- De eerste theorieën over het ontstaan van het universum
- The Big Bang Theory en de Steady State Theory
- Ontdekking van de Big Bang-echo
- Referenties
De oerknaltheorie , of de oerknal, bestaat uit een wetenschappelijk model dat het ontstaan van het universum verklaart door middel van astronomische waarnemingen.
De oerknal zou 15 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. Het was een grote kosmische explosie die genoeg materie produceerde voor het ontstaan van planeten, sterren en melkwegstelsels.
Deze theorie stelt dat het universum werd samengeperst tot een primitief atoom, dat het een ongelooflijke hoeveelheid sterk geconcentreerde materie bevatte en dat het ook extreem radioactief was.
Radioactiviteit veroorzaakte de grote explosie en begon met de uitbreiding van het universum. Later begon de materie te condenseren en verschenen clusters van sterrenstelsels.
De elementen die door de explosie zijn verstrooid, bestaan voornamelijk uit deeltjes zoals positronen, neutrino's, fotonen, baryonen, mesonen en elektronen. Momenteel zijn er meer dan 89 atomen bekend.
De oerknal is de meest nauwkeurige theorie over het ontstaan van het universum, maar er moet worden opgemerkt dat er nog steeds onbeantwoorde vragen zijn.
Er zijn bijvoorbeeld vragen over het einde van de expansiecyclus en de mogelijkheid dat het universum weer samentrekt.
Een ander groot raadsel is of het universum open of gesloten is vanwege donkere materie - dit is een belangrijke vraag voor de wetenschap.
De eerste theorieën over het ontstaan van het universum
Een reeks theorieën legt uit dat het universum is gemaakt met een grote kosmische explosie, terwijl anderen beweren dat dit universum altijd in een staat van voortdurende schepping was en blijft. Deze laatste theorie werd verworpen.
De Big Bang-theorie is gebaseerd op wetenschappelijke hypothesen; Deze omvatten Einsteins relativiteitstheorie en ander onderzoek naar hoofddeeltjes.
In 1922 was de kosmoloog Alexander Friedmann de eerste wetenschapper die de procedure van een uitdijend heelal formeel uitlegde door middel van de relativiteitsvergelijkingen.
Het benadrukt ook de bijdrage van wetenschapper Edwin Hubble, die door een telescoop observeerde en opmerkte dat de sterren constant met hoge snelheid van de planeet Aarde weg bewogen.
In 1927 was de Belgische katholieke priester en astronoom George Lamaître de maker van wat de oerknaltheorie zou worden genoemd, aangezien hij dit kon aantonen door de berekeningen van de wet van Hubble, de theorie van Einstein en de vergelijkingen van Friedmann.
George Lamaître bewees dat er een grote explosie plaatsvond op een specifiek punt in het universum en genereerde een hypothese volgens welke het universum door hete straling tot een klein punt werd gecomprimeerd en vervolgens bevroor.
Volgens Lamaître was de intensiteit van de explosie niet groot genoeg om het universum voor onbepaalde tijd te laten groeien. Daarom was het de kracht van de eerste explosie die aanvankelijk bepaalde dat de sterrenstelsels van elkaar scheiden.
Na verloop van tijd verloor deze kracht zijn intensiteit. De sterrenstelsels waren zo sterk gecondenseerd dat de meeste materie in het heelal er al in geconcentreerd was.
Vanaf dat moment begon de kosmische afstoting in te werken, waardoor de sterrenstelsels verder gingen scheiden, zoals ze momenteel worden waargenomen.
De Amerikaanse astrofysicus George Gamow heeft ook de Big Bang-theorie gebruikt om de oorsprong van het universum op een eenvoudiger manier uit te leggen dan die van Lamaître.
Gamow voerde aan dat de temperatuur van de explosie zo hoog werd en de kracht van de explosie zo groot, dat dit genoeg was voor het universum om voor onbepaalde tijd uit te breiden.
