"Foto" van de oerknal?

220px-WMAP_2010.png

Bovenstaande "foto" zag ik voorbij komen op het DWDD academy college over de oerknal. Echter 1 ding begreep ik niet.
Hoe is het mogelijk dat wij een foto van de oerknal kunnen maken, van licht dat dus zo lang geleden vertrokken is dat het vlak na de oerknal geweest zou moeten zijn terwijl wij zelf een product van die oerknal zijn.
Dat zou dan toch moeten betekenen dat het heelal sneller dan het licht is uitgedijd?

Ik snap het principe van geluid en onweer en ook dat het licht van sommige sterren zo lang geleden is vertrokken dat de ster inmiddels zelf is uitgestorven.

Wat ik niet snap is hoe het mogelijk is dat wij nu licht kunnen zien van een fenomeen wat vlak na de oerknal plaats vond, terwijl wij dus zelf een product zijn van die oerknal.
Tenzij we dus sneller dan het licht zijn uitgedijd maar dat lijkt me op de een of andere manier een beetje sterk?

Kortom ik snap het niet.... kan iemand mij dit uitleggen? Ik ben geen astronoom of niks slechts een geïnteresseerde.

Groetjes Marijn
 

BoertjeB

Matthijs - Moderator
Hallo, en welkom.

Is ook een lastig fenomeen om te snappen, zeker na slechts een korte en snelle uitleg van dit fenomeen (hoewel DWDD eindelijke een
helder verhaal kon houden zonder dat dit door deze of gene werd onderbroken...)

Zoals je al zei kan je naar het licht van een ster kijken, terwijl deze ster er misschien al niet meer is. Je kijkt dus terug in het verleden.
Dit geldt niet alleen voor sterren in onze eigen melkweg, maar ook (en zelfs nog meer) voor de sterrenstelsel buiten de onze. Het andromeda
stelsel staat op zo'n 2 miljoen lichtjaar afstand. Hiervan zien wij dus het licht van 2 miljoen jaar geleden. Andromeda staat relatief erg
dichtbij, er zijn ook stelsels die veel verder weg staan, en naarmate ze verder staan zien wij het licht "ouder" en "ouder" worden.

Niet alleen wordt het licht ouder, maar ook verandert de golflengte van het licht. Dit komt door de uitdijing van het heelal. Naarmate
het licht van verder weg komt, wordt dit steeds roder waargenomen (de zgn rood verschuiving) (hierbij werd bij DWDD het dopler effect
aangehaald, maar dan met geluid van een ambulace)

Naarmate de golflengte van het licht het spectrum doorloopt, van zichtbaar, langs infrarood, naar microgolven, kijk je naar steeds ouder "licht"

Het plaatje van DWDD is het plaatje van de achtergrond straling (in micro golven) van het universum, zoals dat door radio telescopen
is opgevangen. De kleur verschillen zijn hele kleine variaties in die straling. Hieruit is later de structuur van het universum ontstaan.
(of beter gezegd, dit was de structuur van het universum kort na zijn ontstaan)

Hopelijk geeft dit je een beetje een beeld, en ongetwijfeld dat andere het beter kunnen uitleggen (en mijn fouten eruit halen :)), maar
dit is zoals ik de theorie probeer te begrijpen.
 

svdwal

Sander - Moderator
Van de oerknal zelf zijn geen foto's, grote kans dat ze bij DWDD dit alleen zeiden om het aanschouwelijke te maken. Wat je hier ziet is waarschijnlijk een foto van de helderheidsverdeling van de 3K achtergrondstraling, met "valse kleuren" om de minimale helderheidsverschillen duidelijker te maken. Het plaatje komt uit de Engstalige Wiki: http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background_radiation

Zo'n 300.000 jaar na de Oerknal werd het heelal transparant voor straling. Daarvoor werd elk foton dat werd uitgezonden ook weer heel snel gevangen door een deeltje. Het effect is dan alsof je door dichte mist loopt, je kan maar een paar meter vooruit kijken. Toen het heelal transparant werd (de mist optrok, zeg maar) konden fotonen opeens miljarden lichtjaren afleggen voordat ze werden ingevangen. Die fotonen "zien" we nu als de 3K achtergrond straling. Door de uitdijing van het heelal kreeg die straling een steeds langere golflengte.

