terug kijken in de tijd?

[Swets]

Pas zag ik , bij morgan freeman geloof ik, dat we nu zover terug kunnen kijken in het heelal, dat we de Big Bang kunnen zien... 13,5 miljard jaar geleden.....  of zo iets... 
 
maar dat licht wat we dan zien is dus 13,5 miljard jaar onderweg geweest met de snelheid van het licht.... en dat kunnen wij nu hier zien....  oke...
 
maar wat ik niet begrijp... hoe kunnen wij nu dan hier zijn?   ik bedoel voor de big bang was er niets... er is ergens een knal  en alles is ontstaan.....
 
dus dat betekend dat onze aardkloot, welke ook ontstaan is uit die big bang, sneller hier naar ze plek is gevlogen dan de snelheid van het licht?
 
daar ben ik meestal kwijt...???

[Herman66]

"Pas zag ik , bij morgan freeman geloof ik, dat we nu zover terug kunnen kijken in het heelal, dat we de Big Bang kunnen zien... 13,5 miljard jaar geleden.....  of zo iets..."
 
Vind ik ook altijd vreemd. Als we zo'n 5 miljard lichtjaar terugkijken zouden we dan het ontstaan van onze aarde en haar zonnestelsel kunnen zien!?

[Safe]

Kan je wel begrijpen dat als we het licht van onze zon zien (een foton), diezelfde zon ongeveer 8 min ouder is ...

[Flisk]

De big bang wordt vaak verkeerd uitgelegd. Het is helemaal geen explosie, in de zin dat alles van één punt wegvliegt.
 
Eerst een kleine definitie voor afstand:
Een lichtjaar/seconde is een maat voor afstand, namelijk de afstand die het licht aflegt in één jaar/seconde.
 
We zullen even de expansie van het heelal achterwege laten, dus denk even dat alles op zijn plek blijft.
Stel je voor, 13,8 miljard jaar geleden ontstond het heelal plots zoals het nu is. Laten we deze gebeurtenis de big bang noemen. Als je dan rondkijkt vanop Aarde kan je niets zien en is alles donker. Het licht heeft immers nog geen tijd gehad om jouw ogen te bereiken. Na één seconde kan je één lichtseconde ver zien, dat is ongeveer een afstand van 300 000km. Na één jaar kan je 1 lichtjaar ver zien, enz...

Nu kunnen we 13,8 miljard lichtjaar ver zien, omdat het ontstaan van het heelal ongeveer 13,8 miljard jaar geleden was. Als we zo oud licht bekijken, kijken we eigenlijk naar hoe het heelal er uitzag in het begin. Dat licht is namelijk al langer dan 13 miljard jaar onderweg, toen het uitgezonden werd door materie. Merk op dat we de Aarde zelf nooit als een jongere versie kunnen zien. We kijken immers weg van de Aarde. We zien gewoon andere delen van het heelal.

Nu, dit verhaaltje klopt enkel als je geen rekening houdt met de expansie van de ruimte. Maar in principe maakt die niet zoveel uit om het concept 'terug in de tijd kijken' te snappen. Wil je echter weten wat de big bang is, moet je je eens verdiepen in wat die expansie precies is.

[Michel Uphoff]

sneller hier naar ze plek is gevlogen dan de snelheid van het licht?

 

Een beeld moet je onmiddellijk uit het hoofd zetten: Dat van een gewone explosie. Zo'n voorstelling van een explosie waarbij de brokstukken vanuit een explosiecentrum naar buiten door de ruimte vliegen, en die wij van buitenaf waarnemen is niet bruikbaar als we het over de oerknal hebben. De oerknal is een explosie van de ruimte, en wij kunnen ons niet buiten die ruimte bevinden (buiten het heelal bestaat niet). Een manier om je er beeld van te vormen is je voor te stellen dat je je in die explosie bevindt en dat er buiten die explosie helemaal niets is. Hier een voorbeeld dat je hopelijk wat helpt, want het is lastig je zo'n uitdijend heelal voor de geest te halen. Onthoud dat het maar een analogie is, een hulpmiddel om van iets dat lastig voorstelbaar is toch een beeld te krijgen.

