Het heelal is een enorme bubbel van ruimte en tijd, die in volume uitdijt. Draai de klok terug en je komt op een punt waar alles werd samengeperst tot een microscopisch kleine singulariteit van onbegrijpelijke dichtheid. In een fractie van een seconde begon het in volume uit te breiden, en dat gaat nog steeds door.
Dus hoe oud is het heelal? Hoe lang is het al aan het uitbreiden? Hoe weten we? Lange tijd gingen astronomen uit van de aarde, en daarom was het heelal tijdloos. Dat het er altijd was geweest en altijd zou zijn.
In de 18e eeuw begonnen geologen bewijs te verzamelen dat de aarde misschien niet voor altijd bestond. Misschien was het slechts miljoenen of miljarden jaren oud. Misschien ook de zon, of zelfs... het heelal. Misschien was er een tijd dat er niets was? Dan, plotseling, pop... Universum.
Het is de wetenschap van de thermodynamica die ons ons eerste inzicht heeft gegeven. Over grote tijdsperioden beweegt alles in de richting van entropie, of maximale wanorde. Net zoals een hete koffie afkoelt, willen alle temperaturen gemiddeld worden. En als het heelal oneindig oud was, zou alles dezelfde temperatuur moeten hebben. Er zouden geen sterren, planeten of wij moeten zijn.
De briljante Belgische priester en astronoom, George Lemaitre, stelde voor dat het heelal moet uitdijen of inkrimpen. Op een gegeven moment, zo dacht hij, zou het heelal een oneindig klein punt zijn geweest - hij noemde het het oeratoom. En het was Edwin Hubble, die in 1929 opmerkte dat verre sterrenstelsels in alle richtingen van ons weg bewegen, wat de theorieën van Lemaitre bevestigde. Ons heelal breidt zich duidelijk uit.
Wat betekent dat als je de klok terugdraait, en het in het verre verleden kleiner was. En als je ver genoeg teruggaat, is er een moment in de tijd waarop het heelal begon. Wat betekent dat het een leeftijd heeft. De volgende uitdaging... de geboortedatum van het heelal achterhalen.
Tijdlijn van het heelal (Credit: NASA/WMAP Science Team)
In 1958 gebruikte de astronoom Allan Sandage de uitdijingssnelheid van het heelal, ook wel bekend als de Hubble-constante, om te berekenen hoe lang het waarschijnlijk had uitgedijd. Hij kwam met een cijfer van ongeveer 20 miljard jaar. Een nauwkeurigere schatting voor de leeftijd van het heelal kwam met de ontdekking van de kosmische microgolfachtergrondstraling; de nagloed van de oerknal die we zien in elke richting waarin we kijken.
Ongeveer 380.000 jaar na de oerknal was ons heelal zo afgekoeld dat protonen en elektronen samen konden komen om waterstofatomen te vormen. Op dit punt was het een zwoele 3000 Kelvin. Met behulp hiervan en door de achtergrondstraling te observeren, en hoe ver de golflengten van het licht zijn uitgerekt door de uitdijing, konden astronomen berekenen hoe lang het al uitdijde.
Volgens de eerste schattingen is de leeftijd van het heelal tussen de 13 en 14 miljard jaar oud. Maar recente missies, zoals de WMAP-missie van NASA en het Europese Planck-observatorium, hebben die schatting met ongelooflijke nauwkeurigheid verfijnd. We weten nu dat het heelal 13,8242 miljard jaar is, plus of min een paar miljoen jaar.
We weten niet waar het vandaan komt of waardoor het is ontstaan, maar we weten precies hoe ons universum is. Dat is een goed begin.
Podcast (audio): Downloaden (Duur: 4:10 — 3,8 MB)
Abonneren: Apple-podcasts | RSS
Podcast (video): Downloaden (84,0 MB)
Abonneren: Apple-podcasts | RSS