Duizelingwekkende dimensies

Het heelal bevat (minstens) 2000 miljard melkwegstelsels. Dat is een 2 met twaalf nullen. Tien keer meer dan gedacht. Eén van die sterrenstelsels, onze eigen Melkweg, zou een diameter hebben van 200.000 lichtjaar. Dat is dan weer ruim het dubbele dan tot dusver aangenomen. Tijd voor een diepe duik in het universum.

Lange tijd vervulde de mens een centrale rol in de kosmos. De aarde bevond zich keurig in het midden. De hemellichamen draaiden er in volmaakte cirkelbeweging rond, in onderscheiden sferen met oplopende afstand tot de aarde. Eerst had  je de maan, vervolgens Mercurius, Venus, de zon, Mars, Jupiter en Saturnus. Tenslotte had je de schil met vaste sterren. Dit model van Aristoteles, verder uitgewerkt door Ptolemeus, zou de ganse Oudheid en Middeleeuwen overeind blijven.

De kosmos volgens Aristoteles. Dit model zou, mits verdere verfijningen, bijna 2000 jaar overeind blijven.

De opkomst van de nieuwe wetenschap bracht hier verandering in. Het heliocentrisme katapulteerde de aarde, en daarmee ook de mens, uit het centrum. Na meer dan duizend jaar gepruts met equanten, deferenten en epicykels, moest de perfecte cirkelvorm wijken voor elliptische baanbewegingen. Kometen bleken dwars door de ondoorlaatbaar gewaande sferen heen te vliegen en supernovae maakten komaf met de illusie van eeuwige, onveranderlijke sterren.

Hoe denken we nu over de structuur van het heelal en wat is de plaats van de aarde/mens hierin?

Stap 1: De aarde

Laten we, net als Aristoteles, vertrekken op vertrouwd terrein, onze aarde, weliswaar in het besef dat die niet langer in het middelpunt staat. En dat we ons statuut van mens intussen met 7,7 miljard anderen moeten delen, al gauw een factor 50 hoger dan ten tijde van Aristoteles.

Bovendien weten we intussen dat de mens slechts een zeer recent verschijnsel is. Hij deed zijn intrede enkele honderdduizenden jaar geleden, terwijl onze planeet al een slordige 4,6 miljard jaar bestaat en het heelal zelfs al 13,8 miljard jaar.

Geologische klok. Hierbij wordt de ganse geschiedenis van de aarde voorgesteld op een klok van 24 uur. Zo vpprgesteld, is de men

Stap 2: Het zonnestelsel

De aarde is één van de acht (of negen) planeten van het zonnestelsel. Ze staat op 150 miljoen kilometer van de zon. Het ruimtetuig Voyager 1 deed er ondanks een rotvaart 36 jaar over om de buitenste regionen van het zonnestelsel achter zich te laten. Op 5 november 2018 volgde Voyager 2 dit voorbeeld, na een reis van 41 jaar.

Voorstelling van het zonnestelsel.

Stap 3: De Melkweg

In het zonnestelsel draait alles – letterlijk en figuurlijk – om de zon, maar te midden van haar collega-sterren oogt ze niet bijzonder. De zon is één van de naar schatting 250 miljard sterren die deel uitmaken van het sterrenstelsel Melkweg. Ze is niet opmerkelijk groot of helder en met haar positie in één van de spiraalarmen van de Melkweg, neemt ze zeker geen bijzondere plaats in.

De zon als onopvallende ster in het sterrenstelsel Melkweg.

De Melkweg bestaat al ruim 13,5 miljard jaar. Ze heeft een diameter die lange tijd geschat werd op 100.000 lichtjaar (in kilometer uitgedrukt een 1 met 18 nullen), maar, zoals in de aanhef vermeld, wellicht eerder het dubbele bedraagt. Wij bevinden ons op zo’n 24.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, waar zich een allesverslindend zwart gat bevindt. Om deze afstand even in perspectief te plaatsen: de afstand tussen aarde en zon bedraagt 8,3 lichtminuten.

Stap 4: De Lokale Groep

De Melkweg is zelf ook maar weer één van vele sterrenstelsels. Samen met 53 soortgenoten vormt ze de Lokale Groep. Deze cluster van sterrenstelsels heeft een diameter van pakweg 10 miljoen lichtjaar.

Onze dichtste ‘echte’ buur – d.w.z. dwergsterrenstelsels niet meegerekend – is de Andromedanevel op 2,5 miljoen lichtjaar. Beide buren suizen in rotvaart naar elkaar toe. De grote clash staat gepland voor binnen vier miljard jaar.

De Andromedanevel, onze dichtste buur van betekenis.

Stap 5: Cluster boven cluster

Clusters van sterrenstelsels groeperen zich op hun beurt ook weer in nog grotere structuren, superclusters. Onze Lokale Groep zit wat aan de rand van de Virgo supercluster, een gevaarte van enkele tienduizenden sterrenstelsels en een diameter van zowat 110 miljoen lichtjaar.

De Virgo supercluster waartoe de Lokale Groep behoort die onze Melkweg bevat.

Het laat zich uitschijnen dat deze superclusters ook weer opgaan in nog grotere structuren. Zo zou de Virgo supercluster een onderdeel vormen van de Laniakea supercluster.

Op het hoogste niveau van structuren zou het heelal er uit zien als een web-achtig geheel van slierten gevuld met sterrenstelsels en holtes.

Structuur van het heelal: een web-achtig geheel van slierten en holtes.

Stap 6: Het waarneembare heelal

En nog zijn we niet aan het eind…

Het heelal waar we nu op uitkomen is het geheel van structuren dat in principe waarneembaar is voor ons. Dat behelst alle licht uitgezonden sinds de oerknal 13,8 miljard dat door ons kan opgevangen worden. Op het eerste gezicht zou dit waarneembaar heelal dan een straal van 13,8 miljard jaar moeten hebben, maar aangezien het heelal zelf al die tijd aan het uitzetten is, gaat het om een aanzienlijk groter gebied, meer bepaald met een diameter van 93 miljard lichtjaar.

Daarbuiten bevindt zich dan de rest van het heelal, definitief onkenbaar voor ons.

Het waarneembaar heelal met een diameter van zowat 93 miljard lichtjaar. Daarbuiten bevindt zich het onkenbare deel van het heel

Stap 7: Het Veelal

En misschien komt er toch nog een extra stapje bij.

Vanuit theoretische hoek, zoals de snaartheorie en een bepaalde interpretatie van de kwantumfysica, zou dit ontzaglijk groot heelal op zijn beurt slechts 1 van onnoemelijk veel heelallen zijn. Voor sommige snaartheoretici kan dit aantal oplopen tot 1-met-500-nullen.

Artistieke impressie van het Veelal.

Terug naar ‘ons’ heelal

Zoals in de aanhef vermeld, bedraagt het aantal sterrenstelsels in het waarneembaar heelal naar schatting 2000 miljard.

Uitgaande van een gemiddelde van 100 miljard sterren per sterrenstelsel, brengt dit de schatting van het aantal sterren in het waarneembaar heelal op het duizelingwekkend aantal van 1-met-vierentwintig-nullen.

Of, om dit aantal toch iets tastbaars te geven: tienduizend keer het geschatte aantal zandkorrels op aarde.