Het heelal een ontdekkingsreis

CSR: Culture, Science and Religion het heelal, een ontdekkingsreis pagina 1 17-3-2018

van vuurbol tot mens
een echte uitdaging:
- neem een aantal natuurwetten
- begin met een oerknal, d.w.z een vuurbol
- wacht een tijdje, bijna 14 miljard jaar
- je hebt elementen en chemische verbindingen,
vloeistoffen, juiste atmosfeer, juiste temperatuur,
juiste zwaartekracht, juiste straling
- je hebt planten en beesten
- er komen intelligente wezens, mensen die
vragen kunnen stellen en op onderzoek gaan
- en je ziet nooit de hand van de bedenker

astronomische getallen
het heelal is onvoorstelbaar groot,
maar niet oneindig
het heelal is onvoorstelbaar oud,
maar niet eeuwig
hoe meten wij afstanden?
1 uur lopen 5 km
1 uur met de auto 100 km
1 uur met het vliegtuig 1000 km
1 seconde met licht 300 000 km
1 lichtjaar 9 500 000 000 000 km
aantal sterren in de melkweg: 300 000 000 000
massa van een ster (onze zon):
2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg = 1 M☼
foto van de melkweg:
afstand ca. 30 000 lichtjaar

de maan
onze maan
meest dichtbijzijnde
object in de ruimte
doorsnee: 3476 km
afstand: 380 000 km
duur van een reis
met auto: 3800 uur
(~ 4 maand)
met vliegtuig: 380 uur
met licht: 1,3 seconde

de zon
onze zon
meest dichtbijzijnde
ster
doorsnee: 1 400 000 km
afstand: 150 000 000 km
duur van een reis
met auto: 160 jaar
met vliegtuig: 16 jaar
met licht: 8 minuut
onze aarde op schaal

zon en planeten, op schaal

de planeten (op schaal)
jupiter saturnus
uranus neptunus
aarde venus
mars mercurius

ons zonnestelsel, de 4 eerste planeten
mercurius, meest dicht bij zon afstand tot zon: 3 lichtminuut
venus: avond- en ochtendster, naast zon en maand het lichtste object
aarde: onze planeet afstand tot zon: 8 lichtminuut
mars: de rode planeet afstand tot zon: 12 lichtminuut

venus en de Maria van Nazareth
En er verscheen een
groot teken aan de
hemel: een vrouw,
bekleed met de zon,
de maan onder haar
voeten en op haar
hoofd een kroon van
twaalf sterren.
de Bijbel, openbaring 12, 1
venus: de morgenster en avondster

jupiter, met verschillende maanden afstand tot zon: 43 lichtminuut
saturnus (met de ringen) afstand tot zon: 80 lichtminuut
neptunus afstand tot zon: 4 uur
pluto, dwergplaneet
ons zonnestelsel, de buitenplaneten

onze buren
eerste buur
Alpha Centauri
(dubbelster)
beiden even groot als
onze zon
afstand
4,4 lichtjaar
40 000 000 000 000 km
de eerste 50 sterren
liggen binnen
16 lichtjaar

levensloop van een ster
een ster wordt gevormd in een wolk van
moleculen
(vooral waterstof en ongeveer 25% helium)
een artist impression
daarna fusie van waterstof tot helium
(net als in een waterstof bom)
voorbeeld: onze zon
later fusie van helium tot koolstof, neon,
zuurstof, silicium, ijzer
aan het einde stort de ijzerkern van de ster in
elkaar, de rest explodeert: een supernova
enorme gaswolken worden het heelal
ingestuurd, er blijft een neutronenster
voorbeeld: de Crabnevel, resten van een
supernova die omstreeks het jaar 1050 met het
blote oog kon worden gezien.

neutronenster en pulsars
neutronenster: zwaartekracht is zo
groot, dat elektronen op de nucleus
terecht komen
ster: voor collaps: doorsnee
ca. 2 000 000 km, daarna 20 km
pirouette effect:
ster draait eerst langzaam,
na collaps: snel (ca. 100/sec)
pulsars: ronddraaiende ster als een
vuurtoren

zwart gat
zwart gat:
de zwaartekracht is zo groot,
dat niets zich hiertegen kan
verzetten: zelfs niet het licht
d.w.z. een volledig zwart gat
een zwart gat kan groter en
groter worden, uiteindelijk
miljoenen keer de massa van
onze zon.
bij het opnemen van
materiaal, soms complete
sterren of andere zwarte
gaten, ontstaat intense
straling.
een zwart gat, waar als in een
draaikolk material verdwijnt
tegelijk wordt daarbij intense
Röntgenstraling uitgezonden
(artist impression)

onze Melkweg: spiraalnevel
onze melkweg:
bestaat uit ca. 200 000 000 000 sterren (zonnen als de onze)
doorsnee: 150 000 lichtjaar

onze Melkweg: spiraalnevel
onze zon
meetlat:
50 000
lichtjaar

zwarte gaten in onze melkweg

6
106.2 
central zwart gat (4 miljoen zon massa’s)

afstand meten – driehoeksmeting
driehoeksmeting (triangelometrie)
afstand meten wordt hoek meten
hoe groter de basis, hoe nauwkeuriger de bepaling,
grootste basis: afstand aarde zomer-winter: 16 lichtminuten

Hipparcos: nauwkeurige parallaxen
Hipparcos, satelliet (1997)
kan milliboogseconden meten
nauwkeurige afstanden en eigenbeweging
bepaald voor 120.000 sterren
==>> aanpassing afstand bolhopen!!

