James Webb telescoop, uitdijend heelal en lichtsnelheid
Bertrand De Saedeleer stelde deze vraag op 13 juli 2022 om 10:17.We krijgen foto's te zien van sterrenstelsels van 13,5 miljard jaren geleden.
Dit licht vertrok dus 13,5 miljard jaar geleden.
Op dat moment was het heelal dus nog enorm "klein" tov het het heelal nu (uitdijing).
Hoe kan het dat het licht van die sterrenstelsels dat toen "vertrokken" is ons al lang niet "voorbij gestoken" heeft.
Aangezien dat licht met de lichtsnelheid beweegt zou dat licht toch al lang de plaats waar de aarde later zou ontstaan moeten gepasseerd zijn, aangezien we 13,5 miljard jaar geleden toch heeeeeeeeeel veel dichter bij die sterrenstelsels stonden.
Of verwijderen wij (door uitdijing) ons van die sterrenstelsels met een snelheid die iets lager is dan de lichtsnelheid waardoor we pas nu "ingehaald" zijn door dat licht van die sterrenstelsels? Ik dacht dat de uitdijing (ongeveer) gebeurd volgens de Hubble constante? Maar dat wij dus zeker niet aan bijna de lichtsnelheid wegbewegen van die sterrenstelsels?
Reacties
Wat je nu zegt is dat de lichtsnelheid 13,5 milard jaar geleden veel kleiner was dan 300.000 km/s?
En dat is niet het geval.
Bertrand
Maar het is als naar een projectie kijken die steeds groter wordt: de afgebeelde meterlat geeft nog steeds 1 m aan maar op je scherm (de BUITENwereld) is het van lengte 50 cm naar 2 m gegroeid. In het heelal is er geen buitenwereld waarin de verandering te meten is. Die meter is een meter gebleven.
Uit de Oxford Astronomy Encyclopedia citerend:
"General relativity interprets this expansion as expansion of spacetime itself and even predicts that it should obey a linear law such as the Hubble law. Extrapolating backwards until space time is a singular point , then the age of the universe can be estimated".
>Niets gaat sneller dan het licht. Maar dat geldt alleen in ons stelsel. Een uitdijend heelal kun je niet van erbuiten beschouwen. De uitdijing heeft ook invloed op de afstand. "klein" na de big bang en "groot" nu hebben geen betekenis als je meetlatten ook mee veranderen. Licht destijds uitgestraaldgaat met lichtsnelheid moet nog steeds de aarde "inhalen" die zo snel op grotere afstand staat
We hebben de lichtsnelheid nog nooit direct kunnen meten. Het is altijd een heen-en-weer (two-way) meeting. Er staan een paar leuke filmpje op YouTube hiervan. Ik ben er van overtuigd dat de lichtsnelheid niet de hoogste snelheid is. Net zoals de planck lengte waarschijnlijk niet de kleinste lengte waarop onze (Quantum) fysica is van toepassing is. Het zijn aannames gebaseerd op kennis die we nu bezitten. Wellicht veranderd dat allemaal in de toekomst.
Dat mag. Einstein postuleert het als hoogste snelheid en leidt zijn relativiteitstheorie ervan af. Alle experimenten zijn daarmee in overeenstemming. Maar net als destijds Newton door Einstein gecorrigeerd werd, kan dat bij Einstein natuurlijk ook gebeuren. Het wachten is op die Doppelstein.
• Vermoedelijk dijt het heelal uit, mogelijk zelfs versneld. Het tempo waarin de afstand van een ver object tot ons toeneemt als gevolg van de uitdijing van de ruimte zelf, wordt in het Engels de 'recessional velocity' genoemd. Dit is niet een snelheid in de gebruikelijke zin van het woord. Snelheid in de gebruikelijke zin van het woord betreft het tempo waarin een object door de ruimte beweegt.
• Een voorbeeld van een zeer verwijderd object is HD1, vermoedelijk een sterrenstelsel. Gemeten wordt hoezeer de golflengte van licht bij ontvangst op aarde groter is dan de golflengte bij uitzending door HD1. Aan de hand van deze 'kosmologische roodverschuiving' kan men aan de hand van een model van het heelal berekenen hoe lang geleden het licht is uitgezonden. Bij HD1 is dat in de orde van 13,5 miljard jaar.
• Bij een ver verwijderd object zoals HD1 is de recessional velocity aanzienlijk groter dan de lichtsnelheid in vacuüm. Dit zegt hoe snel de ruimte uitdijt, niet hoe snel HD1 door de ruimte beweegt.
• In de afgelopen 13,5 miljard jaar is de ruimte tussen HD1 en ons uitgedijd. Ook de ruimte tussen de door HD1 uitgezonden fotonen en ons is uitgedijd. Dit verklaart dat de fotonen ons niet vele jaren geleden hebben bereikt.
• In deze situatie hebben we de algemene relativiteitstheorie nodig. Vanwege de uitdijing van de ruimte is de speciale relativiteitstheorie alleen lokaal (op betrekkelijk kleine schaal) toepasbaar. De formule voor de roodverschuiving uit de speciale relativiteitstheorie geldt niet voor de recessional velocity.
• In populair-wetenschappelijke publicaties lezen we in zo'n geval soms dat de afstand van HD1 tot ons 13,5 miljard lichtjaar bedraagt. Dit is de zogenoemde 'light travel time distance'. Kosmologen gebruiken liever andere afstandsmaten, zoals de 'comoving distance' of de 'proper distance'. De wet van Hubble geldt wel voor de comoving distance, niet voor de light travel time distance.
• Meer informatie:
https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe#Size
https://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_and_proper_distances
Groet, Jaap
Als we iets willen zien wat heel ver weg is. En met de snelheid van het licht voorbij gaat. Moeten we dan niet de tijd vertragen om het te zien, dus eigenlijk meebewegen? Hoe werkt dat? Iets met snelheid van het licht zien we toch niet? We zien dus een leeg sterrenstelsel.
We zien alles met de snelheid van het licht. Als je een lamp aan doet in de kamer dan "zie" je het pas na een bijzonder korte tijd (bijv. bij 2 m afstand na 2/300000000 seconde). Sterrenstelsels op 4 miljard lichtjaar afstand zie je pas na 4 miljard jaar. Die zijn dan niet leeg maar vol sterren waarvan eindelijk lichtstralen de aarde en je oog bereiken.
Maar je "ziet" pas als licht je netvlies raakt en daar een reactie veroorzaakt (en daarbij geabsorbeerd wordt) die in je hersenen leidt tot "ik zie iets lichts".
