# 4.1 Het heelal

Naast onze eigen Melkweg zijn er nog ongeveer 100 tot 200 miljard andere melkwegstelsel (ook sterrenstelsels genoemd). Een voorbeeld is de Andromedanevel, die met het blote oog waar te nemen is.

Sterrenstelsels blijken zich van elkaar af te bewegen, zodat er sprake is van een uitdijend heelal. De sterrenstelsels die het verst van ons verwijderd zijn hebben daarbij de grootste snelheid. Dat wijst op een explosie in het verleden, waarbij de "brokstukken" verschillende snelheden meegekregen hebben. We noemen die explosie de oerknal of de Big Bang.

De geschiedenis van het heelal

Vanuit het niets is ooit het heelal ontstaan. Wetenschappers zijn het er over eens dat dit zo ongeveer 13,7 miljard jaar geleden moet zijn gebeurd. Heel lang daarvoor was er helemaal niets. Geen atomen en ook geen heelal waar de atomen in rond konden zweven. Er was alleen iets onvoorstelbaar kleins, iets wat een "singulariteit" genoemd wordt. In één enkele flits was daar de oerknal. Deze oerknal moet je niet zien als een grote ontploffing. Het was eerder een plotselinge uitdijing van gigantische omvang. De oerknaltheorie gaat niet over de eigenlijke oerknal, maar over wat er daarna is gebeurd. Het plaatsvinden van de oerknal zelf is nog een volkomen raadsel.

In de eerste woeste seconde na de oerknal ontstaan de zwaartekracht en alle andere krachten die de natuurwetten bepalen. In minder dan een minuut heeft het heelal een doorsnede van 1012 km en dijt het nog steeds razendsnel uit. In het nog kleine heelal is de temperatuur heel hoog, hoog genoeg om kernreacties op gang te brengen. De lichte elementen worden hierbij gevormd. Binnen 3 minuten is 98% van alle materie die er nu is, of ooit zal zijn, tot stand gekomen.

Door het rondzwevende materiaal waren er tal van botsingen. Deze botsingen leidden ertoe dat sommige stofkorreltjes samen gingen klonteren tot grotere korrels. Uiteindelijk ontstonden hierdoor sterren en planeten. En een van deze planeten is de Aarde.

De ontdekker van de uitdijing van het heelal was Edwin Hubble. Volgens zijn berekeningen in 1929 was het heelal 10 miljard jaar oud. Met de huidige kennis, onder andere verkregen door experimenten met de satelliet WMAP, wordt de ouderdom van het heelal geschat op 13,7 miljard jaar.

Achtergrondinformatie: Hubble

De Amerikaanse astronoom Edwin Powell Hubble (1889-1953) ontdekte dat melkwegstelsels met verschillende snelheden bewegen en dat ze van ons af bewegen. De snelheid waarmee ze bewegen is groter naarmate de afstand Aarde - Melkwegstelsel groter is. Die snelheid is te bepalen door de dopplerverschuiving van bekende spectraallijnen te bekijken.

In de volgende figuur is de relatie tussen afstand en snelheid van melkwegstelsels ten opzichte van de aarde uitgezet:

De zogenaamde wet van Hubble kan in een eenvoudige formule worden uitgedrukt:

waarin:

- v(r) = de snelheid waarmee het sterrenstelsel zich van ons verwijdert in kilometers per seconde (km/s)
- r = de afstand tot de Aarde in Megaparsec (Mpc)
- Ho = de Hubbleconstante in kilometers per seconde per Megaparsec (km·s-1·Mpc-1)·

Er is een moderne telescoop vernoemd naar Edwin Hubble. Deze werd op 24 april 1990 gelanceerd met behulp van de Space Shuttle Discovery. De Hubble telescoop legt op 593 km hoogte een rondje om de Aarde af in ongeveer 97 minuten. De telescoop is van grote waarde voor de astronomie. Er zijn ontdekkingen gedaan die zonder deze telescoop niet mogelijk waren geweest. Het bijzondere aan de telescoop is dat hij met het hele spectrum van infrarood licht via zichtbaar licht tot aan ultraviolet licht kan meten. Daarnaast heeft al het nieuws rond de Hubble telescoop ervoor gezorgd dat meer mensen geïnteresseerd raakten in astronomie. De Hubble telescoop zal tot ongeveer 2010 gebruikt worden. Hubble is niet de enige ruimtetelescoop. Ook bijvoorbeeld de Spitzer ruimtetelescoop en het Chandra Röntgen Observatorium draaien hun baantjes om de Aarde. In 2013 wordt de James Webb ruimte telescoop gelanceerd. Deze telescoop heeft een spiegeldiameter van 6 meter om infrarode stralen op te vangen.

Maak nu de opdrachten 10 en 11 op de volgende bladzijde.