Afstand meten – verschilzicht
De verschuiving van G007.47+00.05 was
0,05 milliarcseconde,
vergelijkbaar met de diameter van een voetbal op de maan.
Afstand van dit stervormingsgebied
ongeveer 66.500 lichtjaar.
bron: Roel van der Heijden, Nemo 2017

het Hertzsprung-Russel diagram
het Hertzsprung-
Russel diagram
laat de evolutie van
een ster zien
in een sterrehoop
(melkwegstelsel)
liggen 90% van de
sterren in de
hoofdreeks
hieruit kan de
afstand worden
berekend.

locale groep, ca 35 sterrestelses
ca 35 sterrestelsels
doorsnee:
10 000 000 lichtjaar
maakt deel uit van het
virgo cluster

Andromeda nevel (onze buur)
afstand:
2,2 miljoen
lichtjaar
doorsnee:
250 000
lichtjaar
bestaat uit
300 miljard
sterren

melkwegstelsels (NGC 2997)
in een melkwegstelsel:
100 to 500 miljard sterren
afstand:

melkwegstelsels (vanaf de zijkant gezien)
NGC 891 in de Virgo
cluster,
afstand:
lijkt veel op ons
eigen
melkwegstelsel

afstand meten – roodverschuiving
van de zon op grote afstand van een
melkwegstelsel
spectrum genomen
optisch Doppler effect
typisch geluid van
auto op racebaan,
komt op ons af:
dan hogere frequentie
“blauwverschuiving”
gaat verder weg
dan lagere frequentie
“roodverschuiving”

afstand meten – roodverschuiving

het uitdijende heelal
met toenemende afstand,
is het licht steeds langer onderweg
is er steeds meer roodverschuiving
verwijdert zich het object steeds sneller
idee: heelal is net als een ballon die
steeds meer uitdijt

Georges Lemaître (1894-1966)
Georges Lemaître, België
- priester 1923
- hoogleraar Leuven (fysica) 1927
- 1931 lanceert stelling dat een
uitdijend heelal een beginpunt zou
hebben
- materie en ruimte en tijd begon
op dag zonder gisteren.
-hypothese van het oeratoom
- ook spottend big bang genoemd
- 1936 lid van de Pauselijke
Academie van Wetenschappen
-1960-1966 voorzitter Pauselijke
Akademie van Wetenschappen
Albert Einstein en
Georges Lamaître in 1933

geschiedenis van heelal

wat gebeurde er in het begin?
- oerknal (big bang), vuurbol
- deze expandeerde snel en
koelde geleidelijk af
- na 100 sec: eerste nuclei
gevormd: H, D en He
temperatuur: 1 000 000 000 °C
- na 380 000 jaar: voldoende afgekoeld (3 000 °C)
zodat nuclei kunnen de electronen opvangen: H, D
en He atomen; het heelal wordt doorzichtig!

de kosmische achtergrondstraling
in het begin is onze
plaats midden in de
vuurbol (in een grote
vuurwolk)
na 380 000 jaar wordt
de vuurbol doorzichtig
als wij nu ver weg
kijken, dan zien wij op
grote afstand de
vuurwolk

babyfoto van het heelal
meting ruimtesonde COBE (Cosmic Background Explorer)
temperatuur nu: 2.7 K (~-270 °C) (wegens roodverschuiving)
leeftijd heelal: 13.7 miljard jaar
Nobel prijs 2006: John C. Mather, en George F. Smoot,

quasars
bij grote afstanden (> 100 miljoen lichtjaar) zijn afzonderlijke sterren
steeds moeilijker zichtbaar
verder weg zichtbaar:
- melkwegstelsels (ca. 100 000 000 000 sterren)
- bijzondere gebeurtenissen (b.v. supernova)
- quasar
By ESO/M. Kornmesser - http://www.eso.org/public/images/eso1122a/, CC
BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15700804
quasar
super-actief centrum van
een melkweg
voorbeeld:
ULAS J1120+0641
zwart gat: 2 000 000 000 M☼
800 miljoen jaar na de
oerknal
totale straling: duizenden
keer meer dan ons
melkwegstelsel

de botsing van 17 augustus 2017
een artist impression van de botsing van 2 neutronensterren
waargenomen door de meting van zwaartekrachtgolven In VS en Italië
bron: Roel van der Heijden, Nemolink, 16 oktober 2017

