Het heelal is zó groot, dat we nog maar van een heel klein stukje weten wat er allemaal in rond zweeft. In het heelal zijn heel veel sterrenstelsels met wel miljarden sterren. In ons sterrenstelsel, het melkwegstelsel, zijn ongeveer 200 miljard sterren oftewel 200.000 miljoen!
Volgens de hedendaagse kennis is het zichtbare heelal opgebouwd uit grote groepen superclusters en clusters die, samen met slierten sterrenstelsels (filamenten), een draderig netwerk vormen waartussen zich enorme superholtes bevinden.
Ze heeft een diameter die lange tijd geschat werd op 100.000 lichtjaar (in kilometer uitgedrukt een 1 met 18 nullen), maar, zoals in de aanhef vermeld, wellicht eerder het dubbele bedraagt. Wij bevinden ons op zo'n 24.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, waar zich een allesverslindend zwart gat bevindt.
Het waarneembare heelal
Echter omdat het heelal al die tijd bezig is met uitzetten, is de diameter veel groter en die wordt geschat op 93 miljard lichtjaar. Het aantal sterrenstelsels in het waarneembaar heelal bedraagt naar schatting 2.000 miljard.
Omdat het zonlicht er niet wordt verspreid tot een blauwe hemel, ziet de ruimte eruit als een zwarte deken bezaaid met sterren. De ruimte wordt gewoonlijk gezien als helemaal leeg. Maar dat is niet waar. De grote ruimtes tussen de sterren en planeten zijn gevuld met enorme hoeveelheden dun uitgespreid gas en stof.
Op een bepaald moment is deze singulariteit begonnen met uitdijen en dat noemen wetenschappers de oerknal. De drijvende kracht achter de uitdijing van het heelal is donkere energie: een mysterieuze vacuümenergie die werkt als een soort anti-zwaartekracht.
Wanneer zo'n Big Freeze voor komt, zal na een tijdje alle energie in het heelal verdwijnen. Dat betekent dat sterren uitdoven, zwarte gaten al hun Hawking-straling verliezen en dus ook verdwijnen, en het universum vervolgens leeg is met enkel wat overgebleven quarks en neutronen.
Er is een nieuwe recordhouder in de ruimte: een gammaflits die op 23 april werd waargenomen komt van een object dat 13,1 miljard lichtjaar ver staat. De leeftijd van het heelal is 13,7 miljard jaar, dus deze flits is slechts 600 miljoen jaar na de oerknal ontstaan.
Het sterrenstelsel HD1 lijkt op zo'n 33,4 miljard lichtjaar afstand van de aarde te staan. Daarmee zou dit het verste object zijn dat ooit is gezien. De extreme helderheid ervan stelt astronomen voor een raadsel. Het sterrenstelsel HD1 is mogelijk het verste object dat astronomen ooit hebben ontdekt.
Een lichtjaar is de afstand die licht in een jaar kan reizen - dat is ongeveer 9 460 000 000 000 kilometer! Licht heeft ongeveer 4,2 jaar nodig om de afstand naar de dichtstbijzijnde ster buiten ons zonnestelsel te overbruggen, daarom zeggen sterrenkundigen dat Proxima Centauri 4,2 lichtjaren van ons is verwijderd.
Vrijwel tot aan de zogeheten waarnemingshorizon, op 13,8 miljard lichtjaar afstand. Langer antwoord: Hoe groter een telescoop is, hoe meer licht hij opvangt en hoe verder hij in het heelal kan kijken. Met het blote oog kun je niet verder kijken dan 2,5 miljoen lichtjaar - de afstand tot het Andromedastelsel.
Hoe het heelal verder zal evolueren hangt af van het feit of de gemiddelde dichtheid van materie boven of onder de drempelwaarde van circa 3 waterstofatomen per kubieke meter ligt. In een heelal met een gemiddelde dichtheid die hoger is dan de drempelwaarde zal de gravitatie uiteindelijk de bovenhand krijgen.
