Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Moderators: jkien, Michel Uphoff

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Berichten: 9

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

We nooit verder kunnen kijken dan de afstand die het licht in die 15 miljard jaar af heeft kunnen leggen.

Vraag is echter wat er gebeurt met licht dat naar de rand van het heelal gestuurd wordt. Als het ruimtelijk heelal sneller dan het licht uitdijt, dan zie je dat nooit terug. Als het heelal langzamer uitdijt dan het licht, dan zijn er twee opties: het licht "draait" we terug (zoals in een para- of hyperbool) en gaat het heelal weer in. Dit zal een vertekent beeld veroorzaken want het houdt in dat we alles twee keer of mogelijk zelfs vaker zien. De tweede optie is dat de rand van het universum een ongedefinieerde of een overgangsfase is waarin het licht gewoon verdwijnt. In het laatste geval zou het waarneembare heelal continu energie moeten verliezen en mogelijk nieuwe krijgen uit een eventuele overgangsfase of zone. Hierover weten we eigenlijk niets.

Het andere einde van het heelal is sowieso een discutabel punt. Hoe kun je iets zien wat al 15 miljard jaar van ons wegvliegt. Aangezien de oerknal een -in 3D- naar buitengerichte kracht omvat zal alles wat terug probeert te keren naar het centrum tegen deze kracht in moeten gaan. Als dit mogelijk is dan zal het heelal uiteindelijk weer instorten, want als die kracht te overwinnen is dan is die ook eindig of zelfs afnemend.

Het is mogelijk dat we ons van de ruimtelijk rand, maar toch ook nog van het centrum af bewegen. Echter deze rand zou op een of andere manier waarneembaar zou moeten zijn. Tenzij alles wat de grens bereikt wordt afgebogen en terug wordt gestuurd dan is die grens niet als zodanig waarneembaar.

Dus het antwoord op deze is met de huidige kennis niet te geven.

Als het licht als in een spiegel weerkaatst terugkeert dan zie we onze eigen regio zoals die miljoenen jaren geleden er uit zag. Totaal anders dan nu dus. Ook zullen we roodverschuiving zien van stelsels die achter ons liggen, maar die we vanaf de rand zien komen. Als het licht in een andere richting wordt weerkaatst, dan zullen we het nooit als zodanig kunnen herkennen, mocht het na tig keer weerkaatst hier weer terugkomen.

Om te weten hoe ver het is moeten we dus eerst achterhalen wat nu precies de aard van die rand is. Maar getallen noemen van meer dan 15 miljard lichtjaar is niet verantwoord.

Die zijn alleen aantoonbaar als de snelheid van het licht geen beperkend factor meer is, anders kan het niet gestaafd worden. Het is tot nog toe dan ook alleen een geopperde mogelijkheid om een richting aan te geven waarin gezocht kan worden. Die getallen hebben dan ook nog niets wetenschappelijks.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Kan het zo zijn, dat er een fysieke grens is? Daarmee bedoel ik: binnen die grens zijn spiraalnevels en buiten die grens bevindt zich geen materie, alleen maar lege ruimte met mogelijk (elektromagnetische) straling.

Gebruikersavatar
Berichten: 39

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

hoi,

zoals pope en neutra het zeggen lijkt het alsof er een centraal middelpunt is van het heelal, dit is er echter niet,

@ neutra zo'n fysieke grens bevind zich over een tijd buiten elke groep van sterrenstelsels. Omdat de uidijing van het heelal steeds sneller gaat zullen niet zwaartekracht gebonden objecten met een steed hogere snelheid uit mekaar bewegen (ze bewegen niet zelf maar de ruimte dijt uit en uitdijing is geen beweging en er kan dus wel gewoon een lichtjaar aan leger ruimte bijkomen per jaar), waardoor het licht nooit de ander stelsel kunnen bereiken.

@pope

er is niet echt een rand van het heelal, het is idd zo dat we onmogelijk verder kunnen kijken als die 15 Mjr maar dat geld ook voor een planeet die zich daar bevind en die ons op die rand ziet zitten, en dit gaat zo door, en als je sneel dan het licht uitdijt zie je het idd nooit meer terug. zelf al zou het draaien dan betekend dat het weer terug moet door een sneller dan het licht uitdijend heelal en berijkd het ons nooit meer.

Maar probeer je zelf duidelijk te maken dat er geen centrum is (ik geloof dat er noch een oud topic dat hiet over ging)
Nature and Nature's laws lay hid in night

God said, "Let Newton be!" and all was light.

Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

zoals pope en neutra het zeggen lijkt het alsof er een centraal middelpunt is van het heelal, dit is er echter niet.
Hoe kun je dat zo nadrukkelijk en zelfverzekerd stellen?

Gebruikersavatar
Berichten: 39

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Hoe kun je dat zo nadrukkelijk en zelfverzekerd stellen?
:-), ik kom inderdaad wel erg verzekerd over in het vorige antwoord, dit zal ik misschien wat minder moeten, zeker over een sterrenkundig onderwerp.

toch wil ik wel blijven benadrukken dat de huidige mening van de sterrenkundig is dat er geen centraal punt in het heelal is (en dit is een punt waarvan ze redelijk overtuigd zijn).

Hoe kan er anders verklaard worden dan de achtergrondstraling (CMB) uit alle richtingen komt, en als er een middelpunt zou zijn waarom is dan dat punt zo speciaal in het heelal, waarom niet een ander punt?
Nature and Nature's laws lay hid in night

God said, "Let Newton be!" and all was light.

Gebruikersavatar
Berichten: 5.609

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Hoe kun je dat zo nadrukkelijk en zelfverzekerd stellen?
Er is ook een andere en fundamentelere reden om dat te stellen. Je weet namelijk dat de sterrenkunde een niet-experimentele wetenschap is, dat houdt in dat er dus enkele voorwaarden zijn waaraan je je moet houden om van wetenschap te kunnen spreken.

Een daarvan is het kosmologisch principe: het heelal ziet er op voldoende grote schaal hetzelfde uit voor alle waarnemers in dat heelal. Dit principe impliceert dat er geen centraal punt is in het heelal. Op die manier weten we dat de hemel die wij zien representatief is voor het volledige heelal. We gaan er dus van uit dat het enige experiment, onze lokale hemel, representatief is. Of dit de waarheid is kunnen we waarschijnlijk nooit achterhalen.

Kort samengevat komt het er dus op neer dat de vraag of er een centraal punt is in het heelal wetenschappelijk enkel het antwoord 'nee' of 'we weten het niet' kan hebben. Een sterrenkundige theorie met een centraal (of op een andere manier bevoordeeld) punt in het heelal is automatisch niet-wetenschappelijk.

-- EDIT moderator jkien: Discussie over de (on)wetenschappelijkheid van een heelalmodel zonder kosmologische principe afgesplitst naar een nieuw topic --
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet

And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign

-Alanis Morisette-

Berichten: 9

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Mijn punt is dat de "gebogen ruimte" momenteel een populair onderwerp is. In dat kader gezien zal de ruimte aan de rand van het heelal waarschijnlijk terugbuigen of vervluchtigen. Echter omdat de ruimte zelf terugbuigt zal een reiziger, het licht of welk deeltje dan ook dit niet merken. Die gaat maar rechtuit en rechtuit en komt op een gegeven moment die vorige ster tegen maar schiet er dan langs het universum in.

Als dit het geval is dan is het heelal veel en veel kleiner dan we denken. Het licht wat we zien vertoont dan ook een enorm aantal duplicaten van verschillende leeftijd aangezien licht dat niet geabsorbeerd wordt maar teruggekaatst blijft worden. Hoewel dat een verkeerde term is.

