Omvang van het heelal

Hoe wijd is het heelal?

Het heelal is 13,8 miljard jaar oud, maar ik heb gelezen dat het veel groter is dan 13,8 miljard lichtjaar. Klopt dat? En hoe kunnen we zo ver weg kijken met de lichtsnelheid als de snelheidslimiet?

Het heelal is 13,8 miljard jaar oud, maar ik heb gelezen dat het veel groter is dan 13,8 miljard lichtjaar. Klopt dat? En hoe kunnen we zo ver weg kijken met de lichtsnelheid als de snelheidslimiet?

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons

Hoe wijd is het heelal?

Astronomen schatten de omvang van het heelal op 93 miljard lichtjaar, met een marge van circa 10 procent, dus het zal tussen de 84 en 102 miljard lichtjaar zijn.

Wetenschappers hebben deze omvang waargenomen, ook al is het heelal 13,8 miljard jaar oud en is de lichtsnelheid de absolute snelheidslimiet.

De verklaring is dat het heelal voortdurend uitdijt.

Denk maar aan een cluster van sterrenstelsels op 87 miljoen lichtjaar van de aarde. Het licht begint zijn reis naar de aarde, maar doordat het heelal uitdijt, wordt de afstand die het licht moet afleggen steeds langer.

Het licht is dus meer dan 87 miljoen lichtjaar onderweg.

De afstand tussen de cluster en de aarde is zelfs 173 miljoen lichtjaar geworden op het moment dat het licht ons bereikt.

Het licht is dus tussen de 87 en 173 miljoen lichtjaar onderweg geweest.

Datzelfde geldt voor de rest van het heelal en het licht dat door de eerste sterrenstelsels werd uitgezonden.

De uitdijing van het heelal is afhankelijk van de verdeling van materie en energie, en de extra afstand die onderweg wordt toegevoegd, dus ook.

De omvang van het heelal is gemeten via de roodverschuiving, die ontstaat door de uitdijing van het heelal.

Licht wordt weggezonden
© Lotte Fredslund

Licht wordt op pad gestuurd

Licht vertrekt vanuit een stelsel aan de rand van het zichtbare heelal. Het heelal dijt uit, dus de afstand die het licht moet afleggen, neemt voortdurend toe.

Het licht wordt rood
© Lotte Fredslund

Licht wordt rood

Omdat het stelsel van ons af beweegt, wordt het licht op weg naar de aarde uitgerekt. Als de golflengte van het licht wordt verlengd, wordt de kleur roder, wat we roodverschuiving noemen.

Lichtverschuiving geeft omvang aan
© Lotte Fredslund

Verschuiving geeft omvang aan

Hoe langer de golflengten, en dus hoe roder het licht dat we waarnemen, hoe groter de afstand die het heeft afgelegd. Daarom kan de roodverschuiving de omvang van het heelal aangeven.

Als het heelal alleen energie in de vorm van straling zou bevatten, dan zou licht dat nu de aarde bereikt na 13,8 miljard jaar reizen, zijn uitgezonden door objecten die nu 27,6 miljard lichtjaar ver zijn.

Als het heelal alleen materie bevatte, dan zou licht dat de aarde nu bereikt na 13,8 miljard jaar reizen, zijn uitgezonden door objecten die nu 41,4 miljard lichtjaar ver zijn.

Straling en materie gecombineerd met zogeheten donkere energie geven het werkelijke aantal: een totale afstand van 46,5 miljard lichtjaar tot de verste zichtbare objecten, wat dus ook de afstand van de aarde tot de grens van het zichtbare heelal is.

Daarom is de volledige omvang het dubbele: 93 miljard lichtjaar.