Als ik op een heldere nacht uit mijn raam kijk zie ik een zwarte hemel met hier en daar een ster. Als mijn ogen wat gewend zijn aan de duisternis ontdek ik dat er veel meer sterren zijn. Ik heb een tijd lang gedacht: “Waarom is die hemel niet gewoon wit?” Dat leek me veel logischer als je bedenkt hoe sterren verspreid zijn over het heelal.
Illustratie: Connie Morsing.
Als je wilt lezen hoe sterren verspreid zijn over het heelal, klik dan op het kader hieronder.
Het heelal: superclusters, clusters en sterrenstelsels
Het heelal bevat vele miljarden sterren. Ze zitten in een netwerk van miljoenen superclusters en clusters aaneengeregen met slierten sterrenstelsels. Hier een korte uitleg van deze begrippen.
Sterrenstelsel
Onze Melkweg is zo’n stelsel met meer dan 200 miljard sterren waarvan de zon er één is. Naast de Melkweg zijn er nog miljarden andere sterrenstelsels, heel grote en heel kleine. Er is er een die meer dan 50 keer zo groot is als de Melkweg.
Cluster
Sterrenstelsels die relatief dicht bij elkaar zitten vormen een cluster. Ons Melkwegstelsel behoort tot het cluster 'Lokale Groep' en bevat meer dan 40 sterrenstelsels. Andere clusters kunnen wel 50 tot 1000 sterrenstelsels bevatten.
Supercluster
Ook de clusters zitten gegroepeerd in het heelal. Zo'n groep heet een supercluster. Onze Lokale Groep behoort tot het supercluster Virgo. Virgo bevat 100 tot 200 clusters. De clusters en superclusters zijn aan elkaar verbonden met slierten sterren(stelsels) en vormen het zogenoemde kosmische web zoals is te zien in de afbeelding hieronder.
Het kosmische web. Bron: Wikimedia.
Je zou het heelal kunnen vergelijken met een gigantisch groot bos waarin een gigantisch aantal bomen zijn geplant:
Door al die bomen 'zie je door de bomen het bos niet meer'. Je ziet dan alleen nog maar 'boom'.
Dus ook bij de sterrenhemel zou je verwachten:
Door al die sterren 'zie je door de sterren het heelal niet meer'. Je ziet dan alleen nog maar 'ster'.
Maar toch ziet de nachtelijke hemel niet wit van de sterren. Hoe kan dat? Staan ze misschien te ver weg om met het blote oog te kunnen zien? In dat geval kun je een telescoop gebruiken waarmee je de sterren als het ware naar je toe haalt. De beste telescoop die we momenteel hebben is de Hubble-ruimtetelescoop die sinds 1990 als kunstmaan rond de aarde draait. Hieronder zie je een opname van deze telescoop waarin is ingezoomd op een stukje van de hemel ter grootte van 1/3 maanoppervlak.
Opname van de Hubble-ruimtetelescoop. Illustratie: Wikimedia - NASA en ESA. Edited by Noodle snacks.
En nog steeds zie je een zwarte hemel met hier en daar een ster of sterrenstelsel. Hoe sterk we een volgende telescoop ook maken, we weten nu al dat dit beeld nooit zal veranderen. De achtergrond van de nachtelijke hemel zal altijd zwart blijven. Wat is daarvan de oorzaak?
Het antwoord zit hem in wat zien betekent. Hieronder wordt uitgelegd hoe dat zit. Ik hoop dat je na het lezen van dit stukje, net als ik, ’s nachts met andere ogen naar sterren kijkt.
Bij het zien van een ster staat er op je netvlies een lichtbeeld van die ster. Dat beeld is gevormd met het licht van de ster zelf. Door de grote afstand tussen ster en oog duurt het een tijd voordat het licht het oog heeft bereikt. Als we kijken naar een ster die 1 lichtjaar van ons verwijderd staat, heeft het licht er 1 jaar over gedaan om ons te bereiken. We zien dus de ster zoals hij er 1 jaar geleden uitzag. Sterrenkijken is dus in feite kijken naar 'lang geleden'. Hoe verder een ster van ons verwijderd is des te verder kijken we in zijn verleden. Omdat het heelal 13,6 miljard jaar oud is, heeft licht maximaal 13,6 lichtjaar kunnen afleggen. Sterren die verder weg staan dan 13,6 lichtjaar kunnen we dus niet zien omdat het uitgezonden licht ons oog nog niet heeft kunnen bereiken.
Dus als je ’s nachts uit je raam kijkt is ‘slechts’ een deel van alle sterren waarneembaar die in je blikveld liggen. Het zijn de sterren uit het grijze deel van onderstaand plaatje.
Illustratie: Connie Morsing.
Met het blote oog kunnen we hiervan alleen de meest nabije zien. Hoe dieper we in het grijze gebied kunnen kijken des te meer sterren we zien. We zien echter nooit hoe een ster er nu uitziet, we kijken altijd naar zijn verleden. Hoe verder hij staat, hoe verder we terugkijken in zijn verleden. Zodra we in staat zijn een ster te spotten op een afstand van 13,6 miljard lichtjaar zien we de ster zoals hij eruitzag bij de geboorte van het heelal. In het zwarte deel van de tekening bevinden zich alle sterren die we met de beste telescopen niet kunnen zien. Dit is de achtergrond van de hemel waar je ’s nachts naar zit te kijken: niet wit (van lichtgevende sterren) maar zwart (van de duisternis).