Babyheelallen van een multiversum als primordiale zwarte gaten?

Impressie van babyheelallen, die eruit zien als primordiale zwarte gaten. Credit: Kavli IPMU.

Het was een bizar jaar, dus laten we ‘m maar gelijk afsluiten met een bizarre theorie, zoals ik ‘m toch wel wil kenmerken. Een internationaal team van sterrenkundigen, waaronder Alexander Kusenko, Misao Sasaki, Sunao Sugiyama, Masahiro Takada en Volodymyr Takhistov (Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe), heeft recent gekeken naar de zogeheten primordiale zwarte gaten, dat zijn zwarte gaten die in theorie wellicht ontstaan zijn tijdens de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden. We kennen in het huidige heelal drie categorieën zwarte gaten, van astrofysische zwarte gaten van 8 tot enkele tientallen keer de massa van de zon, via intermediaire zwarte gaten van honderden tot duizenden keren de massa van de zon, tot superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels van miljoenen tot miljarden keren zo zwaar als de zon. In theorie is er nog die vierde categorie, de primordiale of oer-zwarte gaten, die in massa sterk kunnen variëren.

De Hyper Suprime-Cam (HSC) is een enorme digitale camera verbonden aan de Subaru Telescoop (Credit: HSC project / NAOJ)

In het vakartikel genaamd Exploring Primordial Black Holes from the Multiverse with Optical Telescopes (verschenen in the Physical Review Letters) komen Alexander Kusenko en z’n collega’s met de theorie dat er in de inflatieperiode tijdens de oerknal – toen het heelal in zeer korte tijd exponentiëel in omvang toenam – babyheelallen kunnen zijn ontstaan, die samen een multiversum heelal vormen. Kleine babyheelallen (of ‘dochterheelallen’) zouden na korte tijd weer in elkaar gestort zijn (via ‘gravitational collapse’). De energie die daarbij vrijkomt kan zorgen voor de productie van primordiale zwarte gaten. Grote babyheelallen zouden nog vreemder zijn. Bekeken van binnenuit of van buitenaf zouden ze er namelijk verschillend uitzien: van binnen bekeken zou zo’n groot babyheelal er als een expanderend heelal uitzien (zoals ons heelal er uit ziet), van buiten bekeken zou je… een primordiaal zwart gat zien.

Credit: Kavli IPMU/HSC Collaboration

De sterrenkundigen denken dat het met de Hyper Suprime-Cam (HSC), verbonden aan de 8,2m Subaru Telescoop op de top van de 4.200 meter hoge Mauna Kea op Hawaï, mogelijk moet zijn om primordiale zwarte gaten te detecteren. Zoals je hierboven geïllustreerd ziet willen ze met de HSC naar het Andromedastelsel (M31) kijken. Met die camera kunnen ze elke paar minuten het gehele stelsel in de gaten houden. Als tussen ons op aarde en één van de sterren van M31 een primordiaal zwart gat passeert zou dat te zien moeten zijn als een zwaartekrachtlens, waarbij het licht van de ster eventjes wordt versterkt. Zoiets is al eens waargenomen met de HSC en toen betrof het mogelijk een primordiaal zwart gat met ongeveer de massa van onze maan.

[Naschrift 30 december] Laat ik nou het belangrijkste van dit nieuwsbericht vergeten zijn: dat ze denken dat die primordiale zwarte gaten de donkere materie in het heelal vormen. Geen WIMPS, geen steriele neutrino’s, geen axino’s, maar PBH’s als donkere materie.

Bron: Kavli.

Is de ruimte in het heelal nou vlak of toch gekromd?

De temperatuursverschillen in de kosmische microgolf-achtergrondstraling, gemeten door Planck. Credit: ESA/Planck Collaboration

Toen in 2018 de definitieve gegevens van de Europese Planck missie werden gepubliceerd, de ruimteverkenner die de kosmische microgolf-achtergrondstraling had bestudeerd (Engels: CMB), waren de meeste sterrenkundigen ervan overtuigd dat de ruimte in het heelal vlak is (Engels: flat). Dat betekende dat de ruimte ‘Euclidisch’ is, dat als je ergens in het heelal een willekeurig vlak zou nemen en je zou er een driehoek tekenen dat de drie hoeken dan samen 180 graden zouden zijn. Zend twee laserstralen in zo’n heelal evenwijdig aan elkaar een bepaalde richting uit en je weet dat in zo’n vlak heelal de stralen elkaar nooit zullen raken, iets wat in een gekromd, ‘niet-Euclidisch’ heelal wel het geval zou zijn.

