Ben jij ook weleens in de zomervakantie met de auto naar Zuid-Frankrijk toe gereden? Dan weet je dat dit best lang duurt, een uur of 13, met een gemiddelde snelheid van ongeveer 100 km/h. Misschien ben je ook wel eens met het vliegtuig naar de andere kant van de wereld geweest zoals Australië of Nieuw-Zeeland, wat ongeveer 24 uur (één dag) in beslag neemt. Maar hoe lang duurt het om naar de maan of Pluto te reizen, of nog verder? Hoe ver is dat? De afstand tussen Nederland en Nieuw-Zeeland is ongeveer 20.000 km en lijkt in eerste instantie gigantisch groot, maar valt het in het niets vergeleken met ‘kosmische afstanden’. Om een idee te krijgen wat met ‘kosmische afstanden’ wordt bedoeld, zal vanaf de aarde steeds verder worden uitgezoomd. Op deze manier ontstaat een beeld van hoe ‘klein wij eigenlijk zijn’.
Afstanden
De gemiddelde afstand tussen de aarde en de maan is 384.403 km. De reden waarom er gemiddeld staat, is omdat de maan niet in een perfecte cirkel rondom de aarde beweegt. De afstand tussen de aarde en de zon is nog veel groter: ongeveer 150.000.000 km (150 miljoen kilometer). Omdat dit getal zó groot is, lijkt de kilometer geen geschikte eenheid meer om afstanden te beschrijven. Sterrenkundigen hebben daarom een nieuwe eenheid bedacht: de Astronomische Eenheid (AE).
Dit plaatje geeft een indruk van de afstanden tussen onze planeet en de andere planeten van ons zonnestelsel.
Pluto staat op een afstand van ongeveer 39 AE wat overeenkomt met 39 x 150 miljoen km. Het mag duidelijk zijn dat deze afstand enorm is. Toch is de mens in staat geweest om machines te bouwen die inmiddels verder weg staan dan Pluto. In de jaren ‘70 en ‘80 heeft de ruimtevaartorganisatie NASA namelijk verschillende ruimtesondes (dat zijn een soort raketten) de ruimte in gestuurd om meer informatie te verkrijgen over de planeten in ons zonnestelsel. Een aantal van deze ruimtesondes heeft ons zonnestelsel inmiddels verlaten. De ruimtesonde die het verst verwijderd is van de aarde, heet de Voyager en staat op dit moment op een afstand van ruim 118 AE.
Planeten
De Astronomische Eenheid is zó gekozen, dat 1 AE precies gelijk is aan de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon. In het plaatje hieronder zijn de afstanden tot de planeten van ons zonnestelsel in deze eenheid aangegeven. Het zonnestelsel bestaat uit de zon, de planeten en andere objecten die om de zon heen draaien.
Sterren
De dichtsbijzijnde ster is de zon, want de zon is ook een ster, net als alle andere lichtpuntjes aan de hemel. De zon ziet er veel groter uit, omdat deze veel dichterbij ons staat. De afstand tot de volgende ster, die Proxima Centauri heet, is veel groter: ongeveer 267.500 AE. Dit is ruim 2.000 keer verder dan de afstand tot de ruimtesonde de Voyager. De meeste sterren staan zelfs nog véél verder weg. Op deze schaal, lijkt de Astronomische Eenheid ook geen goede manier meer te zijn om afstanden te beschrijven. Daarom hebben sterrenkundigen voor afstanden tussen sterren, een nieuwe eenheid bedacht: een lichtjaar. Dit is de afstand die het licht in precies één jaar aflegt. Deze afstand is heel erg groot, omdat het licht heel erg snel beweegt. In één seconde, legt het licht namelijk ongeveer 300.000 km af. In een minuut zelfs 60 keer zo veel, omdat er 60 seconden in één minuut zitten. In één jaar, legt het licht dus een afstand af van 300.000 km x 60 seconden x 60 minuten x 24 uren x 365 dagen = 9.460.800.000.000 km (bijna 10 biljoen kilometer).
Radio luisteren en televisie kijken in de ruimte
De menselijke aanwezigheid in de ruimte, gaat veel verder dan de ruimtesonde de Voyager. Niet in de vorm van ruimtesondes en raketten, maar via radiogolven. We kunnen muziek via de radio beluisteren en beelden op televisie bekijken, doordat beeld en geluid via grote antennes in Lopik, of Hilversum worden uitgezonden. Beeld en geluid worden via radiogolven verstuurd in alle richtingen, die thuis door een andere antenne, worden opgevangen. Deze radiogolven, bewegen met de lichtsnelheid. Gigantisch snel dus. Omdat deze radiogolven alle richtingen op worden verstuurd, bewegen ze ook van de Aarde af, de ruimte in. Het uitzenden van deze radiogolven gebeurt al sinds het jaar 1940. Deze radiogolven hebben zich sinds die tijd met de lichtsnelheid van de Aarde afbewogen.In het plaatje hiernaast is dat goed te zien. (Voor de duidelijkheid is de Aarde veel groter gemaakt.) De oudste radiogolven bevinden zich daarom op een afstand van 2011-1940 = 71 lichtjaar van de Aarde. Het is best leuk om hier even bij stil te staan. Stel: er wonen ruimtewezens vlakbij de ster Proxima Centauri, die net als wij televisie kijken. Als zij op dit moment de tv aanzetten, zouden zij een live televisieuitzending zien van vier jaar geleden! Dat komt, omdat de radiogolven er vier jaar over doen, om vanaf de Aarde naar Proxima Centauri te reizen.
Sterrenstelsels
De sterren in het heelal vormen samen ontzettend grote groepen. Deze groepen heten sterrenstelsels en bestaan uit ongeveer 100.000.000.000 (honderd miljard) sterren. Ook de Zon behoort tot zo’n groep. Deze groep heet de Melkweg en is afgebeeld op het plaatje hieronder. Vanaf de bovenkant gezien lijkt de Melkweg op een cirkelvormige schijf, met een doorsnede van ongeveer 100.000 lichtjaar. Omdat in dit plaatje zó ver is uitgezoomd, is onze Zon niet groter dan een stipje. De positie van de Zon is aangegeven met een gele pijl.
De melkweg met daarin aangegeven de afstanden in lichtjaren
Het Heelal
We beseffen dat de Aarde vergeleken met de Melkweg ontzettend klein is. Toch is de Melkweg slechts heel klein vergeleken met het heelal. Sterrenkundigen hebben berekend dat het heelal bestaat uit meer dan 100.000.000.000 (honderd miljard) sterrenstelsels, die een onderlinge afstand hebben van miljoenen of zelfs miljarden lichtjaren. Deze afstanden zijn bijna niet voor te stellen. Afstanden op deze schaal zijn kosmische afstanden. Dankzij technologische ontwikkelingen de laatste tientallen jaren, zijn er steeds meer sterrenstelsels ontdekt op steeds grotere afstanden. De Hubble telescoop heeft pas geleden een sterrenstelsel gefotografeerd die ruim 13.000.000.000 (13 miljard) lichtjaar van ons vandaan staat. Dit is meer dan honderd triljard km.Tot op de dag van vandaag, weten we niet precies hoe groot het heelal is. Wel is duidelijk dat we nog ontzettend veel over het heelal kunnen leren. Waarom zijn wij zo klein vergeleken met het heelal? Zouden we ooit naar andere sterren kunnen reizen? Zijn deze afstanden niet veel te groot?