donkere-energie-12

Wat is er buiten het heelal? Wat gebeurt er als sterrenstelsels botsen? En hoe berekenen we afstanden tot sterren? Al jouw prangende vragen over sterrenkunde worden beantwoord in de reeks: ‘Sterrenkunde: alles wat je wil weten’!

Hoe berekenen we afstanden tot nabije sterren?
Wetenschappers gebruiken radar om afstanden tot nabije objecten te meten, bijvoorbeeld de maan. Zij kijken hoe lang het duurt voor de straal terugkaatst. De meeste sterren zijn tientallen of honderden lichtjaren van ons verwijderd. Het is dan niet te doen om radiogolven (radar) af te schieten, omdat deze niet worden teruggekaatst.

Maar we hebben geluk. De aarde is 150 miljoen kilometer verwijderd van de zon. Over 180 dagen bevinden wij ons aan de andere kant van de zon. We zijn dan dus 300 miljoen kilometer verplaatst. Vanuit deze positie ziet de sterrenhemel er anders uit dan van onze huidige positie.

Hoe verder een voorwerp, hoe minder het met de waarnemer mee lijkt te bewegen.

Hoe verder een voorwerp, hoe minder het met de waarnemer mee lijkt te bewegen.

Je kunt het zelf testen. Houd één vinger voor je neus en doe je rechteroog dicht. Doe vervolgens je rechteroog open en je linkeroog dicht. Zoals je ziet is de achtergrond ten opzichte van je vinger veranderd. Zo doen sterrenkundigen dat ook. Wanneer de aarde 300 miljoen kilometer is verplaatst, zijn bepaalde sterren schijnbaar verplaatst, terwijl verre achtergrondstelsels niet zijn verplaatst. Dit komt omdat sterrenstelsel zo ver weg liggen, dat onze verplaatsing van 300 miljoen kilometer niet groot genoeg is om een verschuiving te zien. Sterren die dichtbij staan, schuiven echter wel mee. Een goed voorbeeld is Alpha Centauri, een ster die op vier lichtjaar van de aarde is verwijderd. Deze ster wiebelt het meest op en neer.

De verschuivingen zijn met het blote oog niet te zien. Er is daarom speciale meetapparatuur nodig om de schijnbare verplaatsing te meten. De Gaia-telescoop is in staat om zeer nauwkeurige metingen te doen en kan hierdoor de afstanden tot miljoenen sterren nog beter bepalen.

Donkere energie bestaat hoogstwaarschijnlijk wel, ook al kunnen wetenschappers dit fenomeen niet direct observeren.

Donkere energie bestaat hoogstwaarschijnlijk wel, ook al kunnen wetenschappers dit fenomeen niet direct observeren.

Bestaat donkere energie?
Ons universum wordt iedere seconde groter en groter. In 1998 ontdekten astronomen dat het heelal niet steeds langzamer uitdijt, maar juist sneller. Wetenschappers weten niet hoe dit komt, maar vermoeden dat ‘donkere energie’ de veroorzaker is. Dit fenomeen is het tegenovergestelde van zwaartekracht en heeft dus juist een ‘afstotend’ effect. Donkere energie zou dus wel degelijk bestaan.

Stel, er zou geen donkere energie zijn, dan zou de uitdijing van het heelal bepaald worden door de massa van alle planeten, sterren en sterrenstelsels in ons universum. Wanneer er zich veel massa in het heelal bevindt, dan wint zwaartekracht het van de uitdijing en gaat het heelal dus krimpen (‘Big Crunch’). Uit metingen blijkt dat de hoeveelheid massa min of meer in balans is met de uitdijing. Zou er geen donkere energie zijn, dan zou ons heelal steeds langzamer uitdijen en uiteindelijk zelfs stoppen.

De kans is 99,996% dat donkere energie bestaat, zo blijkt uit recent onderzoek. In totaal bestaat 73% van de dichtheid van het heelal uit donkere energie. Toch is donkere energie niet te detecteren. Dit komt doordat donkere energie zich gedraagt alsof het negatieve zwaartekracht uitoefent. Indirect zijn de effecten wel meetbaar.