de botsing van 17 augustus 2017
afstand van de gebeurtenis: 150 000 000 lichtjaar
2 neutronensterren betrokken, ieder zwaarder dan de zon, maar
diameter hooguit 30 km
de botsing en het de nagloeien warden waargenomen door 60
verschillende onderzoeksgroepen, o.a. in Nederland (LOFAR)

afstand meten:
1 lichtseconde: 300 000 km (afstand aarde-maan)
1 lichtminuut: 60 lichtseconden = 18 000 000 km
1 lichtjaar: 9 500 000 000 000 km
stel aarde is een zandkorrel van 1,3 mm doorsnee
afstand maan: 3cm
afstand zon: 15 m
diameter zon : 14 cm
dichtbijzijnde ster: 4.200 km
stel: zon met dichtbijziijnde ster is een zandkorrel
van 4 mm, d.w.z. 1 lichtjaar 1 mm
diameter van onze melkweg: 150 m
afstand Andromeda: 2,5 km
nabije quasar: 600 km
heelal: ca 15.000 km
huidige beeld van het heelal: ruimte

Stel: 1 jaar duurt 1 seconde
geboorte van Christus: 34 minuten gelden
ijstijd: 3 uur geleden
homo sapiens: enkele dagen geleden
ontstaan planeten en onze aarde: 140 jaar geleden
ontstaan heelal (big bang) 430 jaar geleden
ontstaan achtergrond straling: 4,4 dagen naar big bang
huidige beeld van het heelal: tijd

Met het blote oog:
1000 duizend sterren
in onze melkweg:
200 000 000 000 sterren
in heelal:
2 000 000 000 000 melkwegstelsels
stel: iedere zon (ster) is 1 zandkorrel
van 1 mm dikte
dan sterren van ons melkwegstelsels:
trein met 20 wagons
dan sterren in het heelal:
een laag van 30 km dikte over heel
Nederland
huidige beeld van het heelal: aantal sterren

In het begin schiep God hemel
en aarde.
• Er is een begin.
• God is de schepper van
- zichtbare (aarde) en
- onzichtbare (hemel)
• Zakelijke taal, geen mythe
de Bijbel: Genesis 1.1

In het begin schiep God hemel
en aarde.
• Er is een begin.
• God is de schepper van
- zichtbare (aarde) en
- onzichtbare (hemel)
• Zakelijke taal, geen mythe
de Bijbel: Genesis 1.1
visie wetenschap: 13,7 miljard jaar geleden was er een begin

In het begin was het Woord en het
Woord was bij God en Het Woord
was God. Dit was in het begin bij
God. Alles is door Hem geschapen
en zonder Hem is niets geworden
van wat geworden is.
Woord, Grieks Logos, kan ook
worden vertaald: rede, redelijkheid.
• Er was een begin;
• er was redelijkheid vanaf het
begin,
• alles is met redelijkheid
geschapen
de Bijbel: Johannes 1,1-3

Want zijn onzichtbaar Wezen, zijn
eeuwige Macht en zijn Godheid zijn van
de schepping der wereld af bij enig
nadenken uit het geschapene duidelijk
te kennen.
(Romeinen, 1.20)
De Schepper is kenbaar vanuit het geschapene
Eerbied voor de macht van de Schepper.
In Hem (Jezus Christus) toch heeft Hij
ons vóór de grondvesting der wereld
uitverkoren, om heilig en vlekkeloos te
zijn in zijn oog.
(Efesiers, 1.4)
Ieder mens is belangrijker dan het hele heelal.
de Bijbel: Paulus

2. Heer, onze God, hoe vol macht
is uw naam wijd en zijd op de
aarde; gelijk Gij uw majesteit
doet verschijnen hoog aan de
hemel,
4. Als uw hemel ik zie - uwer
vingeren werk, maan en sterren
die Gij daar stelde,
5. wat is dan de mens dat Gij
acht op hem slaat, het mensen-
kind dat Gij hem aanziet?
6. En nochtans gaaft Ge hem een haast
goddelijke staat; met waardigheid hebt Gij,
met schoonheid gekroond
7. die Gij heerser maakt over het werk uwer
handen.
de Bijbel: psalm 8
Vincent van Gogh, 1889

De meeste afbeelding zijn genomen van het open toegankelijke
internet. Verder is er uitgebreid gebruik gemaakt van Wikipedia.
Graag wil ik auteurs en de makers van de afbeeldingen hiervoor
danken.
dankwoord

Deze en andere presentaties zijn te vinden op slideshare
https://www.slideshare.net/ADriessen
slideshare

Het heelal een ontdekkingsreis

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (12)

Similar to Het heelal een ontdekkingsreis

Similar to Het heelal een ontdekkingsreis (20)

More from Alfred Driessen

More from Alfred Driessen (20)

Het heelal een ontdekkingsreis