Ouderdom en afstand

[Jackbreda]

Het heelal is 13,7 miljard jaar oud. Anders gezegd, de oerknal vond 13,7 miljard jaar geleden plaats.

Stel, de Hubble telescoop ziet binnenkort het licht van een sterrenstelsel dat net iets minder dan 13,7 miljard lichtjaar van ons af staat. Dat licht is dus uitgezonden kort na de oerknal. Maar hoe kan dat sterrenstelsel op het moment van die oerknal al bijna 13,7 miljard lichtjaar op afstand van de Hubble hebben gestaan? Dat lijkt alleen te kunnen als het heelal na de oerknal (veel) sneller dan het licht uitdijde.

[EvilBro]

Stel, de Hubble telescoop ziet binnenkort het licht van een sterrenstelsel dat net iets minder dan 13,7 miljard lichtjaar van ons af staat.

Wat betekent deze zin? Sterrenstelsel staan immers niet stil en ruimte dijt uit.

[Jackbreda]

De Hubble-telescoop ziet toch voortdurend sterren en objecten die op een x-aantal lichtjaren van ons afstaan? Het feit dat ze niet stil staan doet daar niets aan af.

[EvilBro]

Laat uitdijing even buiten beschouwing. Stel dat ik op 1 lichtjaar van jou bevind (in jouw referentiestelsel). Ik beweeg me met 50% van de lichtsnelheid van jouw af. Op dat moment zend ik een beeld in jouw richting. Dat beeld doet er volgens jou een jaar over. Zie je mij dan op een lichtjaar afstand? Ik ben dan immers al op 1.5 lichtjaar van jou verwijderd (in jou referentiestelsel).

Uitdijing versterkt dit effect alleen maar. Het beeld zal er langer dan een jaar over doen om bij jou te komen. Ik ben dan op een nog grotere afstand als jij het beeld ontvangt.

Dus wederom de vraag: wat betekent het als je zegt dat het licht van een ster komt die net iets minder dan 13,7 miljard lichtjaar van ons af staat?

[Michel Uphoff]

Je verwart wat zaken:

We nemen een sterrenstelsel waar op 13 miljard lichtjaar afstand van ons, wat betekent dit nu precies:

- Het licht is 13 miljard jaar geleden verzonden, dus kort na de big bang

- Het sterrenstelsel stond toen het licht werd uitgezonden niet 13 miljard lichtjaar van ons af, maar veel dichterbij

- Het sterrenstelsel staat inmiddels (als het er nog is) op pakweg 40 miljard lichtjaar van ons af

Nu vraag je je misschien af hoe het dan kan dat het licht van dat sterrenstelsel dat 13 miljard jaar geleden veel dichterbij stond er dan toch 13 miljard jaar over heeft gedaan om bij ons te komen. Dat komt omdat de ruimte, tijdens de reis van het licht naar ons toe, zelf uitdijde. Het is een beetje vergelijkbaar met een mier die over een elastiek loopt, terwijl het elastiek al maar langer wordt getrokken.

[Jackbreda]

Dus wederom de vraag: wat betekent het als je zegt dat het licht van een ster komt die net iets minder dan 13,7 miljard lichtjaar van ons af staat?



Dat betekent dat ik een ster zie die zover van mij afstaat dat het licht er bijna 13,7 miljard jaar over heeft gedaan om mij te bereiken. Maar 13,7 miljard jaar geleden (ofwel vlak na de oerknal) was het heelal toch nog helemaal niet zo groot dat licht zo lang onderweg kon zijn van 'zender' tot 'ontvanger'?

Anders gezegd: laten we aannemen dat kort na de oerknal (dus ca 13,7 miljard jaar geleden) het heelal een doorsnee had van 100 lichtjaar. Als er toen een object was dat licht uitzond, waarom duurde dat dan 13,7 miljard jaar om mij te bereiken?

En nog anders geformuleerd: ik zie de maan met 1 seconde 'vertraging'. Dat is geen probleem want 1 seconde geleden stond de maan inderdaad op die plaats. Maar 13,7 miljard jaar geleden was er op die plaats waar ik de ster zie, toch nog helemaal niets, want zo kort na de oerknal was het heelal heel veel kleiner.

[EvilBro]

Ik schiet een foton naar links en een foton naar rechts. Na 1 jaar zit er een afstand van 2 lichtjaar tussen beide fotonen. Een afstand van 2 lichtjaar kan dus ontstaan in 1 jaar.

[Jackbreda]

@EviBro: daar gaat het niet om. Vanaf jouw vertrekpunt zijn beide fotonen op 1 lichtjaar van jou verwijderd.

[Michel Uphoff]

Anders gezegd: laten we aannemen dat kort na de oerknal (dus ca 13,7 miljard jaar geleden) het heelal een doorsnee had van 100 lichtjaar. Als er toen een object was dat licht uitzond, waarom duurde dat dan 13,7 miljard jaar om mij te bereiken?

We dreigen in herhaling te vervallen, zoals al geschreven:

Nu vraag je je misschien af hoe het dan kan dat het licht van dat sterrenstelsel dat 13 miljard jaar geleden veel dichterbij stond er dan toch 13 miljard jaar over heeft gedaan om bij ons te komen. Dat komt omdat de ruimte, tijdens de reis van het licht naar ons toe, zelf uitdijde. Het is een beetje vergelijkbaar met een mier die over een elastiek loopt, terwijl het elastiek al maar langer wordt getrokken.

Een erg leesbaar stuk over dit soort zaken vind ik Micsonceptions about the Big Bang van Davis/Lineweaver: KLIK hier wordt een prima uitleg gegeven mbt. veel van de misverstanden op dit gebied.

[Jackbreda]

Michel, dank voor de link. Ik ga het artikel zeker bestuderen.

[EvilBro]

@EviBro: daar gaat het niet om.

Daar gaat het wel om. Vanaf een waarnemer bij een van de fotons is de afstand tot het andere foton 2 lichtjaar terwijl de fotonen pas 1 jaar bestaan. Dit is volstrekt analoog aan jouw situatie.