Het heelal

Het heelal Als we de heldere hemel ’s nachts bekijken, lijkt ons het aantal sterren oneindig. We kunnen er met het blote oog echter maar ongeveer 6.000 zien. Pas met een zeer sterke telescoop wordt de schijnbare oneindigheid bijna waar. We kunnen hier duizenden sterrenstelsels en sterrenhopen met miljarden sterren zien.. Volgens schattingen zijn er 100 miljard sterrenstelsels. Elk van hen bevat zelf weer miljarden sterren. Het ligt voor de hand, dat niemand precies kan zeggen, hoe groot de ruimte is, waarin al deze hemellichamen zich bevinden. Bij dergelijke enorme afmetingen zijn ook bijzondere afstandsmaten nodig. Gebruikelijk is de benaming lichtjaar, dus de afstand, die het licht in een jaar aflegt. Met onze afstandsmaten op aarde zouden we niet ver komen. Een lichtjaar komt ongeveer overeen met een afstand van 9.461.000.000.000 (9,461 biljoen) kilometer. Sterren. Wat is een ster eigenlijk precies? Het lijkt een vast punt aan de onmetelijke hemelkoepel, maar eigenlijk is het een kleine zon, een gloeiend, gasvormig lichtuitstralende bol. Met het blote oog zijn 4000 à 5000 sterren zichtbaar; het totale aantal sterren alleen al in het Melkwegstelsel wordt op 100 miljard geschat.
Het ontstaan van sterren Het begon allemaal (zo zeggen ze) met een grote knal dertien miljard jaar geleden. Vlak na de knal (explosie) ontstond er materie zoals wij die nu kennen, en tegen de tijd dat het heelal een seconde oud was, was de dichtheid zover afgenomen dat de materie tenslotte doorzichtig werd voor neutrino's. Het verhaal van de sterren begint pas wanneer het heelal ongeveer drie minuten oud is. De temperatuur en de dichtheid zijn dan min of meer zoals in het inwendige van een ster. Na allerlei chemische reacties gaan er nog eens 100.000 jaar voorbij tot het volgende stadium, waar de hitte zover is afgenomen dat de elektronen zich kunnen combineren met atoomkernen en zo hele atomen vormen. De volgende miljard jaar koelt het heelal af, en er ontwikkelen zich ‘instabiliteiten’ in het uitdijende gas in de materievormen. Daardoor vallen de materievormen uiteen in kleinere brokken, die zich ontwikkelen tot melkwegstelsels, die weer op hun beurt de sterren, planeten, en tenslotte onszelf vormen. Het leven van een ster De oude astronomen spraken al van 'vaste sterren', die in tegenstelling tot ronddwalende planeten, nooit veranderen of verplaatsen. Dus al kijk je je hele leven naar deze sterren, je zult er geen afwijking ontdekken. De vormen van onze sterrenbeelden die in duizenden jaren nog niet gewijzigd zijn, tonen de vastigheid van het heelal aan. Maar in feite bewegen de sterren wel degelijk, maar gewoon zo langzaam dat we het niet zien en zullen de sterrenbeelden die we kennen allemaal verdwijnen, als er maar genoeg tijd verloopt. Sterren hebben een lang leven, de Zon (= ook een ster) heeft 10 miljard jaar, maar geen enkele heeft het eeuwige leven. Hun energievoorraad is beperkt, en wanneer die opraakt, zullen ze uitgaan, sterven. Zoiets groots en krachtigs als een ster verdwijnt niet op een rustige manier. Ze maken een enorme strijd door die een opzwelling. Wilde helderheidwisselingen, verwoestende explosies, letterlijk gaten in de ruimte, enkele van de mooiste fenomenen die in de natuur kunnen voorkomen. Al die activiteit is aan de hemel zichtbaar voor iedereen, want het zijn de schitterende kleine en grote sterren die aan hun einde komen, waarover het volgende hoofdstuk gaat. Het sterven van een ster Als we in stellaire termen praten, dan voltrekt het uitgaan van een ster zich snel, maar in menselijke termen juist heel langzaam. Als een ster aan het einde van zijn bestaan is gekomen, trekt deze zich op een gegeven moment samen en wordt een ‘rode reus’ (= een grote ster met een oppervlakte temperatuur van circa 2000 tot circa 5000 °C en het is roodachtig van kleur). Sterren met een massa ongeveer gelijk aan de zon krimpen in, stoten de buitenste lagen af en worden tot een planetaire nevel met in het centrum een ‘witte dwerg’ (= ster die ongeveer zo groot is als de aarde, maar de massa heeft als die van de zon). Sterren met een massa veel groter dan die van de zon krimpen ook in, totdat zij als ‘supernova’ (= een exploderende ster die in een periode van dertig dagen een helderheid creëert tot het miljardvoudige van die van de zon) tot uitbarsting komen. Nadat een ster tot uitbarsting is gekomen is het enige wat resteert een ‘neutronenster’ (= een compacte ster, vrijwel geheel uit neutronen opgebouwd) of een zwart gat. De zon Het is nu wel een beetje duidelijk hoe het ‘leven’ van een ster er uitziet, maar toch zal ik kort iets in detail treden, en dat doe ik door het leven van een van de sterren precies te beschrijven, namelijk de zon. Het verhaal van de zon is eigenlijk net zoals die van elke andere ster, en komt dan ook net zo tragisch aan zijn einde. Als een gaswolk wordt samengeperst door een toevallig passerende schokgolf, begint hij samen te trekken. Rond een verdichting in het centrum beginnen de gasmassa's te kolken. Door de samenpersing in het centrum loopt de temperatuur snel op. Bij 10 miljoen graden Celsius smelten twee waterstofkernen samen tot een heliumkern en komt kernfusie op gang. Er is een nieuwe ster ontstaan. Over 5 miljard jaar is zijn waterstofvoorraad uitgeput. De zon kan dan nog korte tijd helium verbranden, maar zwelt op. De aarde zal geroosterd worden door het nabije zonsoppervlak. Een paar miljoen jaar nadat de aarde is verwoest, zal de zon weer inkrimpen. De buitenste gaslagen worden weggeblazen en stralen rondom de zon als planetaire nevel. In de tussentijd zal de zon krimpen totdat hij niet veel groter is dan de aarde. In dat stadium koelt hij af, totdat alle warmte verdwenen is. Sterrenkijken Wat is sterrenkijken? Sterrenkijken is het observeren van de beweging, kleur, lichtintensiteit, van sterren en planeten, de melkweg en van sterrenstelsels. Het zien van figuren in de sterren. Wanneer kun je sterrenkijken? ‘S nachts, vooral als het een heldere nacht is, als de maan niet te helder is, als je geen last van lichtvervuiling (van steden) hebt. Op vakantie in de bergen is de lucht vaak helder, en heb je weinig last van lichtvervuiling. Maar natuurlijk kun je ook overdag sterren bekijken, de zon. Waarom is sterrenkijken leuk? Omdat de grootsheid van het heelal erg fascinerend is. De figuren spreken tot je verbeelding, en je kan aan de hand van bewegingen van de sterren zien hoe ze in de toekomst zullen staan. Ook kun je door sterrenkijken de getijden van de zee voorspellen.
De melkweg Onze melkweg is een spiraalvormig sterrenstelsel, die naast de voor ons bekende planeten, ook zo'n 200 miljard sterren bevat. De middellijn is ca. 100.00 lichtjaar en de afstand van onze zon tot het centrum is ongeveer 30.000 lichtjaar. Van boven gezien zou het de vorm hebben van een vuurrad. Het zijaanzicht zou lijken op een schijf met een bolvormige verdikking in het midden. De afmeting van het Melkwegstelsel is 100.000 lichtjaren. Aan de randen, de spiraalarmen, is ze 3.000, en in het midden meer dan 15.000 lichtjaren breed. Ons melkwegstelsel is een van de vele miljarden stelsels in het heelal. Hoe oud is de melkweg? De leeftijd wordt geschat op ongeveer 10 à 15 miljard jaar. De spiraal structuur werd in de jaren vijftig ontdekt en in kaart gebracht met behulp van de Nederlandse radiotelescoop in Kootwijk en Dwingeloo. Is de melkweg te zien? Bij een heldere, maanloze nacht, kan de melkweg worden waargenomen als een lichtende band aan de hemel. (met name in donkere gebieden rond de Middellandsezee en scandinavische landen). In deze band van miljarden sterren zijn vele galactische nevels, dubbelsterren en open sterrenhopen te vinden. Planeten Welke planeten kennen we? Mercurius Tot in 1962 dacht men dat een "dag" op Mercurius even lang was als een "jaar", zodat de planeet steeds dezelfde zijde naar de zon keert. Net zoals de Maan t.o.v. de Aarde. Maar in 1965 werd door observatie met doppler radar aangetoond dat dit niet correct is. Nu weten wij dat Mercurius driemaal rond haar as draait in exact dezelfde tijd dat ze tweemaal rond de zon draait. Mercurius is het enige object in het zonnestelsel dat sneller rond haar as draait dan rond de zon. De temperatuurvariaties op Mercurius zijn de meeste extreme van heel het zonnestelsel: gaande van -180 C tot + 430 C. Op Venus is het nog heter, maar de temperatuur blijft er vrij stabiel. Mercurius vertoont veel gelijkenissen met de maan. Venus De planeet "Venus" heeft haar naam te danken aan de godin van de liefde. Lange tijd geloofde men, dat zich op Venus leven zou kunnen hebben ontwikkeld, vanwege de aardse massa en soortelijke dichtheid van deze planeet. Ook is de doorsnee van Venus met 12.150 km maar weinig kleiner dan die van de aarde. Bovendien bezit Venus een atmosfeer met een dik wolkendek. Toch laten de omstandigheden op deze planeet geen leven toe. Onder het gesloten wolkendek heersen overal op Venus temperaturen van meer dan 450 °C. Aarde De aarde bestaat voor 70% uit watervlaktes. Water in vloeibare toestand vindt men op geen andere planeet. De oceanen en meren van de aarde vertonen met hun reusachtige oceanische platen, diepzeebodems, diepzeetroggen en middenoceanische ruggen, evenals talrijke zeestromen een zeer gevarieerd beeld. 30% van de aarde is landoppervlak, dat zeer veel verschillende vormen vertoont; vanwege invloeden vanuit het binnenste van de aarde, zoals vulkanisme, continentale verschuivingen en aardbevingen, maar ook vanwege radioactieve processen en convectie. Invloeden van buitenaf, zoals zon, wind, neerslag en de daarmee gepaard gaande erosie en verwering, drukken ook hun stempel op het aardoppervlak. Rivieren en zeeën, evenals bergen en dalen bieden een afwisselend schouwspel. Al naar gelang het klimaat vindt men een veelsoortige vegetatie of uitgestrekte woestijnen. Mars Mars is genoemd naar de Romeinse god van de oorlog. Ook de vermeende Marsmannetjes waren in de fantasie van de SF-auteurs een oorlogszuchtig volkje. Telkens weer werden de mensen door de boosaardige Marsbewoners aangevallen. Maan De maan is onze enige maan (satelliet) die in een vaste baan om de aarde beweegt. De maan bestaat voornamelijk uit steen en maanstof. Er zijn tijdens de bemande reis naar de maan (Apollo 11 op 21 juli 1969) ook verschillende monsters genomen die mineraalhoudend bleken te zijn. Deze mineralen komen niet voor op onze planeet. Het oppervlak van de maan is voorzien van veel kraters, met verschillende diameters, bergen en zeeën (maria). De zeeën zijn zo genoemd door de Italiaanse astronoom Galileo Galilei die als eerste de donkere vlakten, bergen en kraters heeft waargenomen. Jupiter De planeet Jupiter wordt ook wel de 'koning van de planeten' in onze melkweg genoemd. Om een voorstelling te kunnen maken van zijn onvoorstelbare omvang: onze aarde past 1300 x in Jupiter! Wanneer we Jupiter zouden uithollen passen met gemak alle overige planeten in Jupiter. Jupiter is niet helemaal alleen want hij heeft in totaal 16 manen. Vier daarvan zij de bekendste en zijn met een middel grote telescoop ook te zien. We hebben het over (van links naar rechts) Ganymedes, Io, Europa en Callisto
Saturnus “De planeet met de ringen." Saturnus is na Jupiter de grootste planeet binnen ons zonnestelsel, althans tot op dit moment!. Er bestaat nog steeds een reële kans dat er nog planeten binnen onze stelsel zijn die nog niet ontdekt zijn omdat ze geen of zeer weinig licht uitstralen of weerkaatsen. Uranus
Uranus is ongeveer twee keer zo ver van de zon verwijderd als Saturnus. De in 1781 door Herschel ontdekte planeet is de zevende in het zonnestelsel. Vanwege de grote gemiddelde zonneafstand komt er nog maar een fractie van het zonlicht op de planeet aan. Daarom is het er met –215 °C ook buitengewoon koud. Neptunus
De koude en winderige Neptunus is in het zonnestelsel de achtste planeet. Zijn positie werd al berekend, voor hij als planeet werd ontdekt. Het was bekend, dat Uranus geringe afwijkingen in zijn baan vertoont. Pluto
Met een gemiddelde afstand tot de zon van bijna zes miljard kilometer is Pluto de buitenste planeet. Pluto heeft geen ringen, en de maan Charon is zijn enige satelliet. Met zijn 2.300 km doorsnee is Pluto de kleinste planeet, en daarmee zelfs kleiner dan enkele manen. Net als bij Neptunus is zijn baan berekend, voordat de planeet zelf werd ontdekt. Literatuurlijst -'Sterren' van James B. Kaler -Encarta encyclopedie -Internet