1.1.4 Ontstaan en evolutie van het heelal

• Aardrijkskunde
• Secundair onderwijs

1.1.4 Ontstaan en evolutie van het heelal

Je leert ...

1 welke invloed een aantal wetenschappers hadden op de theorie van het uitdijende heelal.

2 welke bewijzen er bestaan voor de oerknal (wetenschappen).

3 hoe het heelal is geëvolueerd sinds de oerknal.

4 wat de mogelijke scenario's zijn voor het einde van het heelal.

1 Het heelal wordt steeds groter

De theorie van het uitdijende heelal

• De Belg Georges Lemaître ontwikkelde in 1927:  de oerknal of big bang
•  Edwin Hubble: sterrenstelsels zich steeds meer van elkaar verwijderden. het doppler effect
• Wet van Hubble - Lemaître

Ontstaan van het heelal

1 Vlak voor oerknal: Plancktijd

Alle materie die in het heelal aanwezig is, is samengeperst in een punt dat de grootte heeft van een atoom en een temperatuur van 10²⁸ °C.

2 Na 1 seconde

Het atoom expandeert enorm (10⁵⁰ van eerste omvang) en het heelal ontstaat. Massa, tijd, ruimte en energie ontstaan. Protonen, neutronen en elektronen worden gevormd. Door de extreme hitte van deze explosie is de dichtheid van het helaal heel groot en zijn massa, tijd, ruimte en energie met elkaar verbonden.

Ontstaan van het heelal

3 Na 3 minuten

Heliumkernen worden gevormd. De uitdijing van het heelal doet de temperatuur dalen en de straling verliest energie. Na enkele uren is een groot deel van de energie omgezet in gasvormige oermaterie.

4 Na 10 000 jaar

Straling verliest zijn dominante positie over materie. Maar de straling is nog steeds zo hoog dat de materie niet kan binden met elkaar.

Ontstaan van het heelal

5 Na 370 000 jaar

De zwaartekracht trekt gas- en stofwolken samen en vormen klonters van materie. Er zijn nog geen sterren gevormd, waardoor het heelal donker is. Dit staat ook bekend als de kosmische Dark Age.

6 Na 150 miljoen jaar

De klonters van materie vormen de eerste sterrenstelsels en clusters. Foto's van de Hubble- en James Webb-telescoop  tonen sterrenstelsels die 400 tot 800 miljoen jaar na de oerknal zijn gevormd.

Ontstaan van het heelal

7 Na 1 miljard jaar

Binnenin de verdichtingen van materie worden sterren en planeten gevormd.

Dit proces gaat vandaag nog steeds door. Het heelal dijt steeds verder uit, het koelt verder af en nieuwe sterren(stelsels) en planeten(stelsels) ontstaan en sterven.

oerknal

uitbreiding van het heelal

ontwikkeling van planeten en sterrrenstelsels

eerste sterren

kosmische dark age

Evolutie van het heelal

afhankelijk van de zwaartekracht en de massadichtheid

Big Rip:

Als de expansiesnelheid van het heelal blijft toenemen, zal niet alleen de ruimte tussen de stelsels groter worden, maar wordt de materie zo uit elkaar getrokken dat ook de stelsels met hun sterren en planeten, en zelfs tot atomen uit elkaar zullen vallen.

Big Crunch:

De uitbreiding van het heelal komt tot een stilstand, waarna alle materie terug naar elkaar begint toe te bewegen. Het heelal trekt terug samen en stort ineen tot een ultiem beginpunt.

Big Chill:

Alle materie in het heelal is aanwezig en uiteindelijk zullen de absorptienevels uitgeput geraken. Hierdoor ontstaan geen nieuwe sterren en koelt het universum af, wordt het donkerder en zal het uiteindelijk het absolute nulpunt bereiken (0K of -273,15 °C), waarbij atomen amper tot niet meer bewegen.   

Big Bounce:

Een cyclus van de Big Bang en Big Crunch. Het universum ontstaat door een Big Bang, maar keert terug naar zijn oerpunt door de Big Crunch, waarna er terug een Big Bang ontstaat.

big rip

big crunch

Big chill

big bounce

oefeningen

reeks A:  1 - 4

reeks B:  1 - 5

1.5 levensloop van een ster