Bevinden wij ons in het centrum van het heelal?

In 1929 kwam Edwin Hubble met z’n beroemde wet, waarin hij stelde dat sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen met een snelheid die evenredig is met hun onderlinge afstand. Hoe verder weg sterrenstelsels staan des te harder bewegen ze zich van ons vandaan. Wie de uitdijing van het heelal in de afbeelding hiernaast bekijkt ziet ogenblikkelijk de consequentie ervan: het lijkt alsof wij, ons Melkwegstelsel, zich in het centrum van het heelal bevindt en alle andere sterrenstelsels zich van ons vandaan bewegen ^[1]Afgezien van enkele lokale sterrenstelsels zoals het Andromedastelsel, die naderbij komen.. Kan je daaruit de conclusie trekken dat wij écht het centrum van het heelal vormen en dat het zogenaamde Copernicaanse principe – welke stelt dat wij, de mensheid, géén bijzondere positie innemen in het heelal – niet juist is? Nee, die conclusie mag je niet trekken. Aan de orde is namelijk dat van ieder punt van het heelal de expansie van het heelal ervaren wordt alsof dát punt het centrum van die expansie is. Of je nou vanuit de Melkweg kijkt, vanuit het Andromedastelsel of vanuit een quasar tien miljard lichtjaar ver weg, overal wordt de expansie hetzelfde ervaren. Waar het om gaat is namelijk dat Hubble’s beschrijving gaat over de uitdijing van het heelal, niet van de sterrenstelsels in dat heelal. Het is de ruimtetijd van het heelal dat uitdijt en de sterrenstelsels bewegen mee, als de herfstblaadjes drijvend op het oppervlak van een vijver, waar iemand een steen in gooit en er vervolgens uitdijende rimpels ontstaan. In de lezing van Lawrence Krauss over het ontstaan van het heelal kwam ik enkele afbeeldingen tegen die perfect laten zien hoe die expansie de indruk kan doen ontstaan dat wij het centrum van het heelal zijn.

De uitdijing van het heelal

Neem het heelal op twee momenten, t1 en t2. Moment t2 is bijvoorbeeld een miljoen jaar later en in die tijd is het heelal groter geworden, zoals rechts te zien is. Al die kleine cirkels zijn sterrenstelsels.

Stel dat wij het sterrenstelsel op de derde rij zijn, derde van links:

Leg de twee heelalplaatjes van t1 en t2 op elkaar en wat zie je vanuit ‘ons’ sterrenstelsel? Het volgende:

Mmmm, lijkt wij alsof alle sterrenstelsels zich van ons af bewegen en wij het centrum van het heelal zijn. Kennen we dat niet ergens van? 😉 Maar laten we voor de zekerheid eens een ander sterrenstelsel nemen, bijvoorbeeld die op de vierde rij, vierde van links:

Als we dan de twee heelallen van t1 en t2 op elkaar leggen krijgen we het volgende te zien:

Hé, dat lijkt toch verdraaid veel op die andere afbeelding? Ook hier lijkt het gekozen sterrenstelsel het centrum van de expansie en daarmee van het heelal. Kennelijk is er sprake van gezichtsbedrog en lijkt het alsof wij het centrum van de expansie zijn. In sterrenkundeboeken komen we vaak de vergelijking met een krentenbrood tegen dat rijst door de hitte van de oven. De krenten bewegen door dat rijzen uit elkaar, vergelijkbaar met de sterrenstelsels die meedeinen op de uitdijing van het heelal. Vanuit het perspectief van iedere krent zie je de andere krenten van je vandaag bewegen en lijkt ’t alsof  ‘jouw’ krent het centrum van het krentenbrood is. Mmmm, van deze vergelijking zal vast wel ergens een YouTube video te zien zijn. Als ik ‘m heb plaats ik die hier.