de uitbreiding van het heelal.

lukas stelde deze vraag op 18 december 2024 om 17:05.

Ik heb dus ergens gehoord dat het heelal zich uitbreidt op een snelheid, sneller dan het licht. Is dit waar of is het gewoon een fabel? Het zou toch niet kunnen, want ten eerste kan niets sneller dan het licht reizen, en ten tweede, als het toch zou kunnen, zou de uitbreiding van het heelal zo snel gaan, dat het achteruit in de tijd zou gaan, en dat zou toch niet kunnen? Klopt dit of is het gewoon fout wat ze zeggen?

Reacties

Theo de Klerk op 18 december 2024 om 17:23

Je hebt een hoeveelheid onzin gehoord/gelezen.  Het heelal begon vanuit een punt (singulariteit) - tenminste dat denken we momenteel met de Big Bang. Daarna breidde het heelal uit. Feitelijk foute zegswijze. Het heelal expandeerde maar alles erin expandeerde mee. De voorstelling van een punt die een opgeblazen ballon werd, is een foutieve. Er zijn minstens 4 dimensies betrokken (ruimte en tijd) bij deze expansie en we "zien" er maar drie. We kunnen dus ook niet de (3D-)film terugdraaien en de oorsprong/centrum van het het heelal vinden. Die is er niet. De "punt" was het hele heelal. Net zoals de gigantische ruimte op dit moment dat is - zichtbaar en onzichtbaar. Hoe snel (en hoe) dat minstens 4-dimensionele heelal expandeerde is onbekend voor ons 3-dimensionale wezens. Dat staat los van de lichtsnelheid die we meten binnen het ons bekende heelal waarvan we maar 3 van de minstens 4 dimensies ervaren.

Jan van de Velde op 19 december 2024 om 00:34

Dag Lukas,

ik denk dat we dit anders moeten zien om te begrijpen wat er gezegd wordt.

Stel je hebt een fiets, en alle afstanden op aarde worden in een uur tijd twee keer zo groot. Jij fietst maximaal 20 km/uur. Je vertrekt naar de winkel 5 km verderop. Dat verwacht je in een kwartier te gaan halen, maar dat gaat iets langer duren want al fietsende wordt in dat kwartier die afstand wat groter. 

Maar stel je vertrekt naar de stad Stratodam 20 km verderop. Dan heb je een probleem, want een uur later ben jij maar 20 km verder gekomen, maar is je weg 40 km lang geworden. Hoe lang je ook fietst, met de Stratodammers ga je nooit kennis kunnen maken. 

Toch beweegt Stratodam niet sneller dan jij fietst. Had je maar 5 km van Stratodam vandaan gewoond had je de stad wel gehaald. 

Zeg dus niet dat het heelal "zich uitbreidt op een snelheid, sneller dan het licht". De afstand tussen ons en een punt op 46 miljard lichtjaar (of zoiets) wordt elke seconde 300 000 km groter. Dat is wat anders. 

Googlewoorden  "observable universe" . Het is eerder een idee om aan te wennen dan om te snappen. 

Groet, Jan

S. van sprundel op 16 januari 2025 om 15:42

Beste Jan, er zijn toch best wel objecten in het universum waargenomen waarbij de afstand van aarde tot object elke seconde bv. 600000 kilometer groter wordt? Hoe zit dat nu?

Hartelijke groet, S. van Sprundel

 

Theo de Klerk op 16 januari 2025 om 16:09

Kun je daar een voorbeeld van geven?

S. van Sprundel op 16 januari 2025 om 17:32

Ja een sterrenstelsel bv. Daar zijn er heel erg veel van. Of kan zoiets niet volgens jullie?

Hartelijke groet, S. van Sprundel

Theo de Klerk op 16 januari 2025 om 19:55

Mij zijn geen sterrenstelsels bekend die met snelheden groter dan lichtsnelheid zich van ons verwijderen. Er zullen wel stelsels zijn die door uitdijing van het heelal op een dusdanige afstand staan dat het licht ons nog niet bereikt heeft. Die staan "achter" het zichtbare universum.