Enkele weken geleden kwam een drietal sterrenkundigen – Alessandro Melchiorri (Sapienza University), Eleonora di Valentino (University of Manchester) en Joseph Silk (University of Oxford) met een artikel (gepubliceerd in Nature) waarin ze met een zekerheid van 99% stellen dat ze op basis van dezelfde Planck gegevens van mening zijn dat de ruimte in het heelal wel degelijk gekromd is, dat het een ‘gesloten heelal’ is en dat het heelal een bol is (zie kader hieronder voor nadere informatie over de termen).

De kromming van de ruimte heeft effect op de temperatuursverschillen in de CMB. Credit: Planck-collaboration.

Welke vorm heeft het heelal?
Als kosmologen over het heelal spreken als ‘open’ of ‘gesloten’, verwijzen zij meestal naar de vraag of de kromming negatief of positief is. Er worden drie varianten onderscheiden:

Vlak heelal
In een vlak heelal is de lokale kromming en de lokale meetkunde vlak. Er wordt algemeen aangenomen dat het wordt beschreven door een Euclidische ruimte, hoewel er een aantal ruimtelijke meetkunden zijn die vlak en begrensd in een of meer richtingen zijn (zoals bijvoorbeeld het oppervlak van een cilinder).Bij afwezigheid van donkere energie dijt een vlak heelal altijd maar uit, maar wel in een voortdurend vertragend tempo, waar de uitbreiding asymptotisch tot een bepaalde vaste waarde nadert. Met donkere energie zal de uitbreidingsvoet van het universum aanvankelijk vertragen, dit als gevolg van de invloed van de zwaartekracht, maar zal deze uiteindelijk toenemen. Het uiteindelijke lot van het heelal is hetzelfde als dat van een open heelal.Sterrenkundigen hanteren de dichtheidsparameter, Omega, die gerelateerd is aan de kromming van de ruimte. Omega is de gemiddelde dichtheid van het heelal gedeeld door de kritische energiedichtheid, dat wil zeggen die nodig is om te verzekeren dat het heelal vlak is. Zie ook de afbeelding hieronder.

De drie vormen van gekromde ruimte. Credit: WMAP/NASA.

Bolvormig of sferisch heelal – gesloten
Een positief gekromd heelal wordt beschreven door de bolmeetkunde en kan beschouwd worden als een driedimensionale hypersfeer of een andere sferische 3-variëteit (zoals de Poincaré-dodecaëderruimte), die alle quotiënten van de 3-sfeer zijn.

In een gesloten universum dat de afstotende werking van donkere energie ontbeert zal de zwaartekracht uiteindelijk de uitdijing van het heelal stoppen, waarna het heelal zal starten in te krimpen totdat alle materie in het waarneembare heelal instort tot een punt, een finale singulariteit, die naar analogie met de Big Bang wel de Big Crunch wordt genoemd. Als het heelal een grote hoeveelheid donkere energie bezit (zoals door recente bevindingen wordt gesuggereerd), dan kan de uitdijing van het heelal eeuwig doorgaan.

Het lot van het heelal bij de drie vormen van kromming. Credit: Schoolphysics.

Hyperbolisch heelal – open
Een hyperbolische heelal wordt beschreven door een hyperbolische meetkunde en kan lokaal worden gezien als een driedimensionaal analogon van een oneindig uitgebreide zadelvorm. Er bestaat een verscheidenheid aan hyperbolische 3-variëteiten en hun classificatie is niet helemaal duidelijk. Voor een hyperbolische lokale meetkunde worden veel van de mogelijke driedimensionale ruimten informeel hoorntopologieën genoemd, vanwege de vorm van de pseudosfeer, een canoniek model van de hyperbolische meetkunde.

Bron: Wikipedia.

