Het Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) schreef geschiedenis in 2015 toen het voor de eerste keer zwaartekrachtgolven detecteerde. Deze rimpelingen in de ruimtetijd zijn ontstaan ​​door de botsing van twee zwarte gaten 1,3 miljard jaar geleden. Sindsdien heeft LIGO nog tientallen zwaartekrachtgolven gedetecteerd, waardoor astronomen een nieuwe manier hebben om het universum te bestuderen.

Zwaartekrachtgolven zijn zo klein dat ze alleen door de meest gevoelige instrumenten kunnen worden gedetecteerd. De detectoren van LIGO bevinden zich in Hanford, Washington en Livingston, Louisiana. Elke detector bestaat uit twee armen van vier kilometer lang die loodrecht op elkaar staan. Wanneer een zwaartekrachtgolf door de detector gaat, zorgt dit ervoor dat de armen oneindig veel langer en korter worden. Deze beweging wordt gedetecteerd door lasers die heen en weer worden gereflecteerd tussen spiegels aan de uiteinden van de armen.

De eerste zwaartekrachtgolf die LIGO detecteerde, ontstond door de botsing van twee zwarte gaten, elk met een massa die ongeveer 30 keer zo groot was als die van de zon. Bij de botsing kwam in enkele milliseconden meer energie vrij dan het hele zichtbare universum. De zwaartekrachtsgolven van deze gebeurtenis waren zo sterk dat ze ervoor zorgden dat de LIGO-detectoren trilden met een fractie van de breedte van een proton.

De detecties van LIGO hebben een nieuw venster op het universum geopend. Astronomen gebruiken nu zwaartekrachtsgolven om zwarte gaten, neutronensterren en andere compacte objecten te bestuderen. Zwaartekrachtgolven kunnen ook inzicht verschaffen in het vroege heelal, vlak na de oerknal.

Een van de meest opwindende mogelijkheden is dat zwaartekrachtgolven de eerste minuut van het universum kunnen onthullen. Dit tijdperk staat bekend als het Planck-tijdperk en er wordt aangenomen dat het slechts 10^-43 seconden heeft geduurd. Tijdens het Planck-tijdperk was het universum zo heet en compact dat materie en energie niet van elkaar te onderscheiden waren. Zwaartekrachtgolven uit dit tijdperk zouden een glimp kunnen opleveren van de omstandigheden die bestonden aan het begin der tijden.

LIGO ondergaat momenteel een upgrade die het nog gevoeliger zal maken voor zwaartekrachtsgolven. De geüpgradede LIGO zal naar verwachting in 2023 operationeel worden. Met de geüpgradede LIGO hopen astronomen zwaartekrachtsgolven van nog verder weg gelegen en krachtige gebeurtenissen te kunnen detecteren. Mogelijk kunnen ze zelfs een glimp opvangen van de eerste minuut van het universum.