Dus sterrenstelsel: noem er eens een? En waar/door wie wordt dat beweerd?

S. van Sprundel op 17 januari 2025 om 22:46

Ik heb ergens gelezen dat ze een melkweg stelsel hebben gefotografeerd met die nieuwe James Web telescoop. Dus het licht heeft ons wel bereikt. De afstand van dat stelsel tot ons wordt per seconde dik 600000 km groter . Zou dat kunnen volgens jullie?

Groeten, S. van Sprundel

 

Theo de Klerk op 17 januari 2025 om 23:24

>Ik heb ergens gelezen

Waar? Want ik heb nog steeds problemen je bewering te geloven.

S. van Sprundel op 18 januari 2025 om 18:44

Met de James Web telescoop hebben ze bijvoorbeeld Maisie's galaxy gefotografeerd. Kijk de Wikipedia. Die is heel erg ver en de afstand tot ons neemt dus heel erg snel toe. Echt wel meer dan 300000km in een seconde erbij.

Jan, de afstand van een punt op 46miljard lichtjaar tot ons word MEER dan 300000km per seconde groter

groeten van S. van Sprundel

 

Jan van de Velde op 18 januari 2025 om 20:27

Dag S. van Sprundel,

https://astronomy.stackexchange.com/questions/21236/velocity-of-most-distant-galaxies

The most distant galaxy currently known is at a redshift Z=11.1Z=11.1 (Oesch et al. 2016). According to Ned Wright's cosmology calculator, for a set of concordance cosmological parameters, this corresponds to a comoving distance of 9.88 Gpc (32 billion light years) and a recession velocity (now) from Hubble's law of 2.28c (i.e. 684,000 km/s).

Dit gaat niet over Maisy's Galaxy. Genoemde discussie is 7 jaar oud, maar omdat het ook gaat om een stelsel met een "z" (redshiftfactor) in de buurt van 11 zoals Maisy, en omdat ik van Maisy zelf geen echt helder citaat omtrent snelheid vond,  vond ik het voorbeeld voldoende passend. 

Er wordt daar een "recession velocity" genoemd. Ik weet niet hoe ik dat naar het Nederlands moet vertalen, maar "scheidingssnelheid" lijkt wel passend. En dan volgt dat toch weer dat Fietsen naar Stratodam-voorbeeld dat ik 19 december 2024 hier ergens boven schreef. 

De afstand tot Maisy's Galaxy is iets van 33 miljard lichtjaar, en dat wordt elke seconde ongeveer 2,5 lichtseconde meer. Niet omdat de snelheid (velocity) zo groot is, maar omdat het heelal over die afstand gezien zo snel zoveel groter wordt, waardoor dat stelsel een schijnbare ("recession") velocity krijgt van ergens rond de 2,5 c. 

Dat is een belangrijk onderscheid. Aan Maisy een snelheid toekennen van 2,5c treedt Einsteins wetten met voeten. En dat loopt nooit goed af. 

Groet, Jan 

Theo de Klerk op 18 januari 2025 om 21:27

Volgens https://en.wikipedia.org/wiki/Maisie%27s_Galaxy is diens roodverschuiving z=11,4.

Als ik de formule voor z goed interpreteer (rekening houdend met relativistische effecten als de snelheid de lichtsnelheid nadert - https://en.wikipedia.org/wiki/Redshift):

  (relativistisch dopplereffect) ofwel

(stilstaande bronnen hebben dus waargenomen/uitgezonden golflengte=1 en klopt met v=0 en z=0, z=0 vertegenwoordigt ook de "huidige tijd").

De oplossing voor v doe je door kwadrateren van beide kanten, dan met (1-v/c) vermenigvuldigen, de linkerkant (1-v/c)(z+1)2 uitrekenen en dan

 

zodat

dan kom ik op v = 2,96·108 m/s (c=2,998·108 m/s): bijna lichtsnelheid. 

