een nieuwe radiotelescoop.
Een sterrenschip krijg ik niet,
maar hopelijk wel
een van de grootste radiotelescopen in de wereld.
We bouwen de Square Kilometre Array, een nieuwe radiotelescoop.
Hij wordt duizend keer groter dan de MWA,
duizend keer gevoeliger en met een nog betere resolutie.
We zouden er tientallen miljoenen sterrenstelsels mee moeten vinden.
En misschien, diep in dat signaal,
krijg ik de eerste sterren en sterrenstelsels te zien
van bij het begin van de tijd zelf.
Dank je.
(Applaus)