Nog een leuk geval is het verhaal van het verste object: 13,14 miljard lichtjaar ver weg. Echter ontploft 520 miljoen jaar na de BB. Aangezien de snelheid van het licht momenteel de beperkende factor is volgt hier dus iets raars uit. Staat het object 520 miljoen jaar NaBB aan de andere kant van de knal dan doet het licht er dus een miljard jaar over om de andere kant -dus hier- te bereiken en geen 13,14 miljard jaar. Nu kan het zijn dat er toen andere wetten waren, maar dan gaan de huidige theorien niet op dus dan is het gis-werk. Of is het licht door de kromming van de ruimte aan de rand inmiddels 11, sorry 5.5 , keer rond geweest en zien we het 5-6 keer in verschillende fases en dus als aparte objecten. Ofwel gooi dan de huidige natuurkunde maar in de versnipperaar (alweer).

Het heelal dijt niet uit met de snelheid van het licht, althans niet het materiele, heel veel langzamer eigenlijk en dus is al dat oude licht inmiddels of heel, heel ver weg of een aantal duizend of miljoen keer herhaalt. In dat laatste geval kijken we dus eigenllijk televisie op een kosmische schaal met eindeloze herhalingen. Kan licht overigens slijten? (Want oude uitzendingen doen dat wel).

Overigens is het altijd mogelijk dat alles in de natuurkunde klopt, maar dat de ruimte zelf sneller uitdijt dan de inhoud en tja in een vacuum merk je dat niet zo. In dat geval kan het zijn dat licht dat na 500 miljoen jaar uit de bron komt pas na 13 miljard jaar wordt waargenomen. Mits het licht in de richting van de rand is weggeschoten en daarna terug is gekomen...

En of er geen of meerdere kernen zijn weet ik niet. Wel vind ik die reactie over een ruimtelijk vier-dimensionaal universum erg interessant. Ooit Zelazny gelezen?

Gebruikersavatar
Berichten: 39

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

@ pope gepost:NaBB aan de andere kant van de knal dan doet het licht er dus een miljard jaar over om de andere kant -dus hier- te bereiken en geen 13,14 miljard jaar.

Nee dit is niet juist, de knanl was overal (voor de knanl was er geen ruimte en tijd, om als dit er was zouden we het niet kunnen weten) de oerknal vond plaats precies in je eigen huis, in onze zon, in ons heelal op 13,7 miljard jaar afstand. en ook op 40 miljard jaar afstand. (al is dit laatste op zichzelf niet te bewijzen). Omdat ruimte zelf gecreerd werd met de knal en alles wat we nu zien onder ruimte valt is dit warchijnlijk zo.

miscien wel het mooiste bewijs hiervoor is dat de oerknal vanuit elke richting zichtbaar is, kijk je naar de ene kant van het universum of de andere je ziet de 2.7k CMB. als het vsan overal komt hoe kan je dit dan met 1 enkel of zelf een aantel punten minder dan oneindig verklaren?

btw er is dus ook geen rand van het universum!

Als iemand er iets tegen in wil brengen, wat eigenlijk ook de beoeling is :-) zou ik graag ook een verklaring horen hoe het mogenlijk is dat de cmb uit elke richting komt alds er een om meerder centrale punten zouden zijn....
Nature and Nature's laws lay hid in night

God said, "Let Newton be!" and all was light.


Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Hoe kan er anders verklaard worden dan de achtergrondstraling (CMB) uit alle richtingen komt, en als er een middelpunt zou zijn waarom is dan dat punt zo speciaal in het heelal, waarom niet een ander punt?
Licht wordt afgebogen door sterren. Alle EM-straling die door het heelal beweegt, wordt door alle sterren in alle denkbare richtingen afgebogen. Hetzelfde geldt overigens ook voor materiestraling.

