Bewegende sterrenstelsels

[Kruidenbundeltje]

De eerste wet van Newton stelt dat een voorwerp waar geen kracht op werkt in rust is of met constante snelheid in een rechte lijn beweegt. Nu heb ik mij vandaag in het universiteitsmuseum Groningen laten vertellen dat sterrenstelsels zich steeds sneller van elkaar verwijderen. Ik vroeg dus aan de student die mij dit vertelde waarom deze sterrenstelsels steeds sneller uit elkaar gaan, oftewel wat voor kracht er op de sterrenstelsels werkt waardoor ze versnellen. Hij kon mij dit niet vertellen. Ook mijn natuurkunde docent had hier geen antwoord op. Kan iemand mij misschien dan toch vertellen waarom sterrenstelsels zich met toenemende snelheid van elkaar verwijderen en niet met constante snelheid zoals de eerste wet van Newton doe suggereren?

Mvg,
Timo, VWO 5.

[svdwal]

Ze verwijderen zich van elkaar omdat het heelal uitzet. Maar er werkt geen kracht op die stelsels, ze worden niet versneld. Tussen de stelsels komt alleen steeds meer ruimte.

[sixela]

Dat ga je helaas niet met Newtoniaanse mechanica oplossen. Eigenlijk bewegen de stelsels niet echt ten opzichte van elkaar, het is de ruimte zelf tussen de voorwerpen die expandeert terwijl de stelsels "stilstaan". En hoe verder een voorwerp van je weg is, des te meer ruimte er is die uitzet en des te meer verandert de afstand tussen jou en het stelsel op een bepaalde tijd.

Dat kun je alleen met ruimtetijdmodellen uitleggen die afgeleid zijn van de generale relativiteit.

Als Engels je niet afschrikt, één van de betere artikels:

http://www.mso.anu.edu.au/~charley/p...DavisSciAm.pdf

Zie eerste figuur op blz. 39.

[Kruidenbundeltje]

Ze verwijderen zich van elkaar omdat het heelal uitzet. Maar er werkt geen kracht op die stelsels, ze worden niet versneld. Tussen de stelsels komt alleen steeds meer ruimte.

Dat de sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen doordat het heelal uitzet begrijp ik. Mij werd alleen ook verteld dat het heelal zich steeds sneller uitzet tot op een zeker punt. Mijn ANW docent en een student van de RUG beweerden dit en zeiden dat dit kon worden waargenomen als je het doppler-effect op licht zou toepassen. Hoe dit precies gebeurt weet ik niet alleen zo is het mij wel verteld maar zoals jij het stelt is er dus helemaal geen versnelling. Als dit zo zou zijn, waarom wordt het op de RUG dan wel zo geleerd vraag ik mij af.

[svdwal]

Dat de sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen doordat het heelal uitzet begrijp ik. Mij werd alleen ook verteld dat het heelal zich steeds sneller uitzet tot op een zeker punt. Mijn ANW docent en een student van de RUG beweerden dit en zeiden dat dit kon worden waargenomen als je het doppler-effect op licht zou toepassen. Hoe dit precies gebeurt weet ik niet alleen zo is het mij wel verteld maar zoals jij het stelt is er dus helemaal geen versnelling. Als dit zo zou zijn, waarom wordt het op de RUG dan wel zo geleerd vraag ik mij af.

De afstand wordt steeds groter in de tijd en daardoor lijkt er een snelheid te zijn (dat is immers het afstandsverschil gedeeld door het tijdsverschil) en ook een versnelling (snelheidsverschil gedeeld door tijdsverschil). Die effecten zie je ook als roodverschuiving.

Maar als er geduwd werd tegen dat melkwegstelsel, dan zou voor elke waarnemer in elk stelsel die snelheid onafhankelijk zijn van de afstand. We zien echte dat de snelheid afhankelijk is van de afstand. En daarom kan er niet geduwd worden, dus geen kracht uitgeoefend worden.

