Mars landschap
the Nature of the Universe.

de aard van het Universum.

Het antwoord op: 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.
uitdijen universum na 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 kernfusie reacties 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).
kepler
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. In het begin was er een hele grote ster in midden met daaromheen wolken van waterstof en andere grote sterren.
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.
Van de ster in het midden, van onze Melkweg, is nu nog een zwart gat over met een massa van 3,7 miljoen zonmassa's.
De verbranding in deze sterren voltrekt zich, vanwege de grotere massa, sneller. Deze sterren waren 1 miljard jaar na de oerknal al uitgedoofd. Na het uitdoven en uiteenspatten ontstond het sterrenstelsel zoals wij het kennen Met zwaardere elementen en zonder een hele grote ster in het midden. 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.

Quasars zijn groepen van sterrenstelsels die aan zich aan de buitenste grens van ons universum bevinden. De verst bekende quasar bevindt zich op een afstand van 13 miljard lichtjaar en het universum is 13,7 miljard jaar oud zodat de snelheid, waarmee het van ons af beweegt, 95% van de lichtsnelheid is.
Door de grote afstand (hun licht doet er zo lang over, om ons te bereiken) zien we ze zoals ze er miljarden jaren geleden uitzagen. Hun sterren produceren een lichtsterkte die wel 100 tot 1000 maal sterker kan zijn dan van huidige.
In het begin bestaan sterrenstelsels uit grote sterren die snel en fel opbranden en later zijn het kleine sterren die langzaam opbranden.
In het begin is ook de diameter van de sterrenstelsels relatief klein (enkele lichtweken).

Andromeda sterrenstelsel
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.
Melkweg
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 maar dit wordt steeds groter omdat de sterren binnen de sterrenstelsels ook weer van elkaar af bewegen.
Een klein deel van het sterrenstelsel zal door het zwarte gat 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.

Alpha Centauri
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 daarmee ook krimpkracht.

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 anti materie 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. Het wordt vaak een singulariteit genoemd maar in werkelijkheid wordt de singulariteit slechts benaderd omdat de massa niet oneindig groot is, de diameter niet volledig nul is en de zwaartekracht niet oneindig sterk is.
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.




Misvattingen over de oerknal

Samen met de oerknal zouden tijd en natuurwetten ontstaan zijn. Is niet zo, voorheen draaide er materie om een zwart gat dat evenveel materie bevatte als een heel universum.

De wetenschap kan niet bewijzen dat er meerdere universums zijn. Alleen als er meerdere universums zijn kunnen er oerknallen optreden.
De universums dijen uit door de energie van de explosie van hun oerknal. Alleen als er meerdere universums zijn, kan voldoende materie samenkomen voor een oerknal.
Omdat de ruimte oneindig groot is, is het heel waarschijnlijk dat er een oneindig aantal universums zijn.
De aantrekking van de zwaartekracht tussen universums, is een verklaring voor de donkere energie.

Het is niet bekend waardoor de oerknal ontstak.

Was door neerstorten van materie op het zwart gat dat inmiddels evenveel materie bevatte als een heel universum. Hierdoor bereikten temperatuur en druk in de kern van het zwarte gat het kritieke punt waardoor de reactie voor de oerknal ontstak.




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.
wmap the nature of the universe
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.



uw email: (Dit komt niet op de website)

uw naam:

uw reactie:



   08-03-2017 09:24:41


   08-03-2017 09:24:23


   15-11-2016 12:41:58