Gravitatie (of zwaartekracht) is de meest dominante kracht die het heelal beheerst. Toch is zij de zwakste van de vier fundamentele natuurkrachten. Dat is maar één van de paradoxen waarvoor deze even vertrouwde als mysterieuze kracht ons plaatst. Volgens de algemene relativiteitstheorie van Einstein is gravitatie een vervorming van de ruimte en de tijd. Uit dat inzicht kon Einstein afleiden dat heftige bewegingen van zware lichamen de ruimte en tijd in trilling kunnen brengen. De bevingen planten zich als een golf voort, waardoor het hele heelal gaat trillen als een gong.
Deze reeks start met een inleiding tot de algemene relativiteitstheorie. Daaruit zal blijken wat gravitatiegolven precies zijn en hoe ze ontstaan. Sinds enkele jaren kunnen deze golven ook rechtstreeks waargenomen worden. Bekeken wordt hoe dat in zijn werk gaat en wat men daaruit leert.

De afzonderlijke colleges
1. Gravitatie, een eigenschap van de ruimtetijd (13 jan)
Hoe kunnen voorwerpen elkaar vanop afstand aantrekken? De klassieke fysica is niet in staat het bestaan van een gravitatiekracht uit te leggen. Ook de speciale relativiteitstheorie van Einstein niet. Een algemene relativiteitstheorie is nodig, maar in deze theorie houdt gravitatie op een kracht te zijn en wordt zij een eigenschap van de ruimtetijd.

2. Inleiding tot de algemene relativiteitstheorie (20 jan)
Massa’s vervormen de ruimte en beïnvloeden het verloop van de tijd, waardoor vrije deeltjes in de omgeving van hemellichamen kromme banen beschrijven. In extreme omstandigheden kan de kromming zo sterk zijn dat zwarte gaten ontstaan.

3. Gravitatiegolven in theorie en de meetbaarheid (27 jan)
Uit de algemene relativiteitstheorie volgt dat gravitatiegolven theoretisch kunnen bestaan, ontdekte Einstein, al bleef hij zijn leven lang aan de mogelijkheid twijfelen. Uiteindelijk kwam er zekerheid en ontstonden ook de middelen om deze golven daadwerkelijk waar te nemen.

4. Botsende neutronensterren en zwarte gaten (3 feb)
Aan het eind van hun evolutie trekken zware sterren samen tot zeer compacte objecten, zoals neutronensterren of zwarte gaten.  Snel wentelende en botsende neutronensterren en zwarte gaten zijn bronnen van intense gravitatiegolven.

5. Gravitatiegolven en de nabije toekomst (10 feb)
In 2015 werden gravitatiegolven voor het eerst waargenomen. Sindsdien worden regelmatig nieuwe uitbarstingen gedetecteerd. Een fascinerend nieuw domein van onderzoek van het heelal is daarmee open gegaan. Voor de nabije toekomst staan belangrijke projecten op stapel.