De fotonen van de CMB die door Planck zijn bestudeerd dateren van 380.000 jaar na de oerknal, het moment 13,8 miljard jaar geleden dat ruimte en tijd ontstonden. Vanaf het moment dat de fotonen hun vrije weg startten (het moment dat het ‘laatste oppervlak van de verstrooiing‘ wordt genoemd) tot aan het moment dat ze de Planck ruimtetelescoop binnendrongen passeerden ze talloze clusters van sterrenstelsels, wiens massa zorgde voor een effect dat ‘zwaartekrachtslens’ wordt genoemd. Planck heeft die hoeveelheid ‘lensing’ gemeten en daarmee de dichtheid van massa in het heelal gemeten, een hoeveelheid die 9,47×10-27 kg/m³ bleek te zijn, zeg 5,7 waterstofatomen per kubieke meter. Er is ook een zogeheten ‘kritische dichtheid’ van het heelal – de grens aangevend tussen een open en een gesloten heelal – en laat die nou ook precies 5,7 waterstofatomen per m³ te zijn. Dát was de grondslag onder de aanname dat het heelal vlak is.

De Planck satelliet, die naar de CMB kijkt. Credit: Credit: ESA and the Planck Collaboration – D. Ducros

Melchiorri, di Valentino en Silk zijn ook in de CMB-gegevens van Planck gedoken en anders dan het Planck-team komen zij met een andere waarde voor de opgetreden hoeveelheid lensing. Uit hun analyse blijkt er een hogere dichtheid te zijn en een grotere hoeveelheid lensing. De dichtheid van het heelal is volgens het drietal 6 waterstofatomen per m³ en de dichtheid ligt 5% bóven de kritische dichtheid. Volgens hen is er daarmee sprake van een bolvormige heelal, eentje die gesloten is en uiteindelijk dus weer zal krimpen. Het Planck-team had overigens de afwijking in de gemeten lensing ook al geconstateerd, een afwijking die een statistische betrouwbaarheid van 3,4 sigma heeft, maar het Planck-team was van mening dat deze afwijking ruis is. Melchiorri, di Valentino en Silk beschouwen de afwijking duidelijk niet als ruis, maar als een echt signaal. Zij zijn ook van mening dat er naast de zes parameters die het heersende Lambda-CDM heelalmodel beschrijven er nog een zevende parameter moet komen: eentje die de kromming van de ruimte bechrijft.

Andere sterrenkundigen zijn sceptisch over het artikel van Melchiorri, di Valentino en Silk. Zij wijzen er bijvoorbeeld op dat de set gegevens door Planck verzameld zo gigantisch groot is dat er altijd wel afwijkingen in de orde van 3,4 sigma voorkomen, die helemaal niet echt hoeven te zijn. Ook is Planck niet de enige die roept dat het heelal vlak is. Zo blijkt ook uit de waarnemingen van de BOSS survey (waarbij men kijkt naar baryon acoustic oscillations) dat het heelal vlak is. Ook maakt een gesloten heelal een ander probleem nóg erger: het probleem van de Hubble-spanning. Kortom, wordt zeker vervolgd. Bron: Quanta Magazine + In the Dark

Nee, het heelal als geheel roteert niet

Hubble Deep Field. Credit: NASA.

Alle hemelobjecten draaien om hun as, sterren zoals de zon, planeten zoals de aarde, kometen, planetoïden, noem het maar op. Logische veronderstelling dat het grootste wat er is ook misschien wel roteert, het heelal zelf. Nou is het natuurlijk de vraag hoe je dat zou moeten waarnemen, want het heelal is zo verschrikkelijk groot en hoe zou je zo’n rotatie moeten meten? Dáár heeft men wel een manier voor gevonden en wel in de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: Cosmic microwave background, CMB), de straling die zich 380.000 jaar na de oerknal loskoppelde van de materie en die het alleroudste licht in het heelal vormt. Die straling is waargenomen door satellieten zoals COBE, WMAP en Planck en door allerlei instrumenten op aarde, zoals vanuit balonnen die op de Zuidpool worden opgelaten. Als het heelal als geheel zou roteren dan zou dat merkbaar moeten zijn als een zogeheten non-gaussiaanse afwijking in de polarisatie van de CMB, dat is de oriëntatie van de golven van het licht van de CMB – een gauss-verdeling of normale verdeling verwacht je bij een verdeling zonder ‘anomaliën’ of afwijkingen, een eventuele rotatie zou als een anomalie of non-gaussiaanse afwijking te zien moeten zijn.

