Het antwoord op de vraag: Waardoor ontstak de oerknal?
Het universum voor en na de oerknal, tot de volgende oerknal.
Zo eenvoudig mogelijk uitgelegd.
De materie (en ook de straling) die door de oerknal de ruimte in geslingerd werd, vormt ons universum.
Uit de waarnemingen volgt dat alle groepen van sterrenstelsels uit één punt afkomstig zijn en steeds verder van dat punt af bewegen. Het wordt steeds groter zodat voor
alle objecten geldt dat de afstanden tussen de objecten steeds groter worden. De afremming door de onderlinge aantrekking van zwaartekracht is inmiddels verwaarloosbaar in vergelijking
met de uitdijingssnelheid, zodat ons universum blijft uitdijen. De uitdijingsenergie is afkomstig van de oerknal.
De zon levert energie die opgewekt wordt d.m.v. kernfusie. Als de brandstof op is, dooft de zon.
Maar zo ver is het nog lang niet, de schatting is dat hij ongeveer op de helft is en nog voor 4,5 miljard jaar brandstof heeft.
De energiebron van de zon is de kernfusie van waterstof naar helium. De gangbare theorie is dat het afvalproduct van de kernfusie naar de kern gaat, omdat helium zwaarder is dan waterstof,
zodat het actieve oppervlak zich vergroot naarmate de leeftijd vordert (de kernfusie vindt plaats waar waterstof onder de hoogste druk is) en de zon naarmate de leeftijd vordert meer
energie uit gaat stralen. In de begintijd had de zon maar 75 % van de sterkte die hij nu heeft.
De zon zal zo krachtig worden dat al het water op de aarde zal verkoken. Water kan chemisch ontleed worden in waterstof en zuurstof, de zwaartekracht van de aarde is niet toereikend om
waterstof hoog in de atmosfeer vast te houden zodat er waterstof de ruimte in verdwijnt.
Een bepaalde tijd, kan de evolutie (of technologie) zich langzaam mee aanpassen aan de sterker wordende zon, maar uiteindelijk, houdt het leven van de aarde op te bestaan.
Dit scenario is het meest waarschijnlijk voor het vergaan van het leven op de aarde.
De diameter van de zon kan als hij op z'n sterkst is wel zo erg toenemen dat de aarde opgeslokt wordt door de diameter van de zon (dit stadium van een ster wordt rode reus genoemd).
Als een ster zwaar genoeg is en heet genoeg wordt, begint na het opbranden van de waterstof de helium tot koolstof kernfusie, dan zuurstof, neon, silicium, en dan ijzer,
verdere kernfusie kost energie i.p.v. dat het energie afgeeft.
De genoemde elementen komen het meeste voor (silicium is zand en zuurstof in combinatie met waterstof is water).
De gangbare theorie is dat de aanwezigheid van water en een geschikt klimaat, na een bepaalde tijd, automatisch het ontstaan van leven tot gevolg heeft. Uit de kernfusiereacties volgt
dat water één van de stoffen is die het meeste voorkomen.
Kleine sterren imploderen en eindigen als witte dwerg maar grote sterren exploderen als een supernova. Bij dat exploderen worden de, in de sterren gevormde, zwaardere elementen het
sterrenstelsel in geslingerd.
Er kan wel 50% van de massa van de ster weggeslingerd worden. De resterende massa kan als neutronenster (een object dat volledig uit neutronen bestaat) of als zwart gat eindigen
(een zwart gat is een object waarvan de zwaartekracht zo groot is dat zelfs licht niet kan ontsnappen).
De Kepler's Supernova, (Chandra X-ray Observatory)
Uit metingen volgt dat de oerknal ongeveer 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond.
Uit de substantie die door de oerknal de ruimte in geslingerd werd, ontstonden na ongeveer 400.000 jaar afkoeling de atomen. Hoofdzakelijk waterstofatomen en helium en lithium.
Na ongeveer 200 miljoen jaar kwam voldoende waterstof samen, om het begin van de sterrenstelsels te doen ontstaan.