We kunnen die achtergrondstraling zien omdat het hele heelal tegelijkertijd transparant werd, en dus overal dat licht opeens doorgelaten werd. We zien nu de straling passeren die zo'n 13 miljard jaar geleden werd uitgezonden.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Nou ja, niet alleen wij zijn een product van de oerknal, maar de alles in ons stukje heelal is dat, inclusief de achtergrondstraling (waarvan de foto een kaart is) die van een schil om ons heen afkomstig is.

Overal in ons heelal werd deze straling uitgezonden toen ons heelal transparant werd (het begon heel dicht, waardoor fotonen nergens heen konden - pas toen de dichtheid laag genoeg werd konden ze ongestoord aan hun reis van 13.7 miljard jaar beginnen: dit noemen we 'photon decoupling'), ook op het plekje waar nu de aarde is. Maar die straling vanaf ons plekje is al lang vertrokken, en nu elders op te vangen, namelijk op precies zo'n afstand als van waar wij deze fotonen hebben opgevangen !

Zoals je denk ik weet is de lichtsnelheid eindig, je kijkt dus terug in de tijd. De fotonen van de foto zijn de oudste, en dus de langstreizende, die wij kunnen zien. Iemand die op een plekje waar zo'n foton vandaan komt zou leven kan fotonen zien die bij ons, zo'n 13.7 miljard jaar geleden, zijn vertrokken.

Hopelijk leg ik het een beetje duidelijk uit ...
 

Bert Bogchelman

Moderator
Als aanvullinge op het verhaal van svdwal: We zien in de vlekkenfoto temperatuursverschillen van (oorspronkelijk) rond de 3000 Kelvin. (men schrijft geen "graden" Kelvin, 0 Kelvin is - 273 graden Celsius) Dat was op dat moment de temperatuur van het afkoelende heelal met alleen heet gas. Sterren waren er toen nog niet. Het heelal begon op t=0 met een welhaast oneindig hoge temperatuur en bizarre deeltjes en koelde vervolgens af, totdat het na 379.000 jaar (iets meer dus dan de eerder vermelde 300.000 jaar) was afgekoeld tot 3000 Kelvin. Het licht van deze gloeiende gaswolk is intussen met een factor factor 1000 opgerekt tot het licht van een "gloeiend" voorwerp van 3 Kelvin. Dat meten we nu als radio straling. Dit uitrekken van licht naar radio straling komt omdat het heelal zelf intussen groter is geworden. Dit groter worden gaat anno nu nog steeds door, zelfs steeds sneller, door een onbekende energie vorm, de zogeheten donkere energie. De straling komt van alle kanten op ons af, simpel uitgedrukt: van de buitenkant van de bol waar we midden in zitten. Helaas kunnen we bij het heelal niet spreken van een bol waar we in zitten want de heelalbol heeft 4 dimensies, niet 3.
Het gas van toen (alleen Waterstof, Helium en een klein beetje Lithium) zit anno nu in sterren, is voor een klein deel door sterren omgebouwd tot zwaardere elementen of zweeft nog een beetje rond tussen de sterren. Uit die zwaarde elementen zijn wij ook opgebouwd. Wij mensen en de aarde zijn dus binnen in sterren ontstaan en deze sterren zijn lang geleden weer ontploft.
 
Dus de straling die is ontstaan na(tijdens?) de oerknal reist dus eigenlijk gewoon altijd met ons (en alles) mee? Dat is best wel bizar eigenlijk.. Dan is het heelal eigenlijk een grote vuilnisbak die nooit geleegd wordt?
Ik denk dat ik het een beetje teveel bekeek als dat het een lichtbron was (inderdaad met een eindige snelheid) die vanaf vlak na de oerknal richting ons werd uitgezonden. Een beetje zoals je eigenlijk een bal die je zelf schiet alleen op je af kan zien komen als je sneller dan de bal bent..

Ik vrees dat mijn fantasie wordt beperkt door de barrieres van ruimte en tijd

Bedankt voor alle antwoorden het is in ieder geval weer een stuk duidelijker.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Dus de straling die is ontstaan na(tijdens?) de oerknal reist dus eigenlijk gewoon altijd met ons (en alles) mee?

Nee, meereizen doet die straling niet.