The Big Bang Theory en de Steady State Theory
In 1949 was de astrofysicus Fred Hoyle een van de grootste vijanden van Lamaître's theorie.
Hoyle was een van de wetenschappelijke verdedigers van de theorie van de stabiele toestand, aangezien het belachelijk leek dat de schepping van het universum plaatsvond door een explosie.
Tijdens een radioshow sneerde Fred Hoyle naar het noemen van de theorie een 'oerknal', en vanwege de controverse die de term opleverde, werd het uiteindelijk de formele titel.
De steady-state-theorie legt uit dat de vorming van waterstofatomen in de loop van de tijd constant is geweest, wat betekent dat sterrenstelsels constant aan het verdichten zijn.
Dit geeft aan dat het universum altijd zal uitdijen, en dat het nooit een begin heeft gehad en ook geen einde zal hebben.
Sommige astronomen zijn het niet eens met het idee dat het universum in een stabiele toestand kan blijven en dat er constant waterstofatomen worden geproduceerd.
Zowel de Big Bang-theorie als de steady-state-theorie gaan ervan uit dat het universum werd geproduceerd uit een bepaald primitief atoom.
Op dit moment kunnen door technologische vooruitgang en wiskundige kennis beide theorieën worden opgehelderd, door details te geven over hoe sterrenstelsels hun bestaan begonnen, hoe ze tot nu toe zijn doorgegaan en hoe het universum is ontstaan.
De astronomen van de toekomst zullen een reeks onbekenden kunnen ophelderen, maar momenteel wordt de oerknaltheorie beschouwd als de beste hypothese van het begin en de evolutie van de kosmos.
Ontdekking van de Big Bang-echo
In 1965 ontdekten natuurkundigen Arno Penzias en Robert Wilson bij toeval kosmische microgolf-achtergrondstraling, en deze ontdekking sloot de steady-state-theorie uit.
Dit gebeurde toen ze bezig waren met het creëren van de eerste communicatiesatelliet om verbindingen tot stand te brengen met gebieden die ver van anderen verwijderd waren.
Ze plaatsten een mini metalen bolvormige satelliet in een baan om de ruimte, die frequenties naar een trompetvormige antenne in New Jersey stuurde.
Dit experiment werd uitgevoerd met de bedoeling de functie van een radiotelescoop te vervullen, waarmee ze alle interferenties die ruis konden veroorzaken, wilden elimineren.
Er was echter microgolfinterferentie die het signaal beïnvloedde en ze wisten niet waar het vandaan kwam.
Ze probeerden met alle middelen het geluid weg te nemen, totdat ze tot de conclusie kwamen dat het te wijten was aan de uitwerpselen van de duiven. Ze slaagden erin dit probleem op te lossen, maar er was nog steeds de echo met dezelfde kracht.
Penzias en Wilson, zonder een verklaring te hebben voor wat er gebeurde, overlegden met kosmologen James Peebles en Robert Dicke van Princeton University.
Peebles en Dicke waren bezig met het ontwikkelen van een apparaat dat de microgolfemissie van de oerknal kon opvangen.
Penzias nam contact op met de wetenschappers om te vragen naar het lawaai, maar toen Robert Dicke het gesprek met Penzias beëindigde, zei hij tegen zijn team: "Jongens, jullie gingen ons voor."
Voor deze ontdekking ontvingen Arno Penzias en Robert Wilson in 1978 de Nobelprijs voor de natuurkunde.
Referenties
- Wat is de oerknal? (2016). Bron: spaceplace.nasa.gov
- Het verhaal van Universe: Big Bang. (2016). Bron: esa.int
- Elizabeth Howell. De oerknaltheorie. (2017). Bron: space.com
- Oerknaltheorie. Bron: big-bang-theory.com
- Matt Williams. Big Bang Theory: Evolution of Our Universe. (2015). Bron: universetoday.com