Wolken van waterstof zijn geboorte plaatsen voor sterren omdat ze langzaam samenkomen en een bol gaan vormen waarvan de temperatuur en de druk in kern op een gegeven moment zo groot
wordt dat de reactie voor kernfusie ontsteekt, en de ster gevormd is.
Pas 9,2 miljard jaar na de oerknal kwam genoeg waterstof bijeen om onze zon te doen ontsteken.
Materie die door exploderende sterren het sterrenstelsel in geslingerd werd, is voor deel de ruimte in gegaan en voor een deel, door de zwaartekracht van de sterren en gaswolken,
in een baan gevangen.
Zo zijn de planeten gevormd. De planeten bestaan uit materie die door exploderende sterren het sterrenstelsel in geslingerd werd.
De Andromedanevel is het dichtstbijzijnde sterrenstelsel, het bevindt zich op een afstand van 2,7 miljoen lichtjaar en beweegt zich met een snelheid van 120 km/s naar onze Melkweg toe.
De diameter wordt geschat op 250.000 lichtjaren.
De sterrenstelsels komen voor in groepen. De lokale groep telt meer dan 40 sterrenstelsels, de afmeting is ongeveer 10 miljoen lichtjaar. De sterrenstelsels, binnen de groepen,
bewegen ook weer om elkaar heen en zullen uiteindelijk samenvoegen. Hierdoor zijn er enkele naburige sterrenstelsels die naar ons toe bewegen, maar de groepen van sterrenstelsels
bewegen allemaal van elkaar af.
Doorsnede van ons sterrenstelsel.
De zonnestelsels draaien om het zwarte gat in het centrum. Onze zon heeft een snelheid van 217 km/s en doet ongeveer 240 miljoen jaar over een omwenteling. Onze Melkweg is ongeveer
100.000 lichtjaar in diameter.
Een klein deel van het sterrenstelsel zal door het zwarte gat in het centrum geabsorbeerd worden en het andere deel zal, via steeds groter wordende cirkels, aan de zwaartekracht van het zwarte gat
weten te ontsnappen en uiteindelijk, via een willekeurige eigen richting, de ruimte in gaan.
Het meest naburige zonnestelsel (de alpha centauri) is ongeveer 4,3 lichtjaar van ons verwijderd en beweegt zich met een snelheid van 20 km/s van ons af.
Deze opname laat in valse kleuren het centrum van de Melkweg zien. De heldere punt in het midden is een uitbarsting van röntgenstraling in de buurt van Sagittarius A*.
De röntgenstraling nam in enkele minuten extreem toe, het duurde ongeveer 3 uur om daarna snel weer uit te doven. Zeer waarschijnlijk betrof het hier materiaal dat in het
zwarte gat viel. NASA/MIT/F.Baganoff et al
De mate van aantrekking wordt minder naarmate de afstanden groter worden. Ondanks dat er bij een hele grote afstand nog steeds een hele kleine aantrekkingskracht is,
kunnen hemellichamen toch van elkaar af blijven bewegen. Als de snelheid in het begin bv. 100 km/sec is en over een tijdsinterval van twee jaar daalt naar 99,14 km/sec
zal over nog eens twee jaar een geringere afremming plaatsvinden omdat de afstand groter is geworden, zodat de snelheid bijvoorbeeld 99,02 km/sec is geworden, de daaropvolgende
twee jaar bijvoorbeeld 99,002 zodat het na een oneindige tijd bijvoorbeeld naar 99 toe gaat. De afstanden tussen de groepen van sterrenstelsels zijn inmiddels dermate groot,
dat met zekerheid gezegd kan worden, dat ze van elkaar af blijven bewegen.
Na een hele lange tijd blijven er van de sterrenstelsels alleen zwarte gaten over (de materie die niet door zwarte gaten geabsorbeerd wordt, is de ruimte in gegaan).
Omdat de sterrenstelsels in groepen voorkomen blijven de zwarte gaten die overgebleven zijn van de sterrenstelsels van de groep enorme tijden om elkaar heen bewegen,
totdat ze uiteindelijk samenkomen om één zwart gat te vormen dat al hun materie bevat.
