Heelal

Mijn presentatie gaat over het verleden en heden van het heelal. Het heelal is een erg uitgebreid begrip en er zijn veel vragen over zoals: Heeft het heelal een begin? Hoe is het dan ontstaan? Hoe ontwikkelt het zich verder? En heeft het een einde? Dit zijn de veel gestelde vragen waar de mens altijd al een antwoord op heeft proberen te vinden. Over het ontstaan van het heelal bestaan veel theorieën, tussen de twee voornaamste theorieën zit 1 groot verschil; de ene is wetenschappelijk en de andere religieus. De wetenschappelijke is de big bang, oftewel de oerknal. Maar er zijn ook veel mensen die dat totale onzin vinden. Ze denken dat God het heelal heeft gemaakt zoals in de bijbel wordt verteld. Het probleem is alleen dat ze allebei (nog) niet zijn bewezen. In de afgelopen eeuwen zijn er dan ook een heleboel verschillende theorieën opgesteld. De oerknaltheorie is het meest waarschijnlijkst door de aanwijzingen die gevonden zijn m.b.v. de hedendaagse technologie.

Naar welk deel van het heelal de telescopen ook gericht staan, overal zie je melkwegstelsels die van ons vandaan bewegen. Zou je deze beweging opnemen en achteruit terug spelen, dan moet er zo’n 12 miljard jaar geleden een moment zijn geweest waarop deze beweging begonnen is. Ruimte en tijd bestonden toen nog niet. Ze ontstonden pas toen die vormeloze structuur explodeerde. Dit wordt de Big Bang of de Oerknal genoemd. De wetenschap die zich bezig houdt met het heelal is de kosmologie. Er is in de kosmologie slecht slechts één onderwerp: het enige heelal dat er bestaat: ons heelal. Ze kunnen het dus niet vergelijken met een ander heelal.

De Oerknal [plaatje] Kosmologen denken dat het heelal is ontstaan tijdens de oerknal zo’n 12 miljard jaar geleden. De Belg Georges Lemaître bedacht deze Oerknal, de Big Bang. Zijn theorie werd de Lemaître-Ganow theorie genoemd. Alles was geconcentreerd in één punt, de yelm genaamd. Met alles bedoelen we ook letterlijk alles: alle materie, straling en energie. De temperatuur was oneindig hoog. De yelm was een compacte bol. Op een gegeven moment werd er genoeg energie geproduceerd om de binding van de zwaartekracht, die deze bol bij elkaar hield, te breken, en door heel de ruimte te exploderen. De bol knalde toen met een enorme kracht uit elkaar. De inhoud van de bol werd in alle richtingen weggeslingerd over steeds grotere afstanden, net zoals bij een explosie.

In de jaren zestig werd definitief aangetoond dat de oerknal heeft plaatsgevonden. In 1978 kregen Dr. Penzias en Wilson daar de Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Zij hebben bewezen dat er nog steeds deeltjes in het heelal aanwezig zijn die ontstaan zijn tijdens de Oerknal. Ook hebbe ze de oerknal-theorie verder uitgewerkt

Wet van Hubble In 1929 nam de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble de uitdijing van het heelal waar. Aan de hand van zijn metingen stelde hij vast dat alle melkwegstelsels zich van ons af bewegen. En hoe verder ze gaan, des te groter hun snelheid is. Zijn resultaten vatte hij samen in de formule: v = H x d. De letter v is de snelheid van het melkwegstelsel en d is de afstand tot ons. H is een constante en wordt de constante van Hubble genoemd. Als men de Hubble-formule omdraait, komen we aan de hand van deze constante uit bij het tijdstip, dat als geboortetijd van het heelal kan worden aangeduid, de Big Bang dus!

