Iedereen weet dat (denkt te weten) dat alles is begonnen met die ene knal.
Maar hoe weten we dat zo zeker? Het is voor mijn brein niet te bevatten dat er ooit niks was.
Ik neem aan dat de oerknal het middelpunt was van het begin van ons heelal.
Dus daarna is het heelal begonnen met groter worden in alle richtingen.
Wij kunnen maar een X aantal lichtjaar "diep" naar het centrum van het heelal kijken.
Het centrum van ons heelal kunnen we in mijn beleving dus niet zien.
Hoe weten we dan dat er een centrum is en hoe weten we dat er ooit niks was en hoe weten we dat het is begonnen met een knal?
Er zijn vier voorname redenen waarom we denken dat het universum begonnen is met een toestand die heel heet en dicht was, en die men de 'oerknal' gaan noemen is. Twee van die redenen zijn vrij gemakkelijk te begrijpen, de twee andere zijn misschien wat moeilijker.
1. De expansie van het heelal. Via het dopplereffect van licht kunnen we de snelheden van sterren en sterrenstelsels naar ons toe en van ons weg meten. Het blijkt dat de sterrenstelsels (galaxieën) systematisch van ons weg lopen. Hubble vond dat in dat weglopen een wetmatigheid zat: hoe verder ze staan, hoe sneller ze weglopen, en het verband is gewoon lineair (recht evenredig). Dat lineaire verband is heel belangrijk:
- het betekent dat iedereen - ook op andere stelsels - dezelfde wet van Hubble ziet. Iemand die ver van ons staat en dus snel van ons wegbeweegt, ziet vanuit zijn standpunt ons even snel weglopen in de tegengestelde richting, en de stelsels tussenin minder hard. Er is dus geen centrum van de expansie, van overal zie je hetzelfde.
- als we nu weglopen, stonden we voorheen dichter bij elkaar. Deel de afstand door de snelheid, en je vindt hoe lang een galaxie aan die snelheid van ons kon weggelopen zijn. Vermits de wet van Hubble lineair is, vind je voor allemaal hetzelfde getal, van de orde van 14 miljard jaar. Zo lang in het verleden zou alles dus bijeen gezeten hebben.
2. De evolutie in het heelal. We zien sterren geboren worden en andere sterven. De fysica van sterren is goed begrepen. Ze stelt ons in staat de ouderdom van sterren te schatten door de helderheid ervan (het 'verbruik') de confronteren met de energievoorraad (de 'tank'). We vinden dat de oudste sterren die we zien niet ouder zijn dan 14 miljard jaar. Dat klopt dus erg goed met het voorgaande. Het is echt heel relevant dat de twee tijdschalen kloppen, want ze werden op totaal verschillende manieren afgeleid.
3. De kosmologische achtergrondstraling. Eens men vertrouwd was met de mogelijkheid dat alles vroeger dicht bijeen zat, is men zich uiteraard gaan afvragen hoe dat allemaal gegaan is bij die hoge dichtheden vroeg in het heelal. We wetens sindsdien dat om materie heel dicht bijeen te krijgen, je heel hoge temperaturen en energieen nodig hebt. En we weten ook dat hete materie straling uitzendt. Het vroege heelal moet dus erg heet geweest zijn, en die hitte zorgde ervoor dat er naast materie ook straling (licht) aanwezig was. et zoals de materie kan de straling niet zomaar verdwijnen, ze moet er dus nog zijn, alleen uitgespreid in de uitdijende ruimte, en dus met een lagere dichtheid aan energie. Deze voorspelling dat de ruimte gevuld is met rediostraling werd in 1964 op spectaculaire manier bevestigd.
4. De samenstelling van de materie. De waarneming van de achtergrondstraling stelt ons in staat de temperatuur van het heelal vandaag te bepalen. Meteen kunnen we ook terugrekenen naar het verleden. We kennen dus vrij goed de dichtheid, temperatuur, druk,... van vroegere fasen in het heelal, tot een fractie van de eerste seconde! Na 1 seconde zijn we al in een regime van fysica dat we op Aarde kunnen nabootsen. De modellen leren dat er dan kernreacties moeten zijn opgetreden, met als resultaat dat na een drietal minuten het heelal voor 77% uit waterstof bestond en voor 23% uit helium. Welnu, vandaag (bijvoorbeeld de Zon) bestaat het voor ongeveer 71% uit waterstof, 27% uit helium en 2% uit al de rest. Meer nog, die rest en de 4% supplementaire helium moeten er gekomen zijn juist als gevolg van de kernreacties in sterren. Het is trouwens zo dat we de 'oudste' sterren van argument 2 vinden: het zijn sterren met bijna alleen waterstof en helium, nauwelijks zwaardere elementen.
Het is dus niet zo dat iemand zomaar bedacht heeft dat het ooit geknald heeft. We zijn tot die conclusie moeten komen op grond van allerlei waarnemingen die ons aantonen dat het heelal in evolutie is, niet alleen op kleine schaal maar ook op het niveau van de ruimte en de tijd zelf. Vroeger zat alles dichter bijeen; als je dat extrapoleert, kom je bij een punt waar alles moet begonnen zijn. De 'oerknal' is in die zin een extrapolatie: we kunnen het ons ook niet voorstellen, en we begrijpen de fysica niet goed: met de temperatuur, druk, dichtheid,... wordt ook onze onwetendheid oneindig! Maar dat kan geen argument zijn om te doen alsof onze neus bloedt en de aanwijzingen voor een hoogenergetisch vroeg heelal af te wijzen.
Er zijn nog geen reacties op deze vraag.
Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.