Hoe groot en hoe oud is het heelal?

0
739
blog placeholder

Het heelal is onvoorstelbaar groot, en onvoorstelbaar oud. Het zit vol met planeten, sterren, kometen, nevels, zwarte gaten en wie weet wat voor verschijnselen nog meer. Ons eigen zonnestelsel is maar een miniem klein stukje van het heelal. Hoe onvoorstelbaar ook, toch is het interessant om na te denken over hoe en wanneer het heelal is ontstaan, hoe het zich ontwikkelt en of er ook een keer een eind aan komt. Al eeuwenlang zijn er mensen geweest, die hier over hebben nagedacht. In eerste instantie gebeurde dat in het kader van religies, maar de laatste eeuwen is het daarnaast steeds meer het terrein van de wetenschap geworden. Met steeds geavanceerdere instrumenten speurt men de hemel af op zoek naar antwoorden op de vraag hoe oud het heelal is. De meest gangbare hedendaagse theorie is die van de zogenaamde “Oerknal”. Terwijl de wetenschappelijke vondsten al een paar eeuwen op gespannen voet staan met de scheppingstheorie die de Christelijke kerk aanhangt, vertoont de Oerknal-theorie wel overeenkomsten met een aantal andere religies. Voorbeelden hiervan zijn het model van de kosmos zoals die in het Boeddhisme wordt uitgelegd en het beeld van Ginnungagap als beginpunt en Ragnarok als “eindkrak” uit de Noordse kosmologie van onze Noord-Europese voorouders.

De Oerknaltheorie

Deze theorie, in het Engels “Big Bangtheorie” genaamd, werd in 1927 bedacht door de Belgische astronoom Georges Lemaître. Hij ontdekte, aan de hand van zogenaamde “roodverschuiving” van ver van ons verwijderde sterrenstelsels, dat het heelal aan het uitdijen is. De Amerikaan Edwin Hubble vond twee jaar daarna ook bewijs voor Lemaître’s theorie. Het bleek dat alle sterrenstelsels zich van ons verwijderen met een snelheid die in verhouding staat met hun afstand tot ons. Dat houdt dus ook een beginpunt in, en in 1931 bracht dat Lemaître tot de theorie dat het heelal met een explosie was begonnen, de “Big Bang”. De naam voor zijn theorie heeft hij niet zelf verzonnen, dat deed de Britse astronoom Fred Hoyle. Deze laatste bedoelde dat overigens denigrerend omdat hij er niets van geloofde, maar toch werd het uiteindelijk de officiële naam van de theorie. Pas ruim dertig jaar later, in 1964, werd bij toeval het belangrijkste bewijs voor de Oerknal-theorie ontdekt door Penzias en Wilson, die hiervoor de Nobelprijs kregen. Zij ontdekten, terwijl ze naar iets heel anders op zoek waren, de achtergrondstraling die werd voorspeld door de Oerknal-theorie. Sindsdien ging men er vanuit, dat het heelal tussen de twaalf en de vijftien miljard jaar oud was, en sommigen hielden zelfs een voorzichtige marge aan van tussen de tien en de twintig miljard jaar. Recent is echter, met de beroemde naar Edwin Hubble genoemde ruimte-telescoop, een veel preciezere datering te geven. De Oerknal heeft 13,7 miljard jaar geleden plaatsgevonden, met een verwaarloosbare foutmarge van een procent. Wat overigens niet wil zeggen dat hiermee alle vragen zijn beantwoord. Je kunt bijvoorbeeld nog een onderscheid maken tussen het zichtbare en theoretische heelal. Het zichtbare heelal is het deel van het heelal waarvan het licht, hoe oud ook, ons bereikt. Maar omdat de snelheid van het licht niet oneindig is, is het deel van het heelal dat we kunnen zien, eindig. Het theoretische heelal, het gedeelte wat we niet kunnen zien, blijft een bron van speculatie. Over het algemeen wordt aangenomen dat het heelal als geheel oneindig is, zoals we dat ook in religies als het Boeddhisme vinden. Wat de plaats is van het zichtbare heelal in het totale heelal gaat helemaal ons voorstellingsvermogen te boven, het is misschien niet meer is dan een piepklein stukje in een nog veel groter geheel.