Zó zou een non-gaussiaanse verdeling van de CMB er uit zien. Alleen is dit niet hetgeen is waargenomen. Credit: Planck.

Eén van de grondbeginselen van de theorie van de oerknal volgens het gangbare ?CDM model is het zogeheten kosmologisch principe, dat zegt dat het heelal op grote schaal er in alle richtingen hetzelfde uitziet (isotroop) en dat het op iedere plaats dezelfde eigenschappen bezit (homogeen). Isotroop betekent dat het heelal er voor een waarnemer in elke richting hetzelfde uitziet en dat het naar alle kanten toe even snel expandeert. De isotropie van het heelal is te zien in de CMB, die in alle richtingen dezelfde temperatuur oplevert met slechts zeer minieme afwijkingen. Welnu, de isotropie en homogeniteit van het heelal is door de Europese Planck satelliet gemeten en wel door zeer nauwkeurige bestudering van die polarisatie in de CMB. Uitkomst van die metingen: de CMB heeft een gauss-verdeling, het is isotroop en homogeen. Er komen wel gaussiaanse ‘fluctuaties’ voor, maar die kunnen geheel verklaard worden uit het ontstaan van het kosmische web van enorme superclusters van sterrenstelsels in het vroege heelal. Anders gezegd: het heelal roteert niet. Hieronder de twee vakartikelen waarin het allemaal beschreven wordt.

  • Planck 2018 results. VII. Isotropy and Statistics of the CMB, arXiv:1906.02552 [astro-ph.CO]
  • Planck 2018 results. IX. Constraints on primordial non-Gaussianity, arXiv:1905.05697 [astro-ph.CO]

Zoals je ziet zijn dit de delen VII en IX van de Planck-saga. De andere gepubliceerde vakartikelen met de wetenschappelijke erfenis van Planck zijn in deze Astroblog te vinden. Bron: Space.com + Francis Naukas

(555) – 711 – 2555, het telefoonnummer van het heelal

Ik kwam vanochtend deze tweet tegen, waarin een afbeelding wordt getoond die de schaal van het heelal laat zien, van het allerkleinste (een atoomkern) tot het allergrootste (het heelal zelf). In stapjes van machten van tien zie je hoe je van het kleinste tot het grootste komt. En laten de tien exponenten nou gemakkelijk als telefoonnummer te onthouden zijn – (555) – 711 – 2555, jawel… het telefoonnummer van het heelal 😀

Ik heb overigens vaker over de schaal van het heelal geblogd, onder andere hier en daar. Oh ja en ook daar en hier. 😉

‘Het expanderende heelal, dat moet toch ergens IN expanderen?’

Credit: Courtesy of SLAC and Nicolle Rager

We hebben het hier op de Astroblogs al héél vaak gehad over het expanderende heelal, zie bijvoorbeeld deze en deze blogs, oh ja en ook deze – de keuze is reuze. Zelfs het heelal buiten het zichtbare, waarneembare heelal is behandeld, hier bijvoorbeeld. De vraag rijst dan uiteraard – uitstekend werkwoord in dit verband, rijzen – waarin het heelal dan uitdijt? Iemand uit Indiana (VS) vroeg dat een poosje terug aan natuurkundige Sabine Hossenfelder en in een blog ging ze in op die interessante vraag. Je hebt vast wel eens zo’n video gezien van een ballon met stippen die wordt opgeblazen of van een rijzende krentenbol vol met krenten, die allemaal een uitdijend heelal met sterrenstelsels daarin uitbeelden. Die ballon en krentenbol dijen toch ook ergens IN uit, in de omringende ruimte, dus waarom zou het heelal zelf dat ook niet doen?

Credit: Lars H. Rohwedder, Sarregouset.

