De hogesnelheidshersenen van Westerbork

"Dit zijn de nieuwe hersenen van de telescoop in Westerbork. Onze telescoopantennes die buiten staan kunnen zo’n groot deel van het heelal afzoeken, - méér dan tienduizend keer per seconde gaan we kijken wat er gebeurt – dat we daar enorme hogesnelheidshersenen voor nodig hebben. En die staan hier achter. Deze computer, die hier bij ASTRON is ontworpen en gebouwd, verwerkt in zijn eentje meer data dan het hele internet van Nederland. Iedere seconde, ieder uur, iedere dag."

Joeri van Leeuwen is trots. Apetrots. Samen met een groep van ongeveer dertig mensen heeft hij de snelste computer van Nederland gebouwd, ARTS genaamd. En die computer staat in het Drentse Westerbork, in een gebouw van ASTRON, het Nederlandse Instituut voor Radio Astronomie. Naast het gebouw, over een afstand van twee kilometer,  staan twaalf enorme schotelantennes keurig op een rij. Het zijn radiotelescopen die al sinds 1970 dag in dag de hemel afspeuren voor wetenschappelijk onderzoek.

Een paar jaar geleden kregen de grote antennes buiten een flinke update, zegt Van Leeuwen. "Aan de ene kant is het een van de beste telescopen ter wereld met sommige van de beste schotels ter wereld. Daarin zitten sommige van de beste ontvangers ter wereld: deze radio-ontvangers, dat worden straks jouw 7G en 8G-ontvangers in jouw mobiele telefoon. Die zitten hier nu al in. Maar wat ook nieuw is, is dat hier de grootste supercomputer van Nederland staat, hier in Drenthe."

Fast Radio Burst

Waar wordt ARTS voor gebruikt? Een aantal jaren geleden ontdekten astronomen mysterieuze flitsen in het heelal, de zogenoemde Fast Radio Bursts. Ze duren maar een milliseconde, maar bevatten meer energie dan onze zon in een hele dag produceert. En de mysterieuze flitsen die we tot nu toe zijn waargenomen, gebeurden op een enorm grote afstand: miljarden lichtjaren van ons  verwijderd.

Ook al is er nog maar een handjevol van dit soort flitsen waargenomen, Van Leeuwen denkt dat er in het hele heelal dagelijks veel te zien zijn. En om die flitsen te ‘betrappen’ en te filmen, is ARTS gebouwd. Hij is zo krachtig dat een groot deel van de hemel kan worden gescand op de flitsen. En wel met zo’n hoge frequentie, dat de flitsen veel makkelijker kunnen worden ontdekt dan nu het geval is.

De computer is zelflerend. Hij krijgt naarmate de tijd vordert steeds beter door wat wel een echte Fast Radio Burst is en wat niet. En ARTS doet nog iets interessants, zegt Van Leeuwen. "Als deze computer denkt: ‘Dit is een flits’, dan appt hij mij. Dan zie ik op mijn telefoon: ‘Flits afgegaan!. Dit zijn de coordinaten. Actie!" Het gevolg van ARTS enorme snelheid en rekenkracht is wel dat hij een enorme hoeveelheid data krijgt te verwerken, ongeveer 4 Terrabit per seconde. Dat is zoveel dat ASTRON die data niet kan opslaan. Alle informatie moet meteen worden verwerkt.

Neutronensterren

Volgens wetenschapsjournalist Govert Schilling waren de Fast Radio Bursts een veelbesproken onderwerp op de laatste jaarvergadering van de International Astronomy Union in Washington. “Tja, wat kan dat zijn? Aanvankelijk is er aan alles gedacht, misschien wel – en dat wordt dan altijd gedacht – een buitenaardse beschaving die een signaal uitzendt. Maar nu er zoveel flitsen zijn gezien, heeft die theorie wel afgedaan. Het idee is nu dat er explosies plaatsvinden op neutronensterren. Dat zijn de eindstadia van een geëxplodeerde ster, ze zijn heel klein, heel compact, twintig kilometer groot, maar zwaarder dan de Zon. Ze tollen als een gek rond en er kunnen af en toe explosieve verschijnselen optreden. Maar meer dan die suggestie en die hypothese hebben we eigenlijk niet.“

En juist daarom doet Van Leeuwen onderzoek. “Ik wil graag weten hoe ruimte en tijd en het heelal werken. En ik vind het een mooi idee dat er zes miljard jaar geleden ergens een flits is afgegaan die zes miljard jaar door het heelal heeft gereisd en NU komt-ie bij ons, bij de telescoop aan. Ik ben dan gewoon nieuwsgierig naar hoe dat dan kan werken. Dat is toch enorm vergeleken met alles hier op Aarde? Dat is fascinerend.”