De vorming van de elementen De meeste chemische elementen waaruit ons lichaam bestaat, zoals koolstof en zuurstof, bestonden nog niet toen het heelal net was ontstaan. Ze werden pas miljarden jaren later in de sterren gevormd. Men neemt aan dat het net nieuwe heelal oorspronkelijk een soort soep was van elementaire deeltjes: quarks. De quarks klonterden na afkoelen van het heelal samen om protonen en neutronen te vormen, dat zijn de bouwstenen van atoomkernen. Omdat een proton de kern is van waterstof, was waterstof dus het eerste element dat na de oerknal werd gevormd. In de eerste fase na de oerknal werden ook nog helium en lithium gevormd, daardoor kon de straling zich doorzetten: het heelal was transparant geworden. Alle andere elementen werden pas miljarden jaren later binnenin sterren gevormd.

Planeten. Ook het ontstaan van planeten was lang onduidelijk, maar het lijkt er op dat er enige helderheid gekomen is. Men heeft namelijk rond sterren platte stofschijven ontdekt, die wellicht het begin van planeten kunnen zijn. Bij vorming van een ster ontstaat er een platte ronddraaiende schijf van gas en stofdeeltjes rond de ster. Door verdichtingen in dit proces, vormen er grote bollen van gas en stofdeeltjes die zich samentrekken tot een grote bol. Dit zijn de planeten. In ons zonnestelsel bevinden zich negen planeten.

Sterren Een ster is een grote bol die voornamelijk uit waterstof en helium bestaat. De zon is een ster, zoals er vele zijn. De waterstof in de kern van een ster wordt omgezet in helium, waardoor er energie vrijkomt onder de vorm van licht en warmte. Sterren worden geboren in samentrekkende wolken waterstofgas. Het gas wordt zo sterk samen geperst dat de temperatuur stijgt. Wanneer de temperatuur in het midden 10 miljoen °C bereikt, botsen de kernen van waterstofatomen zo krachtig tegen elkaar dat ze versmelten en nieuwe kernen vormen. Deze kernfusie leidt tot de vorming van helium en het vrijkomen van energie als licht, zodat de ster gaat schijnen.

In de ster zit dus waterstof, dat omgezet wordt in helium. Maar deze voorraad raakt ooit ook op, waardoor de ster minder warm wordt, waardoor ze ook roder wordt. Ook wordt een ster dan groter: de waterstof drukt naar buiten, de zwaartekracht naar binnen, waardoor de ster eerst krimpt. Dit zorgt ervoor dat er weer een reactie start en de ster plots meer energie uitstraalt zodat de waterstof zich weer uitzet en de ster uiteindelijk uitzet. Als een ster oud (rood en groot) is dooft ze uit en krimpt ze. Een sterrenhoop is een groep sterren die bij elkaar staan. Dit komt omdat deze sterren uit dezelfde gaswolk komen. Een voorbeeld hiervan zijn de pleiaden [plaatje]

Zonnestelsel [plaatje] Ons zonnestelsel bestaat uit negen planeten, kometen, asteroïden en natuurlijk de zon. De volgorde van de planeten (vanaf de zon) is: Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto. Soms gebeurt het ook dat Neptunus de verste planeet is, omdat de baan van Pluto gedeeltelijk binnen de baan van Neptunus ligt. Geleerden spreken sinds kort zelfs van een 10e planeet [krant]

De zon is de centrale ster van ons zonnestelsel; alle planeten draaien er omheen, omdat de zon een erg groot zwaartekrachtsveld heeft. Dit komt ook omdat hij zo groot is. Hij is ongeveer 110 keer zo groot als de Aarde. De zon is zo’n 4,6 miljard jaar geleden ontstaan. Zonder de zon zou hier op Aarde geen leven mogelijk zijn. Ze geeft de aarde licht en warmte. De zon bestaat zoals alle sterren uit waterstof en helium. De oppervlaktetemperatuur van de zon is ca. 6000°C. Op de zon komen er zonnevlekken voor. Dit zijn koudere gebieden op de zon. Verder zijn er ook nog de protuberansen (zonnevlammen). Dit zijn \"vulkanen\" van gas. Deze kunnen tijdens een eclips (zonsverduidtering) gezien worden.

