Tot welke afstand kan men naar ons kijken?

Prof. John Heise, astrofysicus bij SRON en de Universiteit Utrecht, begon z’n lezing gisteravond bij Huygens met de simpele vraag hoe ver we in het heelal kunnen kijken als we op een avond naar de donkere hemel kijken. Die vraag is al eeuwen oud en net zo lang probeert men er een antwoord op te formuleren. Maar Heise voegde er een tweede vraag aan toe, die recentelijk op kwam naar aanleiding van nieuwe waarnemingen aan het uitdijende heelal: tot welke afstand in het heelal kan men óns zien? Deze twee simpel ogende vragen leidden tot een boeiend avondje, waarin Heise ons liet zien hoe sterrenkundigen met steeds geavanceerder apparatuur steeds verder weg in het heelal kunnen turen. Huidige recordhouder is UDFj-39546284, op een recordafstand van 13,2 miljard lichtjaar, zichtbaar op Hubble’s Ultra Deep Field (HUDF). Ons heelal is volgens de WMAP-gegevens 13,75 miljard jaar oud, dus dát stelsel was er al zo’n 480 miljoen jaar na de oerknal. Rekening houdens met de hoogst haalbare snelheid in het heelal, de lichtsnelheid c, zou je kunnen denken dat gezien vanaf de aarde onze ‘waarnemingshorizon’ een straal heeft van 13,75 miljard lichtjaar. De diameter van het waarneembare heelal zou dus het dubbele daarvan zijn. Met de bekende metafoor van het rijzende krentenbrood maakte Heise duidelijk dat wij daarbij wel de indruk hebben het centrum van het heelal zijn, maar dat dat geldt voor álle sterrenstelsels.

Afijn, om een kort verhaal lang te maken maakte Heise ons duidelijk dat de werkelijke waarnemingshorizon een stuk complexer in elkaar zit. Ten eerste omdat we niet in een statisch heelal leven, zoals Einstein zo graag wilde – die er zelfs een kosmologische constante tegenaan gooide om dat te bewerkstelligen – en ten tweede omdat de expansie van het heelal – in 1912 voor het eerst waargenomen door Vesto Slipher en ná­et door Edwin Hubble – steeds sneller blijkt te gaan. Dát het heelal expandeert weten we al bijna honderd jaar, maar dat die expansie versnelt werd pas in 1998 duidelijk na waarnemingen aan supernovae. Vermoedelijke oorzaak van die versnelling is de mysterieuze donkere energie, waarmee Einstein’s kosmologische constante in ere werd hersteld.

Afijn-II, om dit verhaal nog langer te maken, door de expansie van het heelal is tijdens die afgelopen 13,75 miljard jaar het heelal zelf in omvang gegroeid, resulterend in een waarneembaar heelal van maar liefst 93 miljard lichtjaar. En vanwege die versnelde expansie zal een sterrenstelsel buiten een straal van 10 miljard lichtjaar (roodverschuiving z=1,8) de aarde nooit kunnen zien, daarmee de tweede vraag van Heise beantwoordend. Afijn-slot, een boeiend maar ook best wel ingewikkeld avondje bij Huygens, die ieders ‘horizon’ weer een stukje verder weg heeft gebracht.