De plaats van de aarde

Terwijl de buitenkanten, zowel in ruimte als tijd, van het heelal nog tal van vraagtekens opleveren is door al dat onderzoek de locatie van de aarde binnen het heelal wel goed te bepalen. Al langer is natuurlijk bekend dat de aarde deel uitmaakt van het zonnestelsel. Dat bevindt zich in de zogenaamde Lokale Bel, een opening in het interstellaire gas met een veel dunnere dichtheid dan zijn omgeving. De Lokale Bel ligt in de Melkweg, ook niet zo’n nieuwe gedachte, want die kun gewoon zien als je in gebieden vertoeft waar nog maar weinig licht-vervuiling is. Ons zonnestelsel zit ongeveer 30.000 lichtjaren van het centrum van de Melkweg, dat zelf een slordige 100.000 lichtjaar in doorsnee meet. De Melkweg heeft een satellietsysteem veertien dwergstelsels, waarvan we er een kennen als de Magelhaense Wolken. De Melkweg en haar veertien satellieten maken deel uit van de Lokale Groep. Dit is een groep van ongeveer dertig tot veertig sterrenstelsels, verspreid over een diameter van tien miljoen lichtjaar. Binnen de Lokale Groep is ons melkwegstelsel een van de grotere, en het dichtstbijzijnde andere grote sterrenstelsel is de bekende Andromedanevel. De Lokale Groep maakt op haar beurt weer deel uit van de Canes Venatici-wolk die samen met het Virgo-cluster en een paar andere groepjes deel uitmaakt van de Virgo Supercluster of het Lokale Supercluster. Dit is een enorme groep van meer dan tienduizend systemen die vergelijkbaar zijn met onze Melkweg. Het Lokale Supercluster is weer een onderdeeltje van de Grote Muur, die werd ontdekt in 1989. Dit is een verzameling van grote hoeveelheden superclusters, een geheel met de enorme afmetingen van vijfhonderd miljoen lichtjaar lang en driehonderd miljoen lichtjaar breed. Behalve de Grote Muur zijn er nog vergelijkbare systemen, waaronder de Grote Sloane Muur, die samen weer een soort draderig netwerk vormen, met daartussenin enorme holtes.

Het einde van het heelal

Nu meer bekend is over het ontstaan en de leeftijd van het heelal, verschuiven de onderzoekingen onder andere naar over hoe het nu verder gaat met ons heelal. Want het uitdijen, dat al werd ontdekt door Georges Lemaître, heeft natuurlijk wel consequenties op de lange duur. Hierover zijn een aantal theorieën, waarvan de drie meest gangbare het “gesloten heelal”, het “open heelal” en het “vlakke heelal” zijn.

Het model van het “gesloten heelal”, ook bekend vanuit diverse religies, gaat er vanuit dat de uitdijing uiteindelijk stopt door de zwaartekracht. Daarna zal het heelal weer ineen gaan krimpen tot de ineenstorting, de “eindkrak’. Vervolgens kun je je voorstellen dat er, na een onvoorstelbaar lange tijd, weer een Oerknal plaatsvindt, en dat het hele gebeuren weer van voor af aan begint.

In de theorie van het “open heelal” gaat het uitdijen net zo lang door tot alle materie en energie zo verspreid is, dat er niets meer van enige omvang bestaat. Dit heelal koelt steeds verder af, doordat de warmte zich over een groter oppervlak moet verspreiden. Dit proces zou dan eindeloos doorgaan, zonder omkering. Ook in de theorie van het “vlakke heelal” is er geen turning point. In dit model komt de uitdijing ooit, ver in de toekomst, tot stilstand als de zwaartekracht even groot is en het heelal zou dan eeuwig even groot blijven. Behalve op het einde van het heelal, werpen de wetenschappers zich tegenwoordig, in navolging van filosofie en religies, op de vraag wat er was voordat het heelal ontstond. Wetenschappers als Roger Penrose en Stephen Hawking streven er naar om de Kosmologie te verrijken met theoretische inzichten over hoe het eruit zag voor de “Big Bang”, waarbij er vooral gebruik gemaakt wordt van wiskunde. Ook al weten we er nog lang niet het fijne van, het is fascinerend om eens naar boven te kijken en je voor te stellen wat er daar allemaal, en al miljarden jaren lang, gebeurt.

LAAT EEN REACTIE ACHTER

Please enter your comment!
Please enter your name here