Melkwegstelsels Kosmologen gaan ervan uit dat heel vroeg in het leven van het heelal, toen materie zich snel naar buiten verspreidde, groepen van enorme hoeveelheden materie begonnen te draaien rondom een gemeenschappelijk middelpunt. Dit waren vroege melkwegstelsels, die tot zulke grote afmetingen zouden groeien, totdat zij zouden botsen met andere melkwegstelsels. Een melkweg ziet er uit als een oplichtende band en is een gebied waarin miljarden sterren dicht bij elkaar staan. In onze melkweg is de zon één van die sterren. [plaatje]

Kometen Kometen bestaan uit ijs en stof. De meeste kometen komen uit de \'Oort-wolk\', een gebied aan de rand van het zonnestelsel. Sommige kometen hebben banen rond de Zon, waarbij ze dicht langs de Zon gaan. Kometen zijn vanaf aarde vaak te zien, als een bal met een lange staart erachter. [plaatje] Als de kometen dichter bij de zon komen, veranderd hun meeste ijs in gas en krijgen de kometen een lange staart van gas. Deze staart wijst altijd in de tegenovergestelde richting van de Zon, vanwege de druk van het zonlicht en vanwege de zonnewind. Kometen die uit de Oort-wolk komen zijn vaak niet te voorspellen. De meeste draaien in zulke grote banen rond de Zon, dat ze meer eens in de paar honderd jaar te zien zijn.

Meteorieten Per dag valt zo\'n 3000 ton materiaal uit de ruimte op onze aarde. Veelal gebeurt dit in de vorm van stof. Maar ook stukjes ijs en stenen worden door de zwaartekracht van de aarde naar de planeet toegetrokken. Dankzij de atmosfeer van de aarde vallen niet al die steentjes daadwerkelijk op de aarde. De meeste worden terug de ruimte ingekaatst of verbranden. Zo\'n steentje of stofje heet een meteoriet. De meeste zijn veel te klein om vanaf de aarde te worden gezien. Wat je wel kan zien als zo\'n deeltje verbrand is een meteoor. Dat is is de lichtflits die ontstaat bij de verbranding van een meteoriet. [plaatje] Meteorieten komen met enorme snelheden de atmosfeer binnen, waardoor ze door wrijving met de lucht verbranden. De luchtmoleculen lichten door de enorme snelheden op en dat is wat wij zien als een meteoor. Af en toe is een steentje het gelukt om de val door onze atmosfeer te overleven. Soms zijn die stenen heel groot en vooroorzaken ze een enorme krater, zoals de Meteor Crater in Arizona, Verenigde Staten.

Einde van het heelal: Het heelal dijt nog steeds uit, alleen wel steeds langzamer. Wat betekent dat voor de verre toekomst? Een bekende sterrendeskundige, Stephen Hawkings, vindt dat de schepping van het heelal niet zo heel uniek is, volgens hem zou het best nog een keer kunnen gebeuren. Volgens Hawking was het begin er gewoon. Iets dat er “gewoon is” hoeft niet geschapen te zijn. Er zou best verborgen materie in het heelal kunnen zijn, die van het ene op andere moment een nieuwe oerknal zou kunnen produceren. Dit is dus best een vage theorie. Uiteindelijk zullen de gasvoorraden in de melkwegstelsels uitgeput raken, zodat er geen nieuwe sterren meer ontstaan. Er komt een tijd dat de laatste massieve sterren als supernova’s ontploffen en zwarte gaten en neutronensterren achter laten. Middelmatige sterren blijven iets langer bestaan en koelen in de vorm van witte dwergsterren af. De enige normale sterren die nog overblijven zijn rode dwergen, die 200 miljard jaar blijven branden voordat ze uitdoven tot zwarte sintels. Ook de zon stopt ooit met schijnen. Als ook deze ster is uitgestraald, zal het laatste licht zijn gedoofd.