De wetenschapsredactie beantwoordt kleine en grote vragen die lezers bezighouden. Deze week: hoe komen we eigenlijk aan de leeftijd van het heelal?
schrijft voor de Volkskrant over historische onderwerpen.
De Britse krant The Independent opende op 24 april 1992 de voorpagina met enkele van de mooiste regels uit de geschiedenis van de wetenschapsjournalistiek: ‘Veertien duizend miljoen jaar geleden rommelde het universum. Gisteren verklaarden Amerikaanse onderzoekers dat ze de echo hebben gehoord.’ Aanleiding was een satellietmeting van de zogeheten kosmische achtergrondstraling – een overblijfsel van de oerknal, 14 miljard jaar geleden.
Maar hoe komen we eigenlijk aan die leeftijd, vraagt Erik Schol. Door de klok terug te draaien, luidt het zeer sterk vereenvoudigde antwoord. Sinds de oerknal dijt het universum uit en als je weet wat de expansiesnelheid is (en is geweest), dan kun je terugrekenen tot een moment dat alle materie zich op één enkel punt bevond. Op dit moment is de beste benadering 13,8 miljard jaar, met een marge van 40 miljoen jaar.
Die rekensom is in het verleden onder meer gemaakt door de Belgische astronoom (en pater) Georges Lemaître en de Amerikaan Edwin Hubble, die in 1929 ontdekte dat verre sterrenstelsels sneller van ons af bewegen dan stelsels die dichterbij staan. Die ontdekking leidde, met tussenstappen, tot het inzicht dat het heelal groeit. De groeisnelheid wordt uitgedrukt als de zogeheten Hubble-parameter. Op dit moment ligt de waarde rond 70 kilometer per seconde per megaparsec. (Een megaparsec is ongeveer 3,26 miljoen lichtjaar.)
Als je het (heel ernstig) simplificeert, kun je het je voorstellen als twee knikkers die een meter uit elkaar liggen met een Hubble-parameter van 10 centimeter per uur per meter. Dat betekent concreet dat er voor iedere meter onderlinge afstand in één uur 10 centimeter bij komt. Of anders gezegd: na een uur moet je de onderlinge afstand vermenigvuldigen met 1,1.
De knikkers in het mini-universum liggen na één uur wachten dus 110 centimeter uit elkaar. Nog eens een uur later is die afstand 110 x 1,1 = 121 centimeter; na drie uur is het 133,1 centimeter. Enzovoort.
Die rekensom werkt ook achteruit. Om te becijferen hoe het knikkermodel er eerder uitzag, moet je de onderlinge afstand vermenigvuldigen met (afgerond) 0,91 per uur. Een uur geleden was het universum dus 91 centimeter groot, twee uur geleden was het 82,6 centimeter en daarvoor was het 75,2 centimeter. Zo kun je terugrekenen tot een beginpunt, in dit geval globaal twee dagen geleden. (Nogmaals: dit is een oversimplificatie in anderhalve alinea. In werkelijkheid is het onderwerp nogal wat complexer.)
Nog even snel: het uitdijende universum roept misschien een beeld op van sterrenstelsels die met grote vaart door de lege ruimte vliegen. Feitelijk is het de ruimte zelf die groeit. Stel het voor als rijzend krentenbollendeeg, waarbij sterrenstelsels krenten zijn en het deeg de interstellaire ruimte. Als het deegje rijst, groeit de onderlinge afstand tussen de krenten zónder dat die zelfstandig door het mengsel bewegen.
Zelf een vraag voor deze rubriek? Mail naar willenweten@volkskrant.nl
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant