Het uitdijende heelal
Hubbles Deep Field uit 1995 besloeg een hemelgebied van ongeveer 1/13 van de breedte van de volle maan en vond daarin ruwweg 3000 sterrenstelsels.
- 1923: Edwin Hubble vindt de cepheïde V1 in Andromeda; sterrenstelsels liggen ver buiten de Melkweg
- 1927: Georges Lemaître concludeert uit de gegevens van Hubble en Slipher dat het heelal uitdijt
- 1929: Hubble publiceert het verband tussen afstand en roodverschuiving van sterrenstelsels
- 1990: De Hubble-ruimtetelescoop wordt gelanceerd
- 1995: Hubble Deep Field: ongeveer 3000 sterrenstelsels in een klein hemelgebied na 10 dagen belichten
- 2016: Een telling schat ongeveer 2 biljoen stelsels in het waarneembare heelal, 10 keer eerdere schattingen
Stelsels bewegen uiteen
Wanneer je licht van een sterrenstelsel in een spectrum uiteenlegt, verschijnen de bekende donkere lijnen van waterstof, calcium en andere elementen. Bij vrijwel elk stelsel zijn ze echter naar de rode kant verschoven. Deze roodverschuiving betekent dat het stelsel zich van ons verwijdert. NASA legt uit dat Hubble de met cepheïden gemeten afstanden aan deze roodverschuivingen koppelde. Hij ontdekte dat de verschuiving evenredig met de afstand toenam: een stelsel dat twee keer zo ver weg staat, verwijdert zich twee keer zo snel. Twee jaar voordat Hubble publiceerde, had de Belgische natuurkundige Georges Lemaître de waarnemingen van Hubble en Vesto Slipher al geanalyseerd en geconcludeerd dat het heelal uitdijt. Het verband heet nu de wet van Hubble-Lemaître.
Als formule luidt dit: snelheid = H0 × afstand. H0, de Hubbleconstante, wordt gemeten in kilometer per seconde per megaparsec. Eén megaparsec is 3.26 miljoen lichtjaar. Bij H0 = 70 verwijdert een stelsel op 100 megaparsec zich met ongeveer 7000 km/s. Dit betekent niet dat stelsels door de ruimte speciaal van ons wegvliegen. De ruimte zelf rekt uit, waardoor elk stelsel de andere ziet wijken, net als rozijnen in een rijzend brood allemaal uit elkaar bewegen. Nabije stelsels kunnen van deze trend afwijken: Andromeda is door de zwaartekracht aan ons gebonden en nadert.
De Hubblespanning
Als je de uitdijing terugrekent, krijg je een leeftijd voor het heelal. Eén gedeeld door H0 heeft de eenheid tijd. Voor H0 = 70 is dat ongeveer 14 miljard jaar, dicht bij de 13.8 miljard jaar die NASA uit zorgvuldige modellen geeft. Toch verschillen twee families van metingen. Het patroon in de kosmische microgolfachtergrond, gemeten door ESA's Plancksatelliet, geeft 67.4 ± 0.5 km/s per megaparsec. Rechtstreekse afstandsmetingen met Hubble, cepheïden en type-Ia-supernova's geven ongeveer 73. Het verschil is ongeveer 8%, veel groter dan de opgegeven fout van beide teams, en verdwijnt niet naarmate de gegevens verbeteren. Astronomen noemen dit de Hubblespanning. Het kan wijzen op natuurkunde die we nog niet begrijpen.
Hoeveel sterrenstelsels
In 2016 gebruikte een team onder leiding van Christopher Conselice Hubble en andere hemelonderzoeken, plus modellen van te zwakke stelsels, en concludeerde dat er minstens 10 keer zoveel zijn: ongeveer 2 biljoen stelsels die in het waarneembare heelal bestaan of hebben bestaan. De meeste waren klein en zijn lang geleden tot grotere versmolten. Een studie uit 2021 gebruikte NASA's ruimtesonde New Horizons, ver van de zonnegloed, om te meten hoe donker de ruimte werkelijk is. NASA corrigeerde later het bericht: de metingen begrenzen het totale licht van sterrenstelsels, niet hun aantal. De eerlijke samenvatting is dus honderden miljarden tot ongeveer twee biljoen, afhankelijk van hoe zwakke stelsels worden meegeteld.
| Roodverschuiving | Spectraallijnen verschoven naar langere golflengten: het stelsel verwijdert zich |
| Wet van Hubble-Lemaître | Snelheid = H₀ × afstand |
| Hubblespanning | Ongeveer 67.4 uit Planck tegenover ongeveer 73 uit cepheïden en supernova's |
| Leeftijd van het heelal (NASA) | Ongeveer 13.8 miljard jaar |
| Hubble Deep Field | 1995, 10 dagen, ongeveer 3000 sterrenstelsels |
- Wat laat een roodverschuiving in het spectrum van een sterrenstelsel zien?
- Het sterrenstelsel beweegt van ons weg
- Het sterrenstelsel is heel heet
- Het sterrenstelsel komt dichterbij
- Het sterrenstelsel bestaat uit ijzer
- Hoe snel verwijdert een stelsel op 50 Mpc zich bij H₀ = 70 km/s per Mpc?
- Een stelsel verwijdert zich met 14 000 km/s. Hoeveel Mpc staat het weg bij H₀ = 70?
- Wie concludeerde in 1927 als eerste dat het heelal uitdijt?
- Georges Lemaître
- Isaac Newton
- Henrietta Swan Leavitt
- Tycho Brahe
- Waarom lijken alle verre sterrenstelsels zich van ons te verwijderen?
- De ruimte zelf rekt uit, zodat elk stelsel de andere ziet wijken
- De aarde bevindt zich in het centrum van het heelal
- Stelsels zijn bang voor de Melkweg
- Licht vertraagt onderweg
- De Hubblespanning vergelijkt 73 met 67.4. Hoeveel procent hoger is 73? (één decimaal)
- Welk sterrenstelsel nadert ons in plaats van zich te verwijderen?
- Andromeda
- Elk stelsel in het Hubble Deep Field
- M87
- Markarian 231
- Hoeveel sterrenstelsels liet het Hubble Deep Field uit 1995 ongeveer zien?
- Ongeveer 3000
- Ongeveer 30
- Ongeveer 3 miljoen
- Slechts één
- Wat zei NASA's correctie over de meting van New Horizons?
- Die begrenst het totale licht van sterrenstelsels, niet hun aantal
- Die bewees dat er precies 200 miljard sterrenstelsels zijn
- Die vond helemaal geen sterrenstelsels
- Die mat de Hubbleconstante
- Hoeveel miljard jaar is 1 ÷ H₀ ongeveer bij H₀ = 70 km/s/Mpc? (heel getal)
- Bijna alle sterrenstelsels vertonen roodverschuiving: ze bewegen van ons weg.
- Wet van Hubble-Lemaître: snelheid = H₀ × afstand (Lemaître 1927, Hubble 1929).
- De ruimte zelf dijt uit; het nabije Andromeda vormt een uitzondering en komt dichterbij.
- H₀ is ongeveer 67.4 uit Planck of ongeveer 73 uit cepheïden en supernova's: dat is de Hubblespanning.
- Aantal sterrenstelsels: honderden miljarden tot ongeveer 2 biljoen.
Bronnen van deze cursus (17)
- NASA Galaxies (science.nasa.gov/universe/galaxies)
- NASA Galaxy types (science.nasa.gov/universe/galaxies/types)
- NASA Hubble's Galaxies (science.nasa.gov/mission/hubble/science/universe-uncovered/hubble-galaxies)
- ESA/Hubble tuning fork (esahubble.org/images/heic9902o)
- NASA Sun facts (science.nasa.gov/sun/facts)
- NASA Stars (science.nasa.gov/universe/stars)
- NASA/JPL Milky Way spiral arms (science.nasa.gov/resource/the-milky-way-galaxy)
- JPL Large Magellanic Cloud (jpl.nasa.gov/images/pia07137-whats-old-is-new-in-the-large-magellanic-cloud)
- NASA APOD Magellanic Clouds and Leavitt, NASA Hubble V1 asset (science.nasa.gov/asset/hubble/cepheid-variable-star-v1-in-andromeda-galaxy)
- NASA Edwin Hubble (science.nasa.gov/people/edwin-hubble)
- NASA Hubble 100 years (science.nasa.gov/missions/hubble/nasa-celebrates-edwin-hubbles-discovery-of-a-new-universe)
- NASA and ESA Andromeda collision 2025 (science.nasa.gov/missions/hubble/apocalypse-when-hubble-casts-doubt-on-certainty-of-galactic-collision, esahubble.org/news/heic2508)
- JPL Event Horizon Telescope Sagittarius A* (jpl.nasa.gov/edu/resources/teachable-moment/telescopes-get-extraordinary-view-of-milky-ways-black-hole)
- NASA Hubble Deep Fields (science.nasa.gov/mission/hubble/science/universe-uncovered/hubble-deep-fields)
- NASA 2016 galaxy census (science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-reveals-observable-universe-contains-10-times-more-galaxies-than-previously-thought)
- NASA New Horizons cosmic background with correction (science.nasa.gov/missions/hubble/new-horizons-spacecraft-answers-question-how-dark-is-space)
- CERN Courier Hubble tension (cerncourier.com/a/the-hubble-tension).
Geraadpleegd: 2026-10-17