Hoe is het heelal ontstaan?
Hoe is het heelal ontstaan?
Laatste update: 14-11-2024
Ons heelal heeft een lange geschiedenis die miljarden jaren teruggaat. Maar hoe het heelal precies is ontstaan, blijft een van de grootste vragen in de wetenschap. Een populaire theorie is dat het heelal is ontstaan na de 'Big Bang', de oerknal. Hier lees je meer over deze theorie, over alternatieve theorieën en wat deze ons vertellen over de toekomst van het heelal.
Redacteur: Edda Heinsman
Hoe zat het ook al weer? We wonen op de aarde. Rond ons zweeft de maan. Samen met zeven andere planeten bewegen we in een baan rond de zon in ons zonnestelsel. De zon is een ster, en die beweegt met zo’n 100 miljard andere sterren rond in een enorme platte schijf: de Melkweg. Maar de Melkweg is niet alleen, er zijn nog honderden miljarden andere sterrenstelsels. Dit alles samen noem je het universum. Het beroemde filmpje 'Powers of Ten' laat goed zien hoe groot het heelal eigenlijk is.
Onze Melkweg is een spiraalvormig stelsel, vol gas, stof en sterren. Het lijkt een beetje op dit stelsel met de charmante naam: “NGC 3949”.
Wat is de oerknal?
De oerknal is een populaire theorie over het ontstaan van het heelal. Volgens deze theorie begint het heelal 13,8 miljard jaar geleden met een piepklein puntje. Dat piepkleine puntje wordt in korte tijd veel groter, alsof er iets explodeert.
Zo'n 100 jaar geleden houden verschillende wetenschappers zich bezig met de vraag: hoe groot is het heelal eigenlijk? Ze vermoeden dat er sterrenstelsels buiten het onze bestaan. Sterrenkundige Edwin Hubble levert het bewijs: hij ziet dat verre stoffige nevels geen objecten binnen onze eigen Melkweg zijn, maar op zichzelf staande sterrenstelsels. Al deze sterrenstelsels blijken ook nog eens van ons af te bewegen. Ons universum is dus niet alleen groter dan onze eigen Melkweg, het is nog steeds aan het groeien.
De Belgische kosmoloog Georges Lemaître (1894-1966) was een van de eersten die bedacht dat het heelal steeds groter werd. Maar mede omdat zijn publicaties in het Frans waren, werden zijn ideeën niet wijdverspreid.
Een uitdijend heelal, wat wil dat zeggen? Govert Schilling legt het uit met een ballon.
De ontdekking dat het heelal groeit, is belangrijk. Want: wat als je dat omkeert? Als je teruggaat in de tijd, dan beweegt alles naar elkaar toe. Het heelal wordt kleiner. Als je maar ver genoeg teruggaat in de tijd, 13,8 miljard jaar, kom je op een heelal van het formaat van een speldenknop.
Big Bang
Sterrenkundige Fred Hoyle (1915-2001) was een tegenstander van de theorie waarbij de hele meetbare ruimte ooit niet meer was dan één punt. Toch is hij de bedenker van de term ‘Big bang’ (oerknal in het Nederlands). Tijdens een discussie op de radio zou hij de term lacherig hebben geroepen. De term bleef hangen, en de theorie ook.
Hoe denkt men dat de geschiedenis van het heelal is verlopen?
Na deze oerknal bestaat het universum volledig uit heet plasma. Dit 'oerplasma' is ondoorzichtig. Je kan er dus niet doorheen kijken. Het heelal zet vervolgens uit en koelt af. Daardoor koelt ook het oerplasma af. Zo’n 380.000 jaar na de oerknal is het heelal zo ver afgekoeld dat elektronen en protonen samen waterstofatomen kunnen vormen. Hierdoor wordt het heelal doorzichtig. Later vormt ook helium.
Gaswolken van met name waterstof en helium klonteren samen en storten in, waardoor de eerste sterren (oersterren) ontstaan. Dat gebeurt zo'n 200 miljoen jaar na de oerknal. Er ontstaan eerst kleine sterrenstelsels en uiteindelijk ook grotere stelsels. Er vormen verschillende soorten sterrenstelsels. De eerste spiraalstelsels, zoals de Melkweg, ontstaan een kleine 5 miljard jaar na de oerknal.
De hele geschiedenis van het heelal in één afbeelding.
Welke bewijzen pleiten voor de oerknal?
Het feit dat sterrenstelsels zich van ons af bewegen en het heelal dus groter wordt, is al een aanwijzing dat de oerknaltheorie wel eens zou kunnen kloppen. Metingen van heel ver weg staande supernova’s, ontploffende sterren aan het einde van hun leven, bevestigen het versneld uitdijen van het universum.