Welnu, probleem met die video’s is dat ze een gekromd oppervlak in twee dimensies tonen, die in een niet-gekromde (‘vlakke’) driedimensionale ruimte expandeert. Nou is die kromming een intrinsieke eigenschap van dat oppervlak. Van een gekromde ruimte weten we dat de som van de hoeken van een driehoek géén 180° is, de zogeheten niet-Euclidische meetkunde (zie de afbeelding hierboven). Wij kunnen die hoeken meten, dat zouden mieren op het gekromde oppervlak van een ballon ook kunnen doen. Je hebt de omringende ruimte dus niet nodig om de kromming te meten. De kromming is ook lokaal, dat wil zeggen dat hij van plaats tot plaats kan verschillen, als is dat bij een perfect ronde ballon niet het geval. Dit principe van intrinsiek gekromde ruimte wordt ook gebruikt door Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie (ART), al wordt daarbij een driedimensionale ruimte gebruikt en één tijdsdimensie en daarin leven wij. De kromming in zo’n heelal word uitgedrukt met behulp van de krommingstensor. Door de beweging van deeltjes in de ruimte te volgen kunnen we die kromming meten en het is die kromming die hetgeen oplevert wat wij zwaartekracht noemen.

Credit: NASA/ESA.

Bij het expanderend heelal kijk je niet naar deeltjes, maar naar sterrenstelsels. Die dijen mee in de expanderende ruimte en hun snelheid is een indicatie voor de snelheid van de uitdijing – zeer recent nog in beeld gebracht met de Hubble Deep UV (HDUV) Legacy Survey. Ook deze beweging is een intrinsieke interne eigenschap, een hogere vier-dimensionale ruimte (of nog hoger) is niet nodig om de uitdijing van de drie-dimensionale ruimte en de sterrenstelsels daarin te beschrijven. Dat betekent dat er helemaal geen ‘medium’ (nodig) is om het heelal IN te laten uitdijen. Het heelal dijt dus gewoon uit (versneld zelfs dankzij de donkere energie), maar het dijt niet ergens IN uit. En ook dat hebben we eerder al eens beschreven in een Astroblog. 😀 Bron: Backreaction.

Het heelal op schaal

Olaf Frohn, die we vooral kennen van de prachtige infografieken over de ruimtevaartmissies in het zonnestelsel, heeft een kaart gemaakt, waarop het heelal op schaal gevisualiseerd is. Het is een logaritmische kaart, met links de kleinste afstanden vanaf de zon, rechts de allergrootste afstanden tot de CMB, de Cosmic Microwave Background, de kosmische microgolf-achtergrondstraling, die dateert van 379.000 jaar na de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden – dubbelklikken om te verlogaritmiseren.

Credit: Olaf Frohn

Bron: Armchair Astronautics.

Sterrenkundigen claimen staat van het vorige heelal vóór de oerknal te kennen

Credit: Geralt/Pixabay.

Een groep Egyptische en Canadese sterrenkundigen beweert dat zij er in geslaagd zijn om te achterhalen wat de toestand van het vorige heelal was, het heelal dat bestond voordat ons huidige heelal 13,8 miljard jaar geleden met de oerknal ontstond. De sterrenkundigen, die hun claim in dit wetenschappelijk artikel doen, gaan uit van een cyclisch heelal, een heelal dat een expanderende fase, gevolgd door een contracterende fase kent, met meerdere achtereenvolgende heelallen. Het cyclische model bestaat al lang, maar Mir Faizal en zijn collega’s gaan hierbij uit van een nieuwe versie van het zogeheten ‘generalized uncertainty principle’ (modifield GUP), een gewijzigde versie van Heisenberg´s beroemde Onzekerheidsrelatie, één van de fundamenten van de kwantum mechanica (zie hieronder).

Credit: Chelsee Frisby

Zij denken dat er een minimum lengte en maximum energie zijn. Ons huidige heelal kent een versnelde uitdijing, waargenomen en bevestigd in 1998 door de waarneming aan ver verwijderde type Ia supernovae. Faizal´s team denkt dat die uitdijing toch op een gegeven moment zal stoppen en dat dan de contracterende fase zal starten, uiteindelijk leidend tot een nieuwe compacte fase. Door het gebruik van de modified GUP lijkt die fase geen singulariteit te kennen, een oneindig klein en dicht object, het grote schrikbeeld van de sterrenkundigen. Doordat de singulariteit wordt vermeden zal de contractie op een gegeven moment ombuigen in een expansie en start een nieuwe fase van het heelal. Bron: Physics Astronomy.

