Het heelal is gigantisch en ingewikkeld. Er zijn melkwegen, zwarte gaten, planetenstelsels, planeten, manen… En alles is ook continu in beweging. Het ene draait in een baan rond het andere, terwijl het andere rond zijn eigen as draait. Alles beweegt bovendien nog eens aan duizelingwekkende snelheden, maar wanneer we naar de sterrenhemel kijken lijkt alles toch stil te staan.
'Waarom zie ik eigenlijk elke avond dezelfde sterren?'. We gaan net naar bed en mijn vrouw stelt deze vraag uit het niets. 'Wat bedoel je?', vraag ik. 'Wel, elke avond wanneer ik in bed lig, kijk ik nog even door het raam. De laatste tijd was het helder weer, en het valt me op dat ik elke avond dezelfde sterren zie. Soms liggen ze een beetje meer links en soms een beetje meer rechts, maar het zijn wel elke avond dezelfde.'
Wat een heerlijke vraag! Ik stond er zelf nog nooit bij stil, maar ga het nu wel proberen uit te zoeken.
Model van ons zonnestelsel
En ja, het klopt wel dat we elke dag dezelfde sterren zien, of toch alvast ongeveer. Wanneer ik deze avond om 23:00 naar de nachthemel kijk, dan zal ik morgen om 22:56 dezelfde sterren op dezelfde plaats zien. Die 4 minuten verschil lijkt willekeurig, maar dat komt omdat we na 1 dag (dus 24 uur) de zon op hetzelfde punt aan de hemel zien. En die tijd is niet hetzelfde als de tijd die de aarde nodig heeft om rond haar eigen as te draaien.
Dat klinkt misschien ingewikkeld, maar gelukkig heb ik hier nog een model van ons zonnestelsel liggen, gemaakt van Lego. Hier kan je duidelijk zien dat de aarde, na een rondje rond haar eigen as, een beetje verder staat in haar baan rond de zon. De aarde gaat dus net een beetje verder moeten draaien om de zon weer op dezelfde positie te zien. Dit beetje verder is elke dag gelijk aan 1/365ste van een volledig rondje van 24 uur, en voor dat kleine beetje extra hebben we dus 24 uur/365 = ± 4 minuten nodig.
Alleen… mijn Lego-model is eigenlijk niet juist. Mijn aarde heeft een diameter van ongeveer 4 centimeter en mijn zon heeft een diameter van 8 centimeter. Verder staan ze zo’n 12 cm van elkaar.
Als we de diameter van mijn aarde als referentiepunt nemen en we veranderen alle andere afmetingen naar de juiste schaal, dan zou mijn zon een diameter van bijna 5 meter moeten hebben. En wat nog straffer is, mijn zon zou maar liefst 500 meter van mijn aarde af moeten liggen. Een Lego-model bouwen met stukken van 5 meter diameter en afstanden van 500 meter is natuurlijk niet haalbaar, dus we moeten roeien met de riemen die we hebben. Ook onze schoolboeken hebben hier last van. We kunnen geen accuraat model van ons zonnestelsel tekenen omdat de bladen gewoon te klein zijn. Als je de zon en aarde op een A4-blaadje wil krijgen, kan de zon maximaal 2,5 millimeter dik zijn en de aarde zou zo klein zijn dat je het niet met het blote oog zou kunnen zien.
Sterren
Niet alleen draait de aarde rond de zon, maar ons zonnestelsel zelf reist ook aan een duizelingwekkende snelheid door onze Melkweg. En ook de sterren die we aan de nachthemel zien, zijn in beweging. Praktisch alle sterren die we met het blote oog kunnen zien, samen met ons eigen zonnestelsel, draaien rond het centrum van onze Melkweg. Er zijn nog vele andere melkwegen, maar je hebt al een telescoop nodig om die goed waar te kunnen nemen. En terwijl onze aarde aan een snelheid van 100.000 kilometer per uur rond de zon draait, gaat ons zonnestelsel aan een snelheid van 800.000 kilometer per uur rond het centrum van onze Melkweg. Gelukkig is er in de ruimte geen trajectcontrole.
Die snelheden lijken misschien al onvatbaar, maar dat is nog maar een peuleschil vergeleken met de afstanden die de sterren hebben ten opzichte van de aarde. Hier spreken we al niet meer over kilometers, maar over lichtjaren. Ter referentie, 1 lichtjaar is ongeveer 9.500.000.000.000 kilometer.
In de foto hierboven zie je 4 duidelijke objecten aan de nachthemel. Bovenaan links zie je de ster Pollux (1) die op ongeveer 34 lichtjaar van de aarde ligt. Rechts daarboven kan je dan Castor (2) vinden, die op 50 lichtjaar van ons ligt. Herinner je nog mijn Lego-model waarbij mijn zon eigenlijk op 500 meter afstand moest liggen? Wel, als we deze sterren op dezelfde schaal zouden brengen, zouden ze al op respectievelijk 1.000.000 en 1.600.000 kilometer moeten liggen.
De 2 andere objecten die ik op de foto aanduid, zijn echter geen sterren. Links zie je nog Jupiter (3) en daar rechts, boven de nok van het dak van onze achterbuur, zie je Venus (4). Vergeleken met de sterren liggen die planeten relatief dichtbij. Jupiter bevindt zich op het moment van de foto 900.000.000 kilometer van ons en Venus is 200.000.000 kilometer van ons verwijderd. Of, om in Lego-model termen te spreken, 3000 meter en 680 meter. Als je elke dag naar de sterrenhemel zou kijken, zou je na een tijdje merken dat deze planeten zich wel verplaatsen. De term planeet komt trouwens van het Griekse planḗtēs, wat zwerver betekent. De oude Grieken hadden namelijk al door dat deze vreemde objecten, in tegenstelling tot de sterren, wel door de hemel zwierven.
En dat brengt ons tot het antwoord op de vraag waarom we elke avond dezelfde sterren zien. Hoe verder objecten zich van ons af bevinden, hoe langzamer ze zich door ons gezichtsveld verplaatsen, ook al zijn we in beweging. De sterren die we aan de hemel zien, staan zo onvoorstelbaar ver weg dat we hun beweging gewoon niet kunnen waarnemen. De enige beweging die we denken te zien, komt door de rotatie van de aarde.
Nadat mijn dochter me bedenkelijk bekeek, heeft ze op mijn vraag toch een filmpje gemaakt dat dit effect ook duidelijk laat zien. Tijdens de autorit zie je de vangrail en plantengroei voor het kanaal aan een razende snelheid aan ons voorbij zoeven, terwijl de huizen aan de overkant van het kanaal zich langzamer bewegen. En de wolken in de verte lijken, net als de sterren aan de hemel, zelfs volledig stil te staan.
Ik kan je ten zeerste aanraden om op heldere avonden eens even de tijd te nemen om naar onze nachthemel te kijken. Probeer je dan eens voor te stellen hoe ver die lichtpuntjes zich wel niet van ons vandaan bevinden. En als je nog meer over de sterren en planeten wil leren, kan ik je ook de Star Walk 2 app op je smartphone aanraden. Met gebruik van augmented reality kan je van alles leren over de sterren door gewoon je smartphonecamera naar de hemel te richten.
