De verloving van twee zwarte gaten kan miljarden jaren duren – en het eindigt altijd met een botsing

Een protestbord achter Floor Broekgaarden toont haar betrokkenheid: ze demonstreert geregeld op de campus. Aanleiding is het beleid van de regering-Trump, die universiteiten wil korten die hun diversiteitsbeleid niet schrappen – voor Broekgaardens universiteit, de University of California, San Diego (UCSD) staat de helft van het budget op het spel.

Sinds Broekgaarden (1994) op haar vijftiende een boek van Stephen Hawking uit haar vaders boekenkast viste, is ze gefascineerd door zwarte gaten. Ze studeerde sterrenkunde, natuurkunde en wiskunde („ik kon niet kiezen”, zegt ze in het videogesprek) in Amsterdam, promoveerde aan Harvard en deed onderzoek in New York. Sinds afgelopen zomer – een jaar na haar promotie – doceert ze aan UCSD. De kern van haar onderzoek: via botsende zwarte gaten probeert Broekgaarden het ontstaan van sterrenstelsels en de rol van zware sterren daarin te begrijpen.

Wat zijn zware sterren eigenlijk?

„Dat zijn sterren met minstens tien keer de massa van onze zon. Ze zijn zeldzaam – ongeveer één op de duizend sterren is zwaar – en leven kort: hooguit tien miljoen jaar, duizend keer zo kort als de zon. Toch hebben ze grote invloed. Hun intense straling en explosieve einde als supernova veroorzaken nieuwe stergeboortes. Bovendien ontstaan bij die explosies zware elementen, die terechtkomen in sterren en planeten.”

Hebben wij daar ook iets aan te danken?

„Zeker. De zuurstof die we inademen en de koolstof in ons lichaam zijn ontstaan in zware sterren. 70 procent van onze massa komt daar vandaan. De astronoom Carl Sagan zei: ‘We are made of star stuff’, maar eigenlijk zijn we vooral gemaakt van massive star stuff.”

Zoals fossielen iets onthullen over dinosaurussen, vertellen zwaartekrachtsgolven ons iets over verdwenen sterren

U wilt de rol van zware sterren in het vroege heelal onderzoeken. Hoe bestudeert u sterren die allang verdwenen zijn?

„Via hun overblijfselen: zwarte gaten. Tijdens een supernova stort de kern van een zware ster ineen en wordt zo dicht dat niets, zelfs licht niet, er nog uit kan ontsnappen. Wanneer twee zwarte gaten botsen, veroorzaken ze zwaartekrachtsgolven – trillingen in de ruimtetijd – die we hier op aarde kunnen meten.

„Zulke botsingen komen voor omdat zware sterren meestal in paren worden geboren; in sommige gevallen eindigen beide sterren als zwarte gaten, die om elkaar heen blijven cirkelen. Het zijn de langstdurende verlovingen van het heelal: het kan miljarden jaren duren voordat de zwarte gaten samensmelten. De botsingen die we nu waarnemen stammen dus van sterren uit het vroege heelal.”

Hoe kunt u uit samengesmolten zwarte gaten nog iets opmaken over de sterren waaruit ze ontstonden? Verdwijnt die informatie niet in het zwarte gat?

„Dat klopt, maar zwaartekrachtsgolven geven ons sporen. Ik noem mijn onderzoek de ‘paleontologie van zwaartekrachtsgolven’: zoals fossielen iets onthullen over dinosaurussen, vertellen zwaartekrachtsgolven ons iets over verdwenen sterren. We maken modellen van hoe ze ontstaan en samenkomen, en vergelijken die met de waarnemingen van observatoria Ligo en Virgo en in de toekomst de Einstein Telescope. Omdat zowel zwarte gaten als hun botsingen zeldzaam zijn, moeten we veel simulaties doen om conclusies te trekken.”

Wat trok u naar de VS?

„Onder andere de ruimte voor lange, risicovolle projecten, zoals dat van mij. In de VS duurt het promotietraject langer dan in Europa, dat geeft meer vrijheid. Bovendien zijn er meer financieringsbronnen, waaronder beurzen voor avontuurlijke voorstellen die eerder zijn afgewezen. Dat toont de cultuur hier: groei wordt gestimuleerd, ook als je niet meteen in het perfecte plaatje past.”

Gold dit ook voor u zelf?

„Tijdens mijn studie had ik last van het oplichtersyndroom – het gevoel dat ik er eigenlijk niet thuishoorde. Ik dacht dat je vanaf dag één een soort Einstein moest zijn. Als vrouw kreeg ik in groepswerk vaak de ‘organiserende’ rol, wat me onzeker maakte – het voelde alsof mijn inhoudelijke inbreng er niet toe deed. Ik durfde soms niet eens een oefentoets te maken. De ommekeer kwam toen ik betrokken raakte bij onderzoek, in Nederland een vast onderdeel van het curriculum. Mijn begeleiders herkenden mijn twijfels en legden uit dat dat heel normaal was. Daardoor durfde ik meer, mijn cijfers stegen en ik rondde mijn master sterk af. Die ervaring geef ik nu door: studenten laten zien dat ze wél goed genoeg zijn, en hen wijzen op de hulp die ik toen zelf nodig had.”

Heeft u nog steeds weleens last van dat oplichtersyndroom?

„Jazeker, haha, maar ik ga er beter mee om. In San Diego speelde het weer op – ik leg de lat hoog, en een afwijzing, bijvoorbeeld voor een beursaanvraag, voelt dan snel als falen. Maar inmiddels weet ik: er is geen handleiding voor dit werk, dus dat soort gedachten zijn zinloos.”

Foto’s Peggy Peattie

U zet zich veel in voor diversiteit en inclusie – uw promotiebegeleider noemde u „een toegewijde citizen of astronomy”. Hoe gaat u bij de selectie van nieuwe mensen om met uw eigen onbewuste vooroordelen?

„Ik probeer die actief te verminderen. Ik kijk bijvoorbeeld nooit naar cijferlijsten – die zeggen weinig over potentieel. Studenten uit minder bevoorrechte milieus of met oplichtersgevoelens presteren vaak slechter, niet door gebrek aan talent, maar door gebrek aan steun of voorbeelden. In gesprekken let ik liever op motivatie en ideeën. Als je in iemand gelooft, zie je vaak dat die persoon opbloeit.”

Uw enthousiasme werkt aanstekelijk. Maar de regering lijkt minder vertrouwen te hebben: de academische vrijheid en inclusieprogramma’s staan onder druk. Hoe houdt u die twee werelden in evenwicht?

„Het voelt ontzettend dubbel. Gisteren raakte ik nog enthousiast van een prachtig resultaat van een promovendus; vanochtend hoorde ik dat de overheid onderzoeksfinanciering wil schrappen. Vooral internationale studenten voelen die onzekerheid. Ik wil hun alle kansen bieden, maar kan dat niet altijd meer met volle overtuiging zeggen.”

Ligt uw Amerikaanse Droom aan diggelen met de komst van Trump?”

Broekgaarden slaakt een zucht.

„Het is moeilijk. Ik mis mijn familie, mijn zus gaat trouwen en krijgt een baby. Maar als ik nu naar Nederland ga, riskeer ik dat ik niet terug mag naar de VS. Dan stel ik mijn carrière en relatie hier op het spel. Dat knaagt.”

Delen





Mail de redactie