Wat gebeurt er als sterrenstelsels botsen?
Op dit moment vliegt het Andromedastelsel met 400.000 kilometer per uur op de Melkweg af. Over vier miljard botst het Andromedastelsel met ons Melkwegstelsel. Het is natuurlijk mogelijk dat de mens tegen die tijd nog bestaat. Misschien leven we op meerdere planeten in honderden zonnestelsels. Het zou natuurlijk kunnen. Hebben we dan te vrezen voor deze botsing?

Nee. Een botsing van twee of meer sterrenstelsels is niet te vergelijken met een frontale botsing tussen twee auto’s. Er is namelijk enorm veel ruimte tussen sterren in ons sterrenstelsel. De zon heeft een doorsnede van 1,4 miljoen kilometer. Proxima Centauri, de meest nabije ster, is 39.900.000.000.000 kilometer van ons verwijderd. Stel je eens twee pingpongballen voor, waarvan de ene zich in Brussel bevindt (onze zon) en de andere in Rome (Proxima Centauri).

Doordat er zoveel ruimte tussen de sterren zit, is de kans heel klein dat objecten op elkaar botsen. Een botsing tussen sterrenstelsels heeft wel grote gevolgen voor gas en stof tussen sterren. Dit wordt het interstellaire medium genoemd. Het interstellair medium van ons sterrenstelsel zal op dat van het Andromedastelsel botsen, waardoor gas en stof wordt samengedrukt en er veel nieuwe sterren worden gevormd.

Boekentip

Wil je deze zomer tijdens je vakantie meer leren over sterrenkunde? Het boek ‘Sterrenkunde voor in bed, op het toilet of in bad‘ van Sarah Brands is een aanrader. In 56 korte hoofdstukjes leer je alles over ons zonnestelsel en het heelal.

Wat is er buiten ons heelal?
Er is niet één planeet, niet één ster, niet één sterrenstelsel en niet één sterrenstelselcluster. Het is logisch dat er dus ook meer heelallen zijn. Dit noemen we ook wel het multiversum. Hoe het multiversum exact er uit ziet, is natuurlijk onbekend. We kunnen er enkel over filosoferen. Sommige wetenschappers denken dat er veel meer dimensies zijn dan de vier die we kennen (ruimte & tijd). Wellicht bestaan er naast ons driedimensionale membraan van de ruimte nog andere driedimensionale branen in een hogere dimensionale ruimte. Fysicus Brian Greene van de universiteit van Columbia ziet ons heelal als een plaat, zwevend in een hoger-dimensionale ruimte. “Vergelijkbaar als een boterham binnen een grootser kosmisch brood”, zo staat in zijn boek ‘The Hidden Reality‘.

Een alternatief beeld van het multiversum is die van een glas cola met heel veel belletjes. Of als een emmer met sop. Ieder belletje is een eigen heelal. Sommige belletjes worden groter – omdat de desbetreffende heelallen uitdijen – terwijl andere belletjes krimpen. Af en toe botsen heelallen tegen elkaar aan. Volgens fysicus Roger Penrose zijn de aanwijzingen hiervan in ons huidige heelal te zien.

Terwijl ons heelal groeit, kan het volgens de wetenschappers tegen de rand van een ander universum botsen. Dit heeft gelukkig geen grote invloed op ons heelal. We verdwijnen niet spontaan. Maar wel ontstaat er een soort kosmische kneuzing. Deze kosmische kneuzingen zijn te zien als hete plekken in de kosmische achtergrondstraling. Dit is de warmtestraling die is uitgezonden kort na de oerknal.

Bubble

Het multiversum als een glas cola met allemaal bellen. Iedere bel is een universum.

Heb jij een vraag over sterrenkunde? Mail ons jouw vraag via het contactformulier en wellicht staat jouw vraag de volgende keer in deze rubriek! Op 27 juli verschijnt de volgende editie van sterrenkunde voor beginners!