Daarnaast is er een andere belangrijke ontdekking, namelijk: kosmische achtergrondstraling. Net na de oerknal was het heelal extreem heet. Daardoor kon licht er niet vrij doorheen reizen. Simpel gezegd: je kon er niet doorheen kijken. Maar op een gegeven moment koelde het heelal af en werd het doorzichtig. Vanaf dat moment kon het licht van de oerknal wél vrij door de ruimte heen reizen. Zelfs zo lang, dat dat licht ons zelfs nu nog bereikt. Dat licht noemen we de kosmische achtergrondstraling.
In 1965 wordt dit voor het eerst gemeten. De straling is niet gelijk verdeeld, er zijn kleine variaties te zien. Deze variaties komen overeen met de plekken waar sterrenstelsels zijn gevormd. Daardoor ondersteunt deze ontdekking de oerknal-theorie.
Sterrenkundige Vincent Icke legt simpel uit wat kosmische achtergrondstraling ('de gloed van de oerknal') is en waarom het zo'n belangrijke ontdekking is.
Duivenpoep of Nobelprijswinnende ontdekking?
In 1965 deden de Amerikanen Wilson en Penzias onderzoek met een grote radiotelescoop. Ze waren op zoek naar heel zwakke radiosignalen en ontdekten een ruis die ze niet konden verklaren, hoe goed ze hun telescoop ook afstelden. De ruis was dag en nacht waarneembaar, hij was dus niet afkomstig van de zon. De ruis kwam van alle kanten. Even dachten ze nog dat het aan de duivenpoep kon liggen die zich op de telescoop verzameld had. Maar na een grondige schoonmaakbeurt bleef de hardnekkige ruis. Het bleek uiteindelijk te gaan om de kosmische achtergrondstraling. Deze straling was al in de jaren 50 voorspeld als een soort nagloeien van de oerknal. Wilson en Penzias kregen de Nobelprijs voor hun ontdekking.
Als de oerknaltheorie zo goed werkt, valt er dan nog wel iets te onderzoeken?
Het lijkt dus of de oerknaltheorie – ook al werd er in het begin wat lacherig over gedaan – behoorlijk geaccepteerd is. Toch staan er nog een paar grote inhoudelijke vragen open. Een belangrijke is: hoe is de oerknal begonnen? Een invloedrijke wetenschapper die hier belangrijke bijdrages aan heeft geleverd is de Brit Stephen Hawking (1942-2018). Hij wordt gezien als een van de belangrijkste wetenschappers van deze tijd.
Ruimtetelescoop Planck heeft een foto gemaakt van de kosmische achtergrondstraling.
Daarnaast zijn er ook nog alternatieve theorieën, zoals de Big Bounce. Volgens de Big Bounce-theorie hebben we een soort 'in- en uitademend' heelal. Aan de uitdijing die we nu waarnemen ging volgens deze theorie dus een krimpend universum vooraf. Big Bounce is een model waarin het heelal steeds weer uitzet en krimpt.
Wat gaat er in de toekomst gebeuren met het heelal?
Het heelal heeft een behoorlijk heftige ontstaansgeschiedenis. Gaan we ook weer zo’n extreme toekomst tegemoet? Helaas, het lijkt erop dat de toekomst van het heelal een treurig verhaal is. De meest aannemelijke theorie is dat het heelal blijft groeien. De afstanden tussen sterrenstelsels worden alleen maar groter. Alle mogelijke energie wordt over zo’n grote ruimte verdeeld, dat er niets overblijft. Een pikzwarte oneindige lege saaie ruimte.
Er bestaan ook andere theorieën over de toekomst van het heelal. Er zou bijvoorbeeld een big crunch kunnen plaatsvinden, een soort omgekeerde oerknal waarbij alle massa weer in elkaar stort naar één punt. Maar er lijkt niet genoeg massa in het heelal te zijn om dit te veroorzaken. Hoe de toekomst ook is, wij zijn er dan al lang niet meer om het mee te maken.
De Melkweg.
In het kort
Wanneer je terugrekent in de tijd blijkt het heelal 13,8 miljard jaar oud.
Een populaire theorie is dat het heelal is ontstaan door een oerknal (Big Bang) en sindsdien steeds groter wordt.
Na de oerknal klonterde materie samen en vormden de eerste sterrenstelsels.
Er zijn verschillende observaties die de oerknal-theorie ondersteunen, zoals kosmische achtergrondstraling. Maar er zijn ook alternatieve theorieën over het ontstaan van het heelal.
Of het heelal eindigt in een enorm saaie zwarte leegte of in iets totaal anders, is onbekend. Er bestaan verschillende theorieën over.
En je weet het!
Anderen het laten weten?
