26 mei 2022

Bevinden wij ons in het centrum van het heelal?

De uitdijing van het heelal

De uitdijing 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.
Het expanderende heelal

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

De expansie van het heelal

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

De expansie van het heelal

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:

De expansie van het heelal

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

De expansie van het heelal

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.

References

References
1 Afgezien van enkele lokale sterrenstelsels zoals het Andromedastelsel, die naderbij komen.

Comments

  1. Het is logisch dat als alle melkwegstelsels van ons af bewegen dit niet automatisch tot de conclusie leidt dat we ons in het centrum van het heelal bevinden. Dat is een vorm van gezichtsbedrog en wordt hierboven mooi geïllustreerd.

    Maar waar bevinden we ons dan? Is daar verder nog iets over te zeggen?

    • Maar waar bevinden we ons dan? Is daar verder nog iets over te zeggen?

      Tsja, goede vraag, waar ik eerlijk gezegd 't antwoord niet op weet. Niemand trouwens, is m'n vermoeden. Wat wel bekend is op mega-mega schaal in het heelal is a.) dat de lokale groep van sterrenstelsels (o.a. de melkweg en M31) naar de 'Great Attractor' beweegt en b.) dat veel clusters van sterrenstelsels naar een punt búiten het zichtbare heelal bewegen middels de 'donkere stroom' ( https://www.astroblogs.nl/2008/09/24/waar-gaat-die… ).

  2. Dijt ons Melkwegstelsel zelf ook uit elkaar?
    gr.
    andre

    • Nee, dat is niet het geval. Tenminste niet een uitdijing die samenhangt met de uitdijing van het heelal. Daar is de gravitationele werking van de sterren van de Melkweg te sterk voor. De Melkweg kan wel uitdijen, maar dan zijn daar andere oorzaken voor, zoals de evolutie van de Melkweg, waarbij massa van buiten (bijv. intergalactische gaswolken) wordt aangetrokken.

    • Olaf van Kooten zegt

      Kort gezegd: de zwaartekracht van de Melkweg houd de boel bij elkaar. Iedere uitdijing heeft niets te maken met de uitdijing van het heelal – nog niet. Aangezien die uitdijing steeds sneller gaat, als gevolg van een mysterieuze kracht dat donker energie wordt genoemd, zal in de verre toekomst zelfs de zwaartekracht van de Melkweg onvoldoende zijn om de boel bij elkaar te houden. Uiteindelijk wordt alles aan stukken getrokken – sterren, planeten, atomen, deeltjes. Een nogal grimmig einde voor het universum en gelukkig weten we dit helemaal niet zeker. Wie weet neemt de donkere energie ooit wel af, of snappen we gewoon nog niet alles. Ik hoop het! Hmm….dit was helemaal niet korter dan het antwoord van Arie, haha, maar ach, nu heb je extra veel info 😀

  3. verlichte denkers in de donkere middeleeuwen beweerden dat de “wereld” aan de randen in een bodemloze put zou vallen.
    hoe toepasselijk met ons eigen zwarte gaatje Sag.A en de “grote aantrekker” op nabije afstand en de daaropvolgende waarvan de namen mij ontschoten zijn .

  4. Tja zwaartekracht wat is dat nou eigenlijk?
    Is het een aantrekkende kracht?
    Of trekt zwaartekracht helemaal niets aan bijvoorbeeld zoals een magneet dat bijvoorbeeld doet.
    Maat wat gebeurd er dan wel is het proces?
    Want als die “grote aantrekker” nou niet werkelijk aantrekt wat doet ie dan wel in dat gebied wat we ook de…. “Ruimte-tijd”noemen.
    Want metingen vertellen toch dat lokale voorwerpen zich naar elkaar toe verplaatsen in tegenstelling tot het uitdijen wat het Heelal blijkbaar doet.

  5. Als het heelal uitdijt, en wij bevinden in het centrum, zal, in theorie, in alle richtingen even ver in de tijd gekeken kunnen worden. Tenslotte zien wij in alle richtingen de geboorte van het heelal. Zitten we flink uit het midden, dan zien we voor het eerst de geboorte van het heelal in één richting en in elke andere richting zien we dit later, Dit overeenkomstig met een rijzende deegmassa.
    Wat klopt hier niet?
    De ruimte bestaat en is dus niet ‘niets’. De ruimte is iets, en heeft dus eigenschappen. Als dit ‘iets’ uitdijt, is daar een fenomeen voor nodig, bijv. ruimtedruk. Deze ‘ruimtedruk’ drukt niet allen de ruimte uiteen, maar drukt ook op materie. Omdat de materie, bijv. een sterrenstelsel van alle kanten in dezelfde mate deze druk ondervindt, werkt dit als een centripetale druk, en houdt het sterrenstelsel bij elkaar. M.a.w., De ruimtedruk zorgt voor evenwicht met de krachten die de sterren naar een grotere omtreksstraal drijven, in overeenstemming met hun tangentiële snelheid.
    Niks geen donkere materie, maar het effect van de ruimte waarin het sterrenstelsel ronddraait.

    • Enceladus zegt

      Ik zou zeggen: zorg voor een peer review en publicatie in Nature.

      😉

      Groet,
      Gert (Enceladus)

    • “Als het heelal uitdijt, en wij bevinden in het centrum, zal, in theorie, in alle richtingen even ver in de tijd gekeken kunnen worden. […] Wat klopt hier niet?”

      Tot nu klopt het redelijk; we kunnen in elke richting de CMB meten en die is overal even oud. De CMB is het oudste meetbare licht.

      “De ruimte bestaat en is dus niet ‘niets’. De ruimte is iets, en heeft dus eigenschappen. Als dit ‘iets’ uitdijt, is daar een fenomeen voor nodig, bijv. ruimtedruk.”

      Bijvoorbeeld donkere energie. Tot nu klopt het redelijk.

      “Deze ‘ruimtedruk’ drukt niet allen de ruimte uiteen, maar drukt ook op materie. Omdat de materie, bijv. een sterrenstelsel van alle kanten in dezelfde mate deze druk ondervindt, werkt dit als een centripetale druk, en houdt het sterrenstelsel bij elkaar.”

      Hier ga je de mist in. Een kracht die van alle kanten in dezelfde mate werkt, heft zichzelf op. Het kan dan ook nooit een “centripetale druk” zijn, want een centripetale kracht is per definitie niet in alle richtingen gelijk.

      “M.a.w., De ruimtedruk zorgt voor evenwicht met de krachten die de sterren naar een grotere omtreksstraal drijven, in overeenstemming met hun tangentiële snelheid.”

      Dat kan niet als er uit de richting waar ze heen gedreven worden een even grote “centripetale druk” komt.

      “Niks geen donkere materie, maar het effect van de ruimte waarin het sterrenstelsel ronddraait.”

      Donkere materie is op (veel) meer gebaseerd dan alleen de draaisnelheid van sterren in een sterrenstelsel. Het staat iedereen vrij alternatieven te bedenken natuurlijlk, maar neem minimaal alle pijlers mee waarop DM nu rust. Goede nieuwe hypotheses moeten minimaal alles verklaren dat de oude hypothese verklaart.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.