Hoe groot is het totale heelal – het heelal buiten het waarneembare heelal?

Voorstelling van het heelal. Credit: Pablo Carlos Budassi

Het gedeelte van het heelal dat voor ons waarneembaar is, omdat licht of andere signalen van objecten in dat deel de tijd hebben gehad om ons te bereiken, is 93 miljard lichtjaar in diameter – we hebben ’t er eerder over gehad. Een waarneembaar heelal van 93 miljard lichtjaar doorsnede, gegroeid in een periode van 13,8 miljard jaar lijkt op het eerste gezicht niet te kunnen, want je zou zeggen dat niets sneller gaat dan het licht en dat de straal van het heelal dus niet meer dan 13,8 miljard jaar kan bedragen. Maar dat niets sneller gaat dan het licht, zoals Einstein in 1905 voor ”t eerst riep, geldt voor alles dat beweegt IN de ruimte, dus voor fotonen, protonen, neutronen, sterren, sterrenstelsels, raketten, etc… Maar het geldt niet voor de ruimte zelf! De ruimte kan wel degelijk sneller bewegen dan het licht en op twee momenten gebeurt dat ook daadwerkelijk:

  • zeer kort na de oerknal begon er een zeer korte, maar extreem snelle expansie van het heelal, de zogeheten inflatieperiode. Er is hier en daar wat verwarring over de omvang van het heelal voor en na de inflatieperiode, maar ga er vanuit dat het heelal op het moment dat de inflatieperiode begon (10^-36 s na de oerknal) 7,7 x 10^-30 m groot was en na de inflatieperiode met z”n exponentiële groei, die 10^-32 s duurde, 0,88 mm, zeg de grootte van een zandkorrel. In die korte periode groeide het heelal met een factor 10^26 en die expansie ging sneller dan het licht.
  • sinds eind jaren twintig van de vorige eeuw weten we door het onderzoek van de Amerikanen Vesto Slipher en Edwin Hubble dat het heelal expandeert en dat sterrenstelsels van ons af bewegen. Hubble vatte dat samen in de beroemd geworden wet van Hubble, v=HoD, waarin v de snelheid van een sterrenstelsel is, Ho de Hubble constante en D de afstand van het stelsel. Hoe verder weg sterrenstelsels staan des te harder ze zich van ons af bewegen. Crux van het verhaal is dat niet de stelsels zelf zich van ons af bewegen, zoals het in het geval van een explosie zou gaan. Nee, de sterrenstelsels bewegen allemaal mee met de expansie van de ruimte, wij en al die honderden miljarden andere sterrenstelsels in het heelal – een expansie die door de donkere energie versnelt. Uit de wet van Hubble volgt het bestaan van een zogeheten Hubble Volume, een deel van het heelal waarin de sterrenstelsels zich met maximaal de lichtsnelheid van ons vandaan bewegen. Ergo: buiten het Hubble Volume is een deel waarin de sterrenstelsels met meer dan de lichtsnelheid van ons af bewegen.

De vraag is nu of we iets zinnigs kunnen zeggen over het heelal buiten het voor ons waarneembare heelal? Als door de inflatieperiode het heelal zo extreem gegroeid is dat er delen buiten ons ‘bereik’ van het waarnemen zijn gekomen en als door de Hubble-expansie delen zelfs sneller dan het licht expanderen en die delen dus nooit voor ons zichtbaar zullen zijn, kunnen we dan weten hoe groot het totale heelal is? Jazeker, daar zijn zeker zinnige dingen over te zeggen en die zijn op grond van argumenten. Zo heeft men op grond van waarnemingen met onder andere de Planck satelliet kunnen afleiden dat de vorm van het heelal vlak is, d.w.z. dat de kromming van het heelal niet positief is, niet negatief, maar nul. Daarnaast is het heelal homogeen, dat wil zeggen dat het heelal er voor alle waarnemers hetzelfde uitziet, ongeacht waar ze zich bevinden, en isotroop, dat wil zeggen dat het heelal er voor een waarnemer in elke richting hetzelfde uitziet. Dát het heelal homogeen en isotroop is wordt het kosmologische principe genoemd, een term die voor het eerst door Arthur Milne in 1933 is genoemd.

