Terug naar Vragen over de oerknal

Hoe is het mogelijk dat wij in twee richtingen sterrenstelsels zien op ruim tien miljard lichtjaar afstand?

oerknal
oerknal

Kort antwoord:
Dat is mogelijk doordat het de ruimte zélf is die uitdijt.

Langer antwoord:
Met de krachtigste telescopen, zoals de Europese Very Large Telescope, de Amerikaanse Keck-telescoop en de Hubble Space Telescope, zijn sterrenstelsels ontdekt op afstanden van ruim tien miljard lichtjaar. Dat betekent dat het licht van die sterrenstelsels er ruim tien miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Op zich niet zo bijzonder, gezien de leeftijd van het heelal (ca. 13,8 miljard jaar): we zien die verre sterrenstelsels zoals ze er in de jeugd van het heelal uitzagen.

Opmerkelijker lijkt het dat zulke verre sterrenstelsels in elke richting worden waargenomen. Kijk je één kant op het heelal in, dan zijn er sterrenstelsels op ruim tien miljard lichtjaar afstand te zien. Kijk je in precies de tegenovergestelde richting, dan zie je óók sterrenstelsels op ruim tien miljard lichtjaar. De onderlinge afstand tussen de stelsels in kijkrichting 1 en de stelsels in kijkrichting 2 bedraagt dus meer dan twintig miljard lichtaar. Rara hoe kan dat als het heelal nog geen veertien miljard jaar oud is?

Die vraag komt voort uit een verkeerde voorstelling van de uitdijing van het heelal. Vaak wordt gedacht dat het daarbij gaat om een beweging van sterrenstelsels door een ebstaande lege ruimte, alsof de oerknal een soort vuurwerkexplosie was. In dat geval zou het inderdaad onmogelijk zijn dat twee stelsels zich nu op meer dan twintig miljard lichtjaar afstand van elkaar bevinden, aangezien niets sneller kan bewegen dan het licht.

In werkelijkheid is de uitdijing van het heelal echter de uitdijing van de lege ruimte. Om te beginnen is die uitdijing niet gebonden aan de limiet van de lichtsnelheid, omdat er geen sprake is van beweging van materie door de ruimte. Bovendien is het onmogelijk om van één bepaalde uitdijingssnelheid te spreken; de snelheid waarmee de afstanden tussen sterrenstelsels toeneemt is afhankelijk van hun onderlinge afstand.

Het is dus heel goed mogelijk dat twee sterrenstelsels op een onderlinge afstand van vele tientallen miljarden lichtjaren staan. Sterker: er bestaan sterrenstelsels die zich op zo'n grote afstand van ons Melkwegstelsel bevinden, dat hun licht sinds het ontstaan van het heelal nog onvoldoende tijd heeft gehad om op aarde aan te komen - die sterrenstelsels bevinden zich achter onze waarnemingshorizon.

Overigens is 'afstand' een glibberig begrip in de kosmologie. Als sterrenkundigen het hebben over sterrenstelsels op tien miljard lichtjaar afstand, bedoelen ze te zeggen dat het licht dat van die stelsels wordt ontvangen er tien miljard jaar over heeft gedaan om op aarde aan te komen - dat valt af te leiden uit de zogeheten roodverschuiving - de mate waarin de lichtgolven zijn opgerekt doordat ze door een uitdijende ruimte hebben bewogen.

In werkelijkheid bedroeg de afstand op het moment dat het licht werd uitgezonden aanzienlijk minder dan tien miljard lichtjaar, en is de 'echte' afstand van het stelsel op het moment dat wij het licht ervan opvangen, aanzienlijk groter dan tien miljard lichtjaar.

Terug naar Vragen over de oerknal