Waarom is het ’s nachts donker? Het heelal telt ontelbaar veel sterren, dus dan zou het toch altijd licht moeten zijn? Niet dus en dankzij Hubble begrijpen we nu beter waarom dit zo is.

Midden jaren negentig werd een ruwe schatting gedaan van het aantal sterrenstelsels in het zichtbare universum: ongeveer honderd miljard sterrenstelsels. Onderzoeker Christopher Conselice en zijn collega’s beweren dat er twintig keer zoveel sterrenstelsels zijn, oftewel twee biljoen stuks. Een twee met twaalf nullen.

Conselice en zijn teamleden gebruikten foto’s van de Hubble-ruimtetelescoop en gegevens van eerdere onderzoeken om nauwkeurige 3D-modellen te maken van de verdeling van sterrenstelsels in het heelal. Conselice beweert dat er veel meer sterrenstelsels zijn dan we met hedendaagse telescopen kunnen zien. 90% van alle sterrenstelsels is te zwak en is te ver verwijderd om te spotten. Tenminste, met de huidige generatie telescopen. Op dit moment worden enkele supertelescopen gebouwd, waarmee we nog meer sterren kunnen ontdekken. Een belangrijke rol is weggelegd voor de James Webb-telescoop, die Hubble gaat vervangen.

“Stel, je staat bij een bos en kijkt tussen twee bomen, dan zie je een andere boom die iets verder weg staat. Zo zou het ook met sterren moeten zijn.”

Het is een bijzondere ontdekking dat er twintig keer zoveel sterrenstelsels zijn. Maar hoe verklaart dit het feit dat de nachthemel zwart is en dus niet wit? Het is immers logischer wanneer er overal licht zou zijn. In de Melkweg zwerven miljarden sterren om ons heen, maar in het hele universum gaat het om vele biljarden sterren. Met zo’n extreem groot aantal sterren verwacht je een permanent verlichte hemel.Toch?

Met ontelbaar veel sterren om ons heen zou het altijd 'dag' moeten zijn. Toch is dat niet zo.

Met ontelbaar veel sterren om ons heen zou het altijd ‘dag’ moeten zijn. Toch is dat niet zo.

Natuurlijk is het licht van verre sterren zwakker dan het licht van de zon, maar daar staat tegenover dat er op grotere afstand ook meer sterren staan. Een mooie vergelijking is een bos met bomen. Sta je voor dit bos, dan zie je waarschijnlijk tot aan de horizon bomen. Stel, je kijkt tussen twee bomen, dan zie je een andere boom die iets verder weg staat. Zo zou het ook met sterren moeten zijn.

Paradox van Olbers
Wetenschappers hebben dit probleem een naam gegeven: de paradox van Olbers. Problemen zijn er echter om opgelost te worden. Onderzoeker Christopher Conselice beweert dat er meerdere factoren zijn waarom het ’s nachts donker is. Ten eerste komt het door de roodverschuiving van licht. Het komt erop neer dat de afstand tussen een ster (de lichtbron) en ons netvlies (de ontvanger) in vrijwel alle gevallen toeneemt (het heelal dijt immers uit), waardoor de golflengte van licht tijdens de reis langer wordt. Dit heeft als gevolg dat het licht zo ver wordt uitgerekt, dat we verre sterrenstelsels op een bepaald moment niet meer kunnen zien met onze ogen. Dit wordt nader uitgelegd op pagina 15 van het paper.

Stof
Maar er zijn nog andere factoren. Zo wordt een deel van het sterrenlicht geabsorbeerd door stof in een sterrenstelsel, maar ook door stof tussen sterrenstelsels (het zogenoemd intergalactisch medium). Dit is opvallend, want lange tijd werd deze verklaring voor een donkere nacht als niet logisch verklaard. Sommige wetenschappers beweerden in het verleden dat licht het stof verwarmt, waardoor het uit zichzelf gaat gloeien. Volgens het paper van Conselice klopt dit wel, alleen gloeit het stof in het nabij-infrarode golflengtegebied. Dit is infrarode straling en dus elektromagnetisch straling die voor het menselijk oog niet waarneembaar is.

Stof houdt licht tegen, zoals hierboven. Dit is de beroemde Paardenkopnevel: één van de kroonjuwelen in het sterrenbeeld Orion. Helaas is deze donkere nevel niet zo makkelijk te observeren als zijn buurman, de Orionnevel.

Stof houdt licht tegen, zoals hierboven. Dit is de beroemde Paardenkopnevel: één van de kroonjuwelen in het sterrenbeeld Orion. Helaas is deze donkere nevel niet zo makkelijk te observeren als zijn buurman, de Orionnevel.

Niet oneindig oud
De laatste factor is het feit dat het heelal nog niet oneindig oud is. Het universum mag namelijk 13,8 miljard kaarsjes uitblazen op de verjaardagstaart. Licht reist snel, maar niet oneindig snel. Ons heelal is pas 13,8 miljard jaar oud, dus dit is de maximale tijd dat licht naar ons onderweg kan zijn geweest. Sterren die extreem ver van ons af staan, kunnen we dus nog niet zien, omdat het licht ons nog niet bereikt heeft.