Uit de vlakheid van het heelal en het kosmologische principe volgt dat een waarnemer in een sterrenstelsel aan de rand van het voor ons waarneembare heelal ook een heelal ziet dat homogeen en isotroop is (zie afbeelding hierboven). Berekeningen op grond hiervan laten zien dat het totale heelal minstens 400 keer groter moet zijn dan het waarneembare heelal.

Credit: NASA

De inflatieperiode zegt ook iets over de omvang van het totale heelal. Als de grootte van het heelal vanaf de start van de inflatieperiode net zo groot was als de afstand die het licht sinds de oerknal af kon leggen dan is het totale heelal 10^27 keer groter dan het waarneembare heelal. Ding dong – het totale heelal, dat 93 miljard x 10^27 lichtjaar groot is. 😯 Het zou overigens ook kunnen zijn dat het totale heelal zelfs oneindig groot is. Nog even ter afsluiting over de afbeelding bovenaan de blog. Dat is een recent gemaakte voorstelling van het waarneembare heelal, waarin de afstanden logaritmisch zijn weergegeven. In het midden is het zonnestelsel te vinden, daarbuiten de Kuipergordel, Oortwolk, Alpha Centauri, de Perseus spiraalarm van de Melkweg, de Melkweg zelf, het Andromedastelsel, nabije sterrenstelsels, de vervlochten clusters van sterrenstelsel, de kosmische microgolf-achtergrondstraling (de rode rand) en tenslotte de oerknal zelf. Hier een versie van de prachtige afbeelding in megaformaat. Credit: Pablo Carlos Budassi.

Bron: Koberlein.

Een zeer informatieve tijdlijn van verleden, heden en toekomst van het heelal

Een klein stukje van Martin Vargic z’n tijdlijn. Hieronder de complete tijdlijn. Credit: Martin Vargic / Halcyon Maps

In de tien jaar dat ik hier voor de Astroblogs schrijf heb ik al heel wat infografieken over het heelal voorbij zien komen, illustraties waarin de tijdlijn van ontstaan tijdens de oerknal tot en met het heden, ruim 13,8 miljard jaar later, worden geschetst. Maar zo compleet, zo informatief, zo veelzijdig en zo ontzettend… lang als de tijdlijn van Slowaakse grafisch ontwerper Martin Vargic is heb ik nog niet eerder gezien. Een prachtige infografiek, waarin niet alleen de tijdlijn van het heelal te zien is, maar ook van de aarde, van het leven daarop én van de mensheid. En deze gaat verder dan het heden: hij laat ook de toekomst zien, wat er met de zon, de aarde en de Melkweg in de verre toekomst gaan gebeuren. Bovenaan staat het oudste, de oerknal waarmee het allemaal begon, onderaan het einde, als de zon een witte dwerg wordt – ‘Ga’ staat voor giga, een miljard jaar.

Credit: Martin Vargic / Halcyon Maps

De tijdlijn is ook in Android en iOS te bekijken. De infografiek is hier geplaatst met de persoonlijke toestemming van Vargic, waarvoor dank! Bron en credits: Halcyon Maps.

Hoe groot is het heelal eigenlijk?

credit: NASA/JPL/STScI Hubble Deep Field Team

De vraag is al meerdere keren op de Astroblogs naar voren gekomen, hier onder andere, maar het blijft interessant om te zien hoe groot het heelal is, welke kennis en ideeën daarover zijn. Astrofysicus en blogger Brian Koberlein had onlangs een gastblog op Universe Today over de vraag hoe groot het heelal is en daarin was onder andere dit filmpje te zien. Het heelal is 13,8 miljard jaar oud, dus de verleiding is groot te denken dat het heelal dan een straal van 13,8 miljard lichtjaar heeft. Mis! Kijk naar de video en je ziet de werkelijke omvang.

Bron: Universe Today.