De kosmische achtergrondstraling heeft een z = 1089 en daarmee kijken we terug naar bijna het begin van de Big Bang (figuur: https://en.wikipedia.org/wiki/Redshift#/media/File:Look-back_time_by_redshift.png - Amerikaanse "billion" is Europese 109 ). De straling stamt uit het begin van het heelal, 13,8 109 jaar geleden, 380.000 jaar vanaf het begin).

 

Ibtihal op 18 januari 2025 om 23:43

Beste allen

De post van meneer Van de Velde van 18 januari 20:27 is correct, waarmee de eerdere "wordt elke seconde 300 000 km groter" voor een punt op 46Gly is gecorrigeerd.

Dat de afstand tot Maisie's Galaxy (typo: niet Maisy) zo snel toeneemt, komt inderdaad door de uitdijing van de ruimte. De "recession(al) velocity" is het tempo waarin de ruimte zelf uitdijt (op de grootste schaal) zoals meneer Van de Velde met Stratodam beschrijft. Deze "terugwijk snelheid" is niet een snelheid in de gebruikelijke zin van het woord snelheid. Terecht wijst meneer Van de Velde hierop en vermijdt S. van Sprundel het woord snelheid.

De recessional velocity is alleen merkbaar op zeer grote ('kosmologische') ruimtelijke schaal, niet bijv. in de Lokale Groep waartoe de stelsels Melkweg en Andromeda behoren. Op kleinere schaal is de 'peculiar velocity' van objecten dominant (max ca 1000km/s). Dat is de "beweging van een object door de ruimte" zonder uitdijing van de ruimte zelf. Er wordt wel gesproken van een mier die met een peculiar velocity loopt over een elastiek dat met een recessional velocity wordt uitgerekt. Een peculiar velocity groter/gelijk c is voor materie niet mogelijk, een recessional velocity groter dan c wel. De roodverschuiving door uitdijing wordt geen dopplereffect genoemd.

De berekening van de recessional velocity uit gemeten redshift z geldt alleen voor afstanden groter dan ca 100megaparsec waar de ruimte voldoende "gelijkmatig" is. En de kosmologische modellen en parameters achter de berekening zijn te onzeker voor berekening bij grote z (bijv z=1089 van de cosmic background radiation van 2.7kelvin en de grens van observable universe). Een berekening voor z=11.4 Maisie's Galaxy wordt iha aannemelijk geacht.

Meneer De Klerk gebruikt v/c={(z+1)^2-1}/{(z+1)^2+1} voor Maisie's Galaxy. Hij slaat de plank mis. De expressie geldt voor het dopplereffect in de speciale relativiteitstheorie (SR) als een lichtbron "beweegt door de ruimte". SR geldt alleen binnen een "rigide" inertiaal systeem en vanwege de uitdijing van de ruimte is er niet een enkel inertiaalsysteem dat de ruimte van Maisie's Galaxy tot ons omvat. Bij een versneld bewegende lichtbron in niet uitdijende ruimte kunnen we wel werken met SR (integratie over een aaneengesloten rij kleine inertiaalstelsels), maar met uitdijende ruimte moeten we general relativity (GR) gebruiken.

Meneer De Klerk zegt verder "Het stelsel is wel gemaakt vlak na het begin van het heelal, 13,8 10^12 jaar geleden, 380.000 jaar vanaf het begin)." Beide waarden zijn incorrect.

Met vriendelijke groet, Ibtihal

 

Theo de Klerk op 19 januari 2025 om 01:26

> Meneer De Klerk zegt verder 

De regel is (door edit-verschuiving) verkeerd terechtgekomen en slaat op de achtergrondstraling, niet het sterrenstelsel. Correct. En aangepast.

Een billion is een Europese miljard (109) , geen biljoen (1012)

Ibtihal op 19 januari 2025 om 15:57

Beste meneer De Klerk, na uw aanpassing zegt u nu

"De straling stamt uit het begin van het heelal, 13,8 1012 jaar geleden ...."

Ook dit is incorrect. Veel kosmologen zijn het over eens dat het begin van het heelal ca 13.8 miljard jaar geleden is. Dat is 13.8*10^9 jaar geleden. Engels: 13.9 billion years

mvg, Ibtihal

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft twintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)