 

Stel je voor dat je je ergens in een enorme doorzichtige rijzende krentencake bevindt. Die cake is zo enorm groot dat je de randen ervan niet kan zien. Je kan dan ook niet weten waar je je in de cake bevindt, ergens..  Er is nog een ander persoon, een stuk verderop in de cake. Ook hij kan de randen van de cake niet zien en dus niet weten waar hij zich in de cake bevindt, ergens..

 

Om je heen zie je alle krenten door het rijzen van het deeg verder en verder van je af gaan. Je concludeert dus dat gisteren die krenten dichterbij bij jou geweest moeten zijn, en dat lang geleden die krenten vlak bij jou geweest zijn. Maar dat gaat niet alleen voor jou op, ook die ander ver weg in die cake ziet hetzelfde. Ook bij die ander verwijderen de krenten zich, en waren ze gisteren dus dichterbij. Jij ziet de krenten en die ander van jou wegreizen, en die ander ziet ook de krenten en jou van zich wegreizen. Niemand zit in het midden van het heelal, ze zijn 'ergens'. Maar voor beiden lijkt het alsof ze in het centrum van een explosie zitten want alles vliegt van hun weg.

 

Nu doet het licht er een bepaalde tijd over om door die uitdijende cake te reizen. Hoe ouder de cake is, hoe langer het licht heeft kunnen reizen, en hoe verder weg de krenten zijn die we kunnen zien. Krenten heel ver weg zijn met het blote oog niet meer te zien, maar met zware telescopen wel. Als we met zo'n telescoop langdurig kijken, kunnen we de krenten waarnemen op 12,5 miljard keer de afstand die het licht in een jaar aflegt (ongeveer 10.000 miljard km per jaar). Dat is dus ook 12,5 miljard jaar oud licht. We hebben een foto van iets dat 12,5 miljard jaar geleden bestond, en er nu misschien helemaal niet meer is. Dat is vrij kort nadat de cake begon met rijzen (zo'n kleine 14 miljard jaar geleden). Zo komen we aan de foto's van babysterrenstelsels. 

 

Nu zal je misschien denken; "Maar vroeger was alles vlak bij elkaar in die cake, dus het licht reisde er dan toch heel snel doorheen?". Je vergeet dan twee dingen:

• Een is dat het heelal ook heel snel uitzet. Als licht in een seconde 300.000 kilometer reist, en twee krenten die op 300.000 kilometer van elkaar staan verwijderen zich met een grote snelheid van elkaar, dan is het licht na een seconde nog lang niet bij de tweede krent. Het licht is als een mier die over een elastiek lopend de overkant wil bereiken terwijl wij het elastiek snel langer en langer trekken. Hij komt er ooit wel, maar het kan heel lang duren.
• Het tweede wat we niet moeten vergeten is, dat wij niet weten hoe groot het heelal is. We weten hoe groot het waarneembare heelal is. Licht dat langer dan 13,8 miljard jaar moet reizen om in ons oog te komen, is nog steeds onderweg naar ons, en dus nu niet waarneembaar. Waarschijnlijk is het heelal heel veel groter dan het waarneembare heelal. Dat betekent ook dat de cake ook in het begin misschien al enorm groot was, misschien zelfs wel oneindig groot. Maar omdat alles voorbij de grens van de zichtbaarheid een gebied is waarnaar wij alleen maar kunnen raden, bedoelen we met 'het heelal' vrijwel altijd alleen het waarneembare heelal.

Objecten verder dan pakweg 12,5 lichtjaar zien we nu nog niet, want onze telescopen zijn nog niet krachtig genoeg. Maar er is meer dan zichtbaar licht in het heelal, zoals warmte. Eigenlijk is dat ook net als licht elektromagnetische straling, maar wij kunnen het niet zien. Heel gevoelige thermometers kunnen dat wel.

 

De cake is vandaag lauw, maar als we al die lauwe warmte die in de enorme cake zit zouden samenpakken in een veel kleinere cake zoals dat vroeger het geval moet zijn geweest, dan moet de cake vroeger enorm heet geweest zijn. Die lauwe warmte is er in het heelal ook echt, we noemen het de kosmische achtergrondstraling. Die bevindt zich niet altijd ver weg, die warmte is overal in de ruimte (de cake) aanwezig, dus ook vlakbij. Wij bevinden ons tussen de kosmische achtergrondstraling.