Blijkbaar was de uitleg nog niet duidelijk ... de achtergrondstraling is *overal* in ons heelal na de oerknal ontstaan, op een redelijk specifiek tijdstip. *Wij* zien alleen de straling die ontstaan is in een schil om ons heen, maar die straling ontstond overal. En het hele heelal is er nog steeds mee gevuld (zo'n 0.4 miljard fotonen per kubieke meter). De straling die op ons plekje ontstaan is, die is al ver ons heelal in vertrokken (weggereisd dus, niet meegereisd) ... net zo ver als de plek waarvandaan die straling die wij op de foto zien gekomen is.
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Voor de oerknal was er een zwart gat dat evenveel materie bevatte als een heel universum. Door neerstorten van materie die om het zwarte gat draaide bereikte temperatuur en druk in de kern van het zwarte gat de kritieke waarde waardoor de reactie voor de oerknal ontstak.

De ruimte is oneindig groot, ons universum is daarin de straling en de materie die door de oerknal de ruimte in geslingerd werd. Omdat de ruimte oneindig groot is, is het logisch dat er oneindig veel universums zijn. Er komt steeds materie samen zodat oerknallen blijven optreden.

zie ook: http://oerknal.info
 
Laatst bewerkt:

Eelco

Aarde (meestal)
@Martin6758: In die link die je geeft staan nogal wat rare dingen, die zonder enige argumentatie uit de lucht komen vallen en zeker niet door de huidige wetenschap ondersteund worden. Mag allemaal, maar wees dat wel duidelijk over, anders is het niet meer dan misinformatie over de huidige stand van de kosmologie.
 

Bert Bogchelman

Moderator
Martin6758, het stuk waarnaar jij verwijst is amusant om te lezen, maar bevat een aantal tenenkrommende onwaarheden die beslist niet ondersteund worden door de huidige wetenschap.
De belangrijkste onwaarheden (dus niet allemaal):

Het heelal is niet ontstaan uit een (uit de hand gelopen) zwart gat.

Een singulariteit heeft een bepaalde massa (die zelfs goed te meten is) maar heeft geen meetbare afmetingen. De afmetingen zijn niet meetbaar door de grote kromming van de ruimtetijd waarin de singularteit zich bevindt en zelf veroorzaakt. Van buitenaf gezien betekent dat de afmetingen nul zijn en dat de tijd er stil staat. Jouw bewering dat een singulariteit een benadering is klopt dus niet. Op t=0 was er geen heelal, geen ruimte en geen tijd. Nadenken over een "voor t=0" en "buiten het heelal" is net zo zinloos als zoeken naar een locatie "ten zuiden van de Zuidpool".

De afstand tussen de sterren in een sterrenstelsel neemt niet toe. Door de donkere materie is er voldoende zwaartekracht om een sterrenstelsel een stabiel uiterlijk te geven. Dat wordt onderbouwd doordat verafgelegen (en dus jonge) gewone sterrenstelsels er net zo uit zien als onze naaste buren De afstand tussen sterrenstelsels neemt in het algemeen wel toe, die tussen de sterren zelf niet.

Het superzware zwarte gat in ons melkwegstelsel-centrum is niet ontstaan uit een super oerster. Hoe dergelijke zwarte gaten wel zijn ontstaan is niet duidelijk. Het heelal is nl. te jong voor een fusie van gewone (ex ster) zwarte gaten of andere massa op die schaal.

Dan jouw eigen opmerking: het heelal is zeker niet oneindig, maar onbegrensd. Een oneindig heelal kan nl. niet zijn ontstaan en een deel er binnen uitdijen is ook niet aannemelijk. Dat er een uitdijing is meten we, maar dat komt niet doordat er sterrenstelsels van ons vandaan vliegen in een bestaande ruimte, zoals een ontploffing. De ruimte zelf wordt groter. Het bizarre is dat het heelal ooit heel klein was, maar dat er geen "omheen"was, dus geen oneindige leegte met hier (en daar?) een knal. Er is ook geen enkele aanwijzing voor een multiversum en een aanname hiervan vergroot het aantal te beantwoorden vragen alleen maar t.o.v. van 1 heelal. 1 heelal is al bizar genoeg, met multi x bizar wordt het niet allemaal beter te begrijpen.

