Theorieën over het ontstaan en voortbestaan van het heelal

De Big Bang is de bekendste wetenschappelijke theorie over het ontstaan van het heelal. Vroeger ging men uit van een statisch heelal, een heelal dat er altijd was en altijd zou blijven. Door ontdekkingen in de twintigste eeuw, zijn er nieuwe opvattingen over het ontstaan gekomen.

De Big Bang

Veel sterrenstelsels bewegen met een grote snelheid van ons af. Dit kun je aantonen aan de hand van roodverschuivingen. Roodverschuiving betekent dat de frequentie van de golflengte van de frequentie van het licht lager wordt. De lichtbronnen bewegen steeds sneller en verder van ons af, waardoor de frequentie van het licht lager wordt. Dit maakt aannemelijk dat het heelal uitdijt sinds de Big Bang.

Als je vanaf nu terugredeneert naar het begin, kom je tot de conclusie dat het heelal in het begin, 13,7 miljard jaar geleden, een singulariteit moet zijn geweest. Dat is een ‘iets’ dat oneindig klein, oneindig heet en oneindig dicht is. Deze singulariteit ontplofte in enorm veel deeltjes, en dat is nu de Big Bang. Na de Big Bang is het heelal steeds verder uitgedijt en afgekoeld. Op dit moment is de temperatuur van het heelal 1000 keer zo laag als in het begin.

Toen het heelal begon met uitdijen was de temperatuur erg hoog. In de ruimte bevonden zich alleen quarks. In een korte tijd breidde het heelal snel uit en ontstonden er hadronen. Hierna kwamen de neutrino’s, toen de elektronen. Uiteindelijk werden er kernen gevormd en ontstonden de eerste atomen. Toen deze bouwstenen er eenmaal waren, vormden de eerste sterren en sterrenstelsel zich en op dit moment koelt het heelal nog steeds af en dijt het nog steeds uit.

Er zijn op dit moment veel misvattingen over de Big Bang. Veel mensen denken dat dit een enorme explosie moet zijn geweest. Maar dit is niet zo, het heelal was toen, en is nog steeds, aan het uitdijen. De Big Bang was ook geen vuurbal in de ruimte. Er bestond namelijk nog geen ruimte, alleen de singulariteit. De ruimte begon binnen in de singulariteit.

Bewijzen

Niet lang geleden zijn er resten van de hitte gevonden, die vrij kwam tijdens de Big Bang. Deze hitte wordt ook wel de kosmische achtergrondstraling genoemd. Verder voorspelde de Big Bang theorie vrij nauwkeurig wat de verhouding tussen de lichte elementen was. Dat maakt de theorie ook aannemelijk.

Blijft het heelal eeuwig bestaan?

Over het einde van het heelal zijn de meningen zijn verdeeld. Er zijn een aantal theorieën die zouden kunnen kloppen.
Een grote factor in deze theorieën zijn de zogenaamde donkere materie en energie. Donkere energie is de energie die zorgt voor de uitdijing van het heelal. Het lot van het heelal hangt heel nauw samen met het feit of het heelal zal lijven uitdijen of niet. De hoeveelheid van deze donkere energie is dus van essentieel belang voor de toekomst van het universum. Astronomen hebben berekend dat er veel meer materie moet zijn dan dat we kunnen waarnemen. Wetenschappers zijn ervan overtuigd dat als dat niet het geval is, het heelal in zou storten. Dit gebeurt niet en dus is er een deel van alle materie ‘kwijt’. deze materie kunnen we niet direct waarnemen, maar alleen de gevolgen ervan zijn voor de mens te zien. Vandaar donkere materie. Er is berekend dat er ongeveer 7 keer zoveel donkere materie als zichtbare moet zijn. Ook de donkere materie is van invloed op het lot van het heelal, want als de massa van alle donkere materie groot genoeg is, kan de donkere materie met behulp van de zwaartekracht het uitdijen van het heelal doen stoppen.

De “Big Rip”

Volgens dit scenario zal het heelal, blijven uitdijen zoals ze het al sinds de oerknal doet, en zelfs sneller gaat uitdijen, door de kracht van de donkere energie. Als dit doorzet zullen de sterrenstelsels, sterren, en later planeten, en zelfs atomen, en kernen zo ver van elkaar komen te staan, dat alles uit elkaar valt.

De “Big Crunch”

Deze theorie kan alleen kloppen als er zich niet zoveel donkere energie in de ruimte bevind. Volgens deze theorie, zal het heelal geleidelijk stoppen met uitdijen, de zwaartekracht zorgt ervoor, zodat alle materie wordt opgeslokt in zwarte gaten. Die zwarte gaten gaan elkaar opslokken en uiteindelijk blijft een groot zwart gat bestaan.

De "Big Bounce"

Deze theorie stelt dat er een Big Crunch gaat plaatsvinden, een theorie waar ik het net over heb gehad. Maar in de plaats van zwarte gaten, ontstaat volgens deze theorie een nieuwe singulariteit, en uiteindelijk een nieuwe Big Bang, die weer gevolgd wordt door een Big Crunch, en die weer door een Big Bang, enzovoort.

De “Big Freeze” en de “Heat Death”

De theorie van de Big Freeze is alleen mogelijk zonder heel veel donkere materie en stelt dat alle energie uiteindelijk uit het heelal zal verdwijnen, en dat als gevolg daarvan, de temperatuur het absolute nulpunt qua temperatuur (de 0˚K of -273.15˚C) overal bereikt worden.

De “Heat Death” theorie is het oudst van deze theorieën, deze theorie voorspelt dat alle energie zal worden omgezet in warmte. Op zo’n manier dat het heelal niet meer veranderd, en dus dood zou kunnen worden beschouwd, daarom heet de theorie Heat Death. Deze theorie valt gedeeltelijk samen met de Big Rip.