Het zwarte gat, dat overgebleven is, beweegt door de ruimte en trekt door de zwaartekrachtvelden materie aan en gaat steeds meer materie bevatten of gaat deel uitmaken van een
zwaarder zwart gat waar het mee in contact komt.
Het is mogelijk dat er botsingen plaatsvinden, maar veel vaker zal voorkomen dat de objecten eerst enorme tijden om elkaar heen bewegen voordat ze samenkomen. Het zal ook voorkomen
dat objecten via steeds groter worden cirkels weer kunnen ontsnappen.
De nieuwe materie zal hoofdzakelijk afkomstig zijn van andere universums (ons universum blijft uitdijen, maar er zijn meerdere universums die dat ook doen zodat hun objecten elkaar
op een gegeven moment kruisen).
(Een universum is de materie en de straling die door de oerknal de ruimte in werd geslingerd)
Het vanggebied voor materie die het kruist kan, mits de snelheid laag is, wel een diameter van meer dan 10 miljoen lichtjaar hebben. Bij snelheden die de lichtsnelheid naderen
en voor licht zelf zal de vangdiameter relatief klein zijn. (Elektromagnetische straling bevat energie, en energie kan naar materie omgezet worden zodat ook door het opvangen
van licht de massa toeneemt).
Door de toename van materie neemt de zwaartekracht toe en dat drukt de materie samen.
Bij een zwart gat, wordt de diameter juist kleiner bij het toevoegen van nog meer materie.
De druk vanbinnen wordt groter, de vangdiameter voor materie neemt toe. Alles wat in de buurt komt wordt aangetrokken en in het enorme zwarte gat geabsorbeerd en gecomprimeerd
door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat.
Er kunnen ook antimaterie reacties optreden omdat de materie hoofdzakelijk van andere universums afkomstig is.
Als de temperatuur en de druk in de kern hoog genoeg is, ontsteekt de reactie voor een nieuwe oerknal.
De diameter is op dat moment niet veel groter dan die van een atoom
maar het bevat evenveel materie als een heel universum.
Bij de reactie wordt materie naar energie omgezet en daarbij spat alles met enorme snelheden uiteen. Bij een ster duurt het soms miljarden jaren voordat alle brandstof verbruikt is,
een oerknal voltrekt zich in een flits.
De tijd dat sterren stralen is maar heel kort (100 miljard jaar?) in vergelijking met de tijd van verzamelen van materie.
Er moet genoeg materie verzameld worden voor een heel universum.
Dateren van de oerknal
De snelheid van de sterrenstelsels kunnen we meten met de roodverschuiving. Dopplereffect van licht, door de snelheid veranderd de kleur. Snelheid is bekend en we weten
dat ze uit 1 punt komen, zodat men uit kan rekenen hoe lang geleden de oerknal plaatsvond.
De Belgische priester en geleerde Georges Lemaître die de oerknal in 1931 ontdekte, kwam op deze manier op ongeveer 15 miljard jaar geleden uit.
Via een ingewikkelde methode (kosmische achtergrondstraling) heeft men de oerknal met een nauwkeurigheid van 1 procent op 13,7 miljard jaar geleden weten te dateren.
Onder meer om de metingen met deze nauwkeurigheid te kunnen verrichten, is de WMAP-satelliet gelanceerd.
Artistieke afbeelding van de WMAP-satelliet die data aan het verzamelen is om wetenschappers te helpen de oerknal te begrijpen.
U bent nu gevormd en waarom zou dat niet nog een keer gebeuren?
Ik kan me voorstellen dat u in de eerste instantie denkt, de kans is erg klein. Maar oerknallen blijven voorkomen. Als we terugkijken, zijn er een oneindig aantal oerknallen geweest
en kijken we vooruit, dan komen er nog een oneindig aantal oerknallen.
This document has been translated, in February 2008, from dutch to english by a professional translation agency.