Berichten: 9

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Nee dit is niet juist, de knanl was overal (voor de knanl was er geen ruimte en tijd, om als dit er was zouden we het niet kunnen weten) de oerknal vond plaats precies in je eigen huis, in onze zon, in ons heelal op 13,7 miljard jaar afstand. en ook op 40 miljard jaar afstand.
Niet mee eens, na de knal ontstond er -mogelijk- overal tegelijk een heelal met een basis afmeting. Daarin golden niet de natuurwetten waaraan het huidige voldoet/zou moeten voldoen en bestond ook geen materie (is een aanname natuurlijk). Het heelal vormde zich gaande weg en ergens heeft zich het zich gevormd in de materie prut zoals het nu is.

Mogelijk dijt het zich homogeen (dus ook in ons zelf) uit, maar dan ook aan de uiteinden.

Dat het heelal geen rand heeft ligt een beetje aan wat je als rand beschouwt. Je kunt het idd niet zien als de rand van een bol, de 3D ruimte houdt er nl zelf op, mogelijk is het een asymptoot of keer je gewoon om als je er eenmaal bent.

In onze waarneming van het -begrensde- heelal bestaat er zoiets als een afstand of afmeting. Dus zal er ook een rand zijn, hoewel het kan zijn dat die zich verlegt tot steeds net over onze waarnemingshorizon.

Als de snelheid van het uitdijen van de ruimte groter is dan alle andere bewegende delen in het heelal zullen we het nooit weten en er kleven ook wat vraagtekens aan.

Als die snelheid niet groter is dan bijvoorbeeld die van het licht dan haalt het licht de rand in en is het afhankelijk van wat die rand is.

Als je praat over het ontsnappen uit dit 3D heelal dan is die rand niet de geijkte manier. Daarvoor moet je voorbij de 3D-beperkingen kijken. Om te ontsnappen moet je een gat in het heelal zelf maken en dat zou in principe overal kunnen. Die grens daar zit je inderdaad boven op, maar is mischien wel moeilijker te bereiken dan de fysieke grens (misschien ook niet).

Gebruikersavatar
Berichten: 39

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Licht wordt afgebogen door sterren. Alle EM-straling die door het heelal beweegt, wordt door alle sterren in alle denkbare richtingen afgebogen. Hetzelfde geldt overigens ook voor materiestraling.
fluctuaties van de CMB zijn rond de
\($10^{-5}$\)
, als de oerknal op een punt is begonnen lijkt het me vrij sterk dat het uit de tegenovergesteld richting met (zo goed als precies) dezelfde waarde straalt. Overigens bevatten bevatten sterren maar een klein deel van de massa in het heelal dus dan zou dit eerder door dark matter veroorzaak worden maar dit is maar een detail.

Heb je e.v.t een artikel/berekening die deze beredenering ondersteunt?

Als dit wel blijkt te kloppen, en er is zoals jij zegt een punt zou dat punt zich dan niet binnen de Melkweg moeten bevinden? omdat alle stelsel om ons heen juist van ons bewegen, en vanuit elke richting bewegen stelsels met de zelfde snelheid van mekaar af.. (dit is er wel van uit gegaan dat de uitdijing van dit punt gecreëerd word).

@ pope

Als er in ons heelal een afstand of meting bestaat, waarom houd dit dan in dat het niet oneindig groot kan zijn?

Overigens is de snelheid van de uitdijing aanmerkelijk lager dan de snelheid waarmee delen van het heelal bewegen, overigens neemt deze snelheid weer toe met de tijd, dus (als dit zich voort zal zetten) zal deze uitdijing snelheid wel sneller worden dan de lichtsnelheid.