 

Wat wij met moderne techniek kunnen meten is de temperatuur in het heelal. Gevoelige sensoren meten de aanvankelijk gloeiende hitte van de oerknal vanuit iedere richting, maar die is door het gigantisch uitzetten van de ruimte gedaald tot nog maar een paar graden boven het absolute nulpunt.

 

Die restwarmte is niet in elke richting helemaal hetzelfde, er zijn kleine temperatuurverschillen. Die kleine verschillen vertellen kosmologen iets over wat er in de de cake gebeurde vlak na de oerknal. Het voert een beetje te ver om er hier diep op in te gaan, maar stel je voor dat er terug gerekend wordt naar de temperatuur van het heelal zo'n 360.000 jaar na de oerknal, dan worden die kleine verschillen flink groter.

 

Van al die kleine temperatuurverschillen is een afbeelding gemaakt, en dat is de 'foto' van de tot op heden vroegst waarneembare effecten van de oerknal (dus niet de oerknal zelf!), ruim 13 miljard jaar geleden. Geel is een heel klein beetje warmer dan blauw (we hebben het dan over duizendsten van een graad):

 

planck 1341 keer bekeken

Achtergrondstraling heelal. Bron: Esa
 
Dit is de 'foto' waar Morgan Freeman het over heeft. Helaas is de door hem erbij gegeven uitleg dus wat al te eenvoudig.

 

[Swets]

cake verhaal nog eens lezen.... maar ik geloof wel dat ik dat snap.... 

[descheleschilder]

Het heelal is heel veel groter dan het zichtbare heelal. Maar hoe zou het oneindig groot kunnen zijn? Inflatie blies het heelal toch op tot de huidige grootte (afgezien van de latere "langzame inflatie", die het heelal nog eens drie keer zo groot maakte) waarbij de grootte heelal in hele korte tijd vele, vele malen in grootte verdubbelde (heel snelle exponentiële groei)? Inflatie vond toch niet met oneindige snelheid plaats? Uit het feit dat het heelal vlak schijnt kun je niet afleiden dat het oneindig groot is, als ons zichtbare deel een heel klein stukje van het totale heelal vormt. Of moeten we denken aan eeuwige inflatie van ruimte waarin ons heelal is gestopt met inflateren (maar waarom wordt dan gezegd dat inflatie kort na de big bang begon?), en wordt die eeuwig uitdijende ruimte oneindig groot genoemd?

[Math-E-Mad-X]

Inflatie vond toch niet met oneindige snelheid plaats? 

 
In feite wel, althans, als het heelal inderdaad oneindig groot is. Merk alleen op dat die "ondeindig snelle" inflatie ook maar "ondeindig kort" hoefde te duren om het heelal naar oneindige grootte op te blazen, om daarna met eindige snelheid verder te gaan.
 
Maar of het ook echt zo is gegaan en of het heelal echt oneindig groot is blijft natuurlijk gissen. Daarvoor weten we op dit moment gewoon nog te weinig over de inflatie.

[descheleschilder]

Nu ik erover nadenk, tja, waarom zou inflatie eigenlijk niet oneindig snel kunnen zijn? En dan heb je een heel, heel, heel kleine tijd nodig. Of die tijd oneindig klein is weet ik niet zo zeker omdat oneindig maal oneindig klein onbepaald is, of heb ik dat mis?

[jkien]

Als het heelal nu oneindig is, dan was het dat ook bij het begin van de Big Bang. Er is geen tijdstip waarop iets eindigs oneindig werd. (bron: Cosmology FAQ).

[Math-E-Mad-X]

Als het heelal nu oneindig is, dan was het dat ook bij het begin van de Big Bang. Er is geen tijdstip waarop iets eindigs oneindig werd. (bron: Cosmology FAQ).

 
Nouja, je zou kunnen zeggen dat exact op tijdstip t=0 (het tijdstip van de Big Bang) het heelal afmeting 0 had, en voor ieder tijdstip t>0 het heelal oneindig groot was. Maar technisch gezien kunnen we eigenlijk niks zeggen over het tijdstip t=0. 
 
Om precies te zijn kunnen we wel zeggen dat de afstand tussen twee willekeurige deeltjes naar 0 nadert naarmate we t naar 0 laten gaan.

