made in flanders schreef:Ik heb artikels gelezen waarin men zegt dan men twaalf miljard lichtjaar ver kan kijken in de ruimte, en dat naar schatting de ruimte zelf 13 miljard lichtjaar groot is.
Als je er eens over nadenkt kom je snel tot de vaststelling dat zoiets eigenlijk niet kan. Want als de doorsnede van de ruimte echt 13 miljard lichtjaar zou zijn, dan zou dat dus willen zeggen dat wij volledig op de rand van het heelal leven (wat volgens mij al niet zo is).
Nope, die 13 miljard lichtjaar duidt op de straal, niet de diameter.
plus als je 12 miljard lichtjaar ver kijkt, kijk je ook 12 miljard jaar in het verleden en dan zou je als het ware over het heelal kijken. want zoveel jaar geleden was he theelal nog niet zo groot als nu.
Dit wordt beantwoord door Diadem:
Hoe groot het heelal werkelijk is weet niemand. Er zijn goede redenen om aan te nemen dat het op zijn minst gigantisch veel groter is dan wat wij kunnen zien.
Belangrijk hier is het verschil tussen het
totale heelal (waar Diadem het hier over heeft) en het
waarneembare heelal. Het laatste heeft een straal van naar schatting 13,6 miljard lichtjaar, en wordt dus, zoals Diadem zegt, volledig bepaald door de leeftijd van het heelal en de lichtsnelheid. Het is
voor ons het zichtbare heelal (onze buren kunnen in de ene richting een beetje verder kijken, en in de andere een beetje minder ver) en wij zitten dus automatisch in het midden ervan, net zoals iedere andere waarnemer in het midden van zijn waarneembare heelal zit.
Het licht dat 13 miljard jaar geleden door bijvoorbeeld sterrenstelsels op een afstand van 15 miljard lj werd uitgezonden, heeft ons nog niet bereikt en dus kunnen we deze stelsels niet waarnemen. Deze stelsels bevinden zich weliswaar in ons heelal, maar niet in ons
zichtbare heelal. Over 2 miljard jaar kan dat (als ze helder genoeg zijn) wel. Het zichtbare heelal is dan 15,6 miljard lichtjaar in straal. En dus liggen de stelsels dan binnen zijn grens.
Het totale heelal is vele malen groter dan het waarneembare heelal. We kunnen er weinig over zeggen en niets van waarnemen, maar het lijkt aannemelijk dat het er ongeveer uitziet zoals hier. Ten eerste omdat wij in twee tegenovergestelde richtingen ruim 13 miljard lichtjaar ver weg kunnen zien, en die gebieden, die dus meer dan 26 miljard lichtjaar van elkaar verwijderd zijn, lijken sterk op elkaar. Ten tweede is de grens van het zichtbare heelal (
ons zichtbare heelal) alleen voor ons van speciale betekenis.
Een tweede punt, en dit is ook al genoemd: verre sterrenstelsels
lijken van ons af te bewegen, doordat hun spectra een roodverschuiving laten zien die je ook ziet bij een zich verwijderende ster. Echter, het gaat hier om de
kosmologische roodverchuiving, en deze wordt veroorzaakt door het uitdijende heelal.
Dit moet je je als volgt voorstellen: stel, een sterrenstelsel zendt een kort (1/300.000.000-e seconde) lichtflitsje uit (heel gek stelsel). 'Toevallig' is de lengte van dit lichtflitsje precies 1 meter. Het licht heeft een golflengte van 500nm, en er gaan dus exact 2 miljoen golfjes in deze meter licht. Nadat het licht werd uitgezonden, dijt het heelal (de lege ruimte dus) uit met een factor 2. Het 'golftreintje' wordt mee uitgerekt (het bevindt zich immers in die lege ruimte die uitdijt) en is nu dus 2 meter lang geworden. Er is echter niets gebeurd waardoor het het aantal golfjes in het golftreintje is veranderd. Dat is dus nog steeds 2 miljoen. De golflengte is hierdoor (2 meter)/(2 miljoen golfjes) = 1 micrometer (1000nm) geworden.
Het licht heeft dus een langere golflengte gekregen en is dus 'roder' geworden. Dit is wat wij de roodverschuiving noemen. De verschuiving in golflengte
\((\Delta\lambda)\)
is precies 1x zo groot als de rustgolflengte: 500nm. De roodverschuiving is dus
\(z \equiv \frac{\Delta\lambda}{\lambda_0}=1\)
. Merk op dat het woord 'snelheid' tot nu toe in dit verhaal niet is voorgekomen. Het roodverschoven licht is echter iedentiek aan dat van een sterrenstelsel dat met een snelheid van 60% van de lichtsnelheid van ons af beweegt. Ook dat heeft een roodverschuiving
\(z=1\)
. Het is daarom dat de sterrenstelsels van ons af
lijken te bewegen. In werkelijkheid zit ieder stelsel (min of meer, eigenbewegingen daargelaten) vast op z'n plaats, net als de bekende centen op de ballon. Ook die centen bewegen niet door de ruimte (over de ballon) bij het opblazen ervan, maar de ruimte zelf dijt uit.