Overigens is alles wat ik vertel gebaseerd op het kosmologisch principe (het heelal is op grote schaal homogeen en isotroop). Hiervoor zijn 2 redenen om juist daar van uit te gaan:

1) Vanuit de aarde bekeken is het universum in alle richtingen hetzelfde (consistent met waarnemingen, Dit zou misschien onderuit gehaald kunnen worden met het argument van neutra, maar hiervan heb ik zelf nooit een artikel/berekening gezien)

2) de aarde zelf is geen speciaal punt, dit beteken dat vanuit een ander punt de zelfde conclusie kan worden getrokken (dit is onmogelijk te bewijzen, maar het niet waar zijn daar van ook, en er word er daarom van uit gegaan dat dit zo is omdat dit veel logischer is (dat de aarde dus niet het middelpunt van het universum is))
Nature and Nature's laws lay hid in night

God said, "Let Newton be!" and all was light.

Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Heb je e.v.t een artikel/berekening die deze beredenering ondersteunt?
Nee. Ik leid de door mij vermeende afbuiging van EM-stralen af uit het bestaan van gravitatielenzen.

Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

De meeste sterren binnen de Melkweg zien we als puntjes. Daar merken we kennelijk nog niet zoveel van afbuiging van licht door de gravitatie. De 'lenzen' worden op grotere schaal waargenomen.

Ik vraag me af, of de afbuiging ook voldoet aan een omgekeerde kwadratenwet en of de soort foton een rol speelt.

Gebruikersavatar
Berichten: 39

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Ik vraag me af, of de afbuiging ook voldoet aan een omgekeerde kwadratenwet en of de soort foton een rol speelt.
ik citeer hier bij uit 'extragalactic astronomy and cosmology. peter schneider'

Einsteins relativiteitstheorie voorspeld dat een lichtstraal die langs een puntmassa M gaat op een afstand van
\($\zeta$\)
is afgebogen bij een hoek
\($\alpha$\)
volgens volgende formule:
\($\alpha = \frac{4GM}{c^2 \zeta}$\)
Dit gaat dus met 1/r en is onafhankelijk van frequentie. Dit betekent ook dat voor een ster als de zon, waar dus de massa en staal van de zon ingevuld geeft een
\($\alpha = 1.74$\)
boogseconden immers als een r kleiner dan r zon word gebruikt wordt het niet afgebogen maar geabsorbeert.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(tot hier citaat)

Dit is een klein effect, en er ook vanuit gegaan dat het heelal voor het overgrote deel gewoon leeg is zal dat niet voldoende zijn om een homogene CMB als deze uit een punt zou komen.

Stel dat het wel zo was zouden we dan niet op grote afstand een heel groot homogeen licht van sterrenstelsels zien, immers als stelsels op grote afstand licht uitzenden word het dan door die afbuiging naar alle richtingen verplaats en zullen we het dan van elke richting zien...

het versmeren van die stelsels is overigens wel waargenomen maar dit is maar een klein effect, net zoals de CMB wel iets uitgesmeerd kan zijn maar niet zo extreem homogeen over de hele hemel als dan nu het geval is.
Nature and Nature's laws lay hid in night

God said, "Let Newton be!" and all was light.

Gebruikersavatar
Berichten: 354

Re: Hoe ver weg is de rand van ons heelal?

Einsteins relativiteitstheorie voorspelt, dat een lichtstraal die langs een puntmassa M gaat op een afstand van
\($\zeta$\)
is afgebogen bij een hoek
\($\alpha$\)
volgens volgende formule:
\($\alpha = \frac{4GM}{c^2 \zeta}$\)
. Dit gaat dus met 1/r en is onafhankelijk van frequentie.
Ik weet niet hoe die formule afgeleid is maar omgekeerd evenredig met de afstand doet me denken aan een cilindersymmetrisch krachtveld. Bij een ster verwacht ik echter een bolsymmetrisch veld en daarbij hoort de afstand in het kwadraat te staan.

Hoe zit dat hier?

Gebruik ik deze formule, dan vind ik met

G= 6,7E-11 Nm2/kg2 M= 1,989E+30 kg c= 300 Mm/s en d= 6,96E+29 m

dat alfa 2 E-27 rad= 4 E-22 bgsec = 7 E-24 bgmin = 1 E-25 graden is.

Dat klopt niet met de opgegeven waarde.

Reageer