En ooit werd gedacht dat het Melkwegstelsel uniek is, maar nu weten we dat er zo'n honderd miljard sterrenstelsels in het waarneembare heelal voorkomen. Misschien moeten we voorzichtig zijn met het idee dat het heelal uniek is.
Grote telescopen kijken zo ver het heelal in, dat ze ook miljarden jaren terug in de tijd kijken. De opvolger van de Hubble ruimtetelescoop, de James Webb telescoop, zal vanaf 2018 zicht krijgen op de periode vlak na de Oerknal waarin de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden.
De meeste sterrenkundigen geloven dat het heelal met een oerknal (Big Bang) is begonnen, zo'n 14 miljard jaar geleden. Het hele heelal zat toen in een belletje dat duizenden keren kleiner was dan een speldenknop. Het was heter en zwaarder dan alles wat we ons maar kunnen voorstellen. En ineens ontplofte het.
Het absolute nulpunt of nul Kelvin, is min 273 graden Celsius, de temperatuur waarop atomen in theorie volledig zouden moeten stoppen met bewegen. Met een temperatuur van 100 nanoKelvin zijn de BEC's in het ISS kouder dan de gemiddelde temperatuur in de ruimte, waar het zo'n 3 Kelvin is of -270 graden.
Vooruitzicht. Astronomen hebben, met behulp van gegevens afkomstig van de ruimtetelescoop Hubble, berekend dat de Melkweg waarschijnlijk over 4 miljard jaar zich zal samenvoegen met het Andromeda-sterrenstelsel.
Het heelal dijt uit, waardoor de fotonen in de kosmische achtergrondstraling 45 miljard lichtjaar reisden om er te komen. Hierdoor heeft het zichtbare universum een doorsnee van circa 90 miljard lichtjaar. Toch is het heelal minimaal 250 keer groter, zo blijkt uit een nieuwe wiskundige berekening.
Wetenschappers hebben de Hubbleconstante nu vastgesteld op 73,2 kilometer per seconde per megaparsec. Stel, twee sterrenstelsels staan één megaparsec (=3,26 miljoen lichtjaar) uit elkaar, dan groeit de afstand tussen deze twee stelsels met een snelheid van 73,2 kilometer per seconde.
We kennen slechts 5 procent van het heelal.
Voor ons mensen is een giraf groot, en voor een mier zijn wij als mensen gigantisch groot. De diameter van onze Aarde is zo'n 12.700 kilometer. Dat betekent dat we een cirkel rond de Aarde zouden kunnen maken met ongeveer 7,5 miljoen mensen aan elkaar vastgeplakt.
Licht reist met een zeer hoge snelheid van ca. 300.000 kilometer per seconde, maar zelfs de dichtstbijzijnde ster staat al zo ver weg dat het licht er ruim vier jaar over doet om ons te bereiken. We zien die ster dus zoals hij er ruim vier jaar geleden uitzag.
Met wat we nu weten ziet het er naar uit dat het heelal eeuwig expandeert. De temperatuur van het heelal daalt steeds verder tot het absolute nulpunt. Uiteindelijk gaat de laatste ster uit en is het laatste zwarte gat verdampt: het wordt donker. En de inhoud van het heelal verdunt steeds verder: het wordt leeg.
Als er een jaar geen zonlicht is, raakt de aarde bedekt met een pantser van ijs. De gemiddelde temperatuur is -73 °C. De duisternis en de ijzige kou zullen het leven op aarde terugbrengen naar het nulpunt, de meest mensen en dieren sterven en het duurt miljoenen jaren voordat de planeet herstelt.
Wetenschappers maakten een kaart met de gebieden waar de Melkweg niet langer zichtbaar is vanaf de aarde. Ook in Nederland is het sterrenstelsel niet te zien. De wetenschappers gebruikten onder meer satellietbeelden om de lichtvervuiling in kaart te brengen.