[Michel Uphoff]

Inflatie blies het heelal toch op tot de huidige grootte (afgezien van de latere "langzame inflatie", die het heelal nog eens drie keer zo groot maakte)

 

Dat zal niet kloppen.

 

De inflatie vond plaats tussen naar schatting 10⁻³⁶ en 10^-33 seconden na de oerknal en vergrootte de schaal met een factor tussen 10³⁰ tot maar liefst 10^100.Op 10^-36seconden was de straal van het 'waarneembare' heelal ongeveer 3.10^-28 meter, veel kleiner dan bijvoorbeeld een proton. Na de inflatie was de straal van alleen dat stukje toen 'waarneembare' heelal opgeblazen tot een straal die tussen 100 meter en een ook in miljarden lichtjaren uitgedrukt, vrijwel onbevatbare omvang ligt. 
Let op: Het 'waarneembare' heelal is volgens deze schattingen na de inflatie nog steeds geen proton groot, dus tijdens de inflatie is het overgrote deel van het voor de inflatie nog 'waarneembare' heelal achter de waarnemingshorizon verdwenen.

 

Maar ook de term waarneembaar is in dit verband behoorlijk misleidend, want fundamentele deeltjes en fotonen bestonden nog niet, vandaar dat het tussen quotes staat. Met 'waarneembaar' bedoel ik de afstand die licht, als het al zou kunnen bestaan, gedurende die tijd zou kunnen hebben afgelegd als het ook niet gehinderd werd. Wij weten inmiddels dat fotonen ongeveer 3 minuten na de oerknal ontstonden en niet vrij konden reizen tot het moment van recombinatie, 300.000 jaar na de oerknal.

 

Wij weten uit de temperatuur van de CBR (zie ook dit bericht in antwoord op dezelfde opmerking elders) dat tussen de recombinatie en nu, de schaalfactor nog eens met pakweg 1100 is toegenomen, dus het volume met 1100³, ruwweg 1,5 miljard.

 

 

[jkien]

Nouja, je zou kunnen zeggen dat exact op tijdstip t=0 (het tijdstip van de Big Bang) het heelal afmeting 0 had, en voor ieder tijdstip t>0 het heelal oneindig groot was.

 

Die zin geeft onvoldoende weer dat kosmologen juist niet denken dat een oneindig heelal begon met afmeting nul: "if the whole universe is infinitely large now, then it was always infinite, including during the Big Bang as well."  Brief answers to cosmic questions

[Math-E-Mad-X]

Ik snap niet wat ze bedoelen met 'during the Big Bang' omdat (voor zover ik altijd begrepen heb) de Big Bang gedefinieerd is als het tijdstip waarop het heelal begon.
 
Bovendien zou dit betekenen dat de afstand tussen twee willekeurige deeltjes (of punten in de ruimte) een eindige waarde (groter dan nul) zou moeten hebben in de limiet dat t naar 0 gaat. Dit lijkt mij niet te kloppen.
 
Ik heb dan ook het idee dat ze met 'always infinite' feitelijk bedoelen 'op alle tijdstippen t>0' en dat ze met 'during the big bang' refereren aan een bebaalde periode met t>0. Maar ik kan het mis hebben.

[Flisk]

Tijdstip 0 bestaat niet. Dus met always infinite zullen ze inderdaad t>0 bedoelen.

 

Bovendien zou dit betekenen dat de afstand tussen twee willekeurige deeltjes (of punten in de ruimte) een eindige waarde (groter dan nul) zou moeten hebben in de limiet dat t naar 0 gaat. Dit lijkt mij niet te kloppen.

 
Mocht t=0 wel bestaan, zou de grootte misschien gelijk aan nul zijn, maar dat is gissen, ik zou het eerder een onbepaalde waarde toekennen, zoals 0 keer oneindig. Als je ervan uitgaat dat het het heelal oneindig is, is die limiet dat ook. Een limiet behandelt enkel de waarden voor t groter dan nul, en die zijn allemaal oneindig. Je kan nooit nul naderen, want elke rij die je kiest ziet er dan zo uit:

\(+\infty,+\infty,+\infty,...\)

Dus de limiet is ook oneindig.