Voetnoot: De term 'oerknal' werd voor het eerst door Fred Hoyle in 1950 gebruikt als een denigrerende aanduiding om zijn afkeer van de theorie tot uitdrukking te brengen. Hoyle was zelf voorstander van het concurrerende maar thans verlaten steady-statemodel. Het ontstaan van het Heelal is dus geen ontploffing in een ruimte.
 

Eelco

Aarde (meestal)
Ook wat Bert Bogchelman hierboven schrijft klopt niet echt. We weten helemaal niet of het heelal überhaupt ooit ontstaan is, of dat het er altijd al was. Alleen 'ons' stukje heelal begon 13+ miljard jaar geleden bijzonder snel te expanderen, maar de huidige kosmologie doet géén uitspraak over een daadwerkelijk begin: dat kunnen we met onze huidige kennis van de natuurkunde (en dat met name het ontbreken van een kwantumgravitatie theorie) niet. Verder terug dan de Planck tijd snappen we de natuurkunde niet. Nog niet, zeg ik dan optimistisch (maar wellicht niet realistisch ...). Dus een ontstaan is verre van zeker: ik neig zelf eerder naar een eeuwig heelal (maar ook dat is verre van zeker).

Het heelal (niet 'ons' heelal, het voor ons zichtbare deel dus) kan prima oneindig zijn, maar weten doen we het niet (ook niet of het ooit een begin had). Het is op dit moment wel waarschijnlijk dat het zo is, maar dat blijft extrapoleren (wel uitgaand van wat we nu weten, dus het is wel ergens op gebaseerd).
 
Hoe eindigen zwarte gaten?

Er treedt verdamping op via de hawkingstraling, maar dit wordt minder als het zwarte gat zwaarder wordt.

verdampingstijd=(5120*pi*G^2*M^3)/(h*c^4)

stralingstemperatuur T=(h*c^3)/(8*pi*G*M*kb)

In ons huidige universum, is voor relatief lichte zwarte gaten, de achtergrondstraling die overgebleven is van de oerknal, al sterker dan de straling die zwarte gaten afgeven, zodat ze alleen door de achtergrondstraling die overgebleven is van de oerknal al blijven groeien.
De achtergrondstraling die overgebleven is van de oerknal zal uitdoven.

Maar wat gebeurt er met een zwart gat, als de massa in een multiversum alleen maar blijft toenemen. En hoe meer de massa toeneemt, hoe langzamer het zwarte gat verdampt.

Bestaat er een maximale opeenhoping van massa? Of kan massa ongelimiteerd opgehoopt worden zonder dat er bijzondere effecten optreden?

De verdampingstijd, wordt een factor 1000 langer bij een tienvoudige massavergroting.
 
Laatst bewerkt:

Bert Bogchelman

Moderator
Ik vraag mij af hoe een zwart gat kan aangroeien door massaloze fotonen van de achtergrondstraling. Ik weet hoe hawkingstraling ontstaat, maar ik denk dat een zwart gat meer groeit doordat het als een een stofzuiger ook gewoon gas en stof opzuigt. Misschien komt het af en toe ook wel een lekker sterretje tegen.
 

svdwal

Sander - Moderator
Bert Bogchelman Een foton heeft energie, en dat is equivalent aan massa.

Martin6758 Of er een multiversum is is hoogst speculatief. Dat er massa bij komt is nog vergezochter. Maar het antwoord is simpel: dat hangt helemaal af van de dan geldende natuurwetten. En daar we die niet kennen kunnen we ook geen antwoord berekenen.
 

AstroArjen

AstroArjen
Ik vraag mij af hoe een zwart gat kan aangroeien door massaloze fotonen van de achtergrondstraling. Ik weet hoe hawkingstraling ontstaat, maar ik denk dat een zwart gat meer groeit doordat het als een een stofzuiger ook gewoon gas en stof opzuigt. Misschien komt het af en toe ook wel een lekker sterretje tegen.
Ik ben een nieuweling in de astrofysica, maar ik dacht altijd dat Einstein's beroemde E=mc^2 beschreef dat massa en energie in essentie tot dezelfde grootheid behoren?
 

svdwal

Sander - Moderator
Ik ben een nieuweling in de astrofysica, maar ik dacht altijd dat Einstein's beroemde E=mc^2 beschreef dat massa en energie in essentie tot dezelfde grootheid behoren?
Nee, die vergelijking beschrijft hoeveel energie er in de rustmassa van een object zit.
 
Bovenaan Onderaan