[Kruidenbundeltje]

Dat ga je helaas niet met Newtoniaanse mechanica oplossen. Eigenlijk bewegen de stelsels niet echt ten opzichte van elkaar, het is de ruimte zelf tussen de voorwerpen die expandeert terwijl de stelsels "stilstaan". En hoe verder een voorwerp van je weg is, des te meer ruimte er is die uitzet en des te meer verandert de afstand tussen jou en het stelsel op een bepaalde tijd.

Dat kun je alleen met ruimtetijdmodellen uitleggen die afgeleid zijn van de generale relativiteit.

Als Engels je niet afschrikt, één van de betere artikels:

http://www.mso.anu.edu.au/~charley/p...DavisSciAm.pdf

Zie eerste figuur op blz. 39.

Dus zoals jij het stelt (en het artikel, bedankt hiervoor trouwens) groeit het universum niet alleen aan de randen maar overal. Ik vind dit wat lastig voor te stellen maar het verklaart een hoop voor mij. Bedankt.

[sixela]

Dat de sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen doordat het heelal uitzet begrijp ik. Mij werd alleen ook verteld dat het heelal zich steeds sneller uitzet tot op een zeker punt. Mijn ANW docent en een student van de RUG beweerden dit en zeiden dat dit kon worden waargenomen als je het doppler-effect op licht zou toepassen.

Ze zijn verkeerd. Zie artikel ("Why is there a cosmic red shift", op bladzijde 43).

Échte beweging veroorzaakt een andere roodverschuiving door Dopplereffect dan de verandering in afstand tussen stelsel over tijd door ruimte-expansie.

Wat de 'rand' betreft, eens je accepteert dat ruimte overal uitzet heb je geen rand nodig (je kunt je perfect een oneindig universum voorstellen dat daarna begint te groeien, of een eindig maar onbegrensd universum --dat er iets later door inflatie lokaal erg plat uit gaat zien--; beiden hebben geen "randen"). Er is alleszins geen rand in het observeerbare universum, en als inflationaire theorieën kloppen ver, ver daar voorbij.

Met "versnelling" moet je opletten met de betekenis. Het is zo dat stelsels die verder van ons weg zijn sneller verder van ons weg komen te staan, maar dat is uiteraard geen versnelling (ik denk dat iemand dat bedoelde maar het woord verkeerd in de mond nam). Dan is er nog de versnelling van de ruimte-expansie zelf, maar dat is eerder 'recent' ontdekt.

[BoertjeB]

Er is zeker wel sprake van een versnelling. Alleen is het een versnelling van het uitzetten van het universum (ruimte-tijd) Voor deze ontdekking is de nobelprijs laatst zelfs nog toegekend!

De melkwegstelsels gaan mee met die uitzetting en gaan dus steeds verder uit elkaar. Dit is alleen wel iets wat "merkbaar" (meetbaar door oa rood verschuiving/dopler-effect) is op zeer grote schaal. "Lokaal" kan het best zijn dat twee stelsels naar elkaar toebewegen (zoals Andromeda naar ons (of wij naar haar (of allebei )))

[Kruidenbundeltje]

De afstand wordt steeds groter in de tijd en daardoor lijkt er een snelheid te zijn (dat is immers het afstandsverschil gedeeld door het tijdsverschil) en ook een versnelling.

Dat er snelheid is betekent niet dat er een versnelling is (constante snelheid).

Maar als er geduwd werd tegen dat melkwegstelsel, dan zou voor elke waarnemer in elk stelsel die snelheid onafhankelijk zijn van de afstand.

Ik snap deze zin eerlijk gezegd niet. Waarom zou de snelheid onafhankelijk zijn van de afstand en de afstand ten opzichte van wat? Een ander melkwegstelsel?

[sixela]

(meetbaar door oa rood verschuiving/do[p]pler-effect)

Zie bericht net boven je bericht...Grrr...