Er zijn miljarden sterren, maar waarom is de hemel zo donker?

door Janine

02 November 2023

Heb je je, als je naar de nachtelijke hemel kijkt, ooit afgevraagd waarom de ruimte er zo ongelooflijk donker uitziet, ook al zijn er miljarden sterren in het universum? Je bent niet de enige. Dit raadsel staat feitelijk bekend als de paradox van Olbers en fascineert wetenschappers, astronomen en gewone mensen al eeuwenlang. Er zijn zoveel sterren in het universum dat we een nachtelijke hemel zouden moeten hebben die schittert van al dat licht, maar dit is niet zo. Waarom niet?

Een te donkere nachtelijke hemel: wat is de paradox van Olbers?

Pexels

De paradox van Olbers ontleent zijn naam aan de Duitse astronoom Heinrich Wilhelm Olbers die er in 1826 zijn moderne formulering aan gaf. In de hypothesen die de basis vormen van de paradox beschouwen we het heelal als statisch, oneindig in ruimte en tijd en met een oneindig aantal sterren. Volgens Olbers zouden we een nachtelijke hemel moeten hebben die gelijkmatig verlicht is, zozeer zelfs dat de nacht zo helder is dat hij de zon verduistert. En als je er even over nadenkt, zou het zo moeten zijn. Het maakt niet uit hoe ver de sterren verwijderd zijn: als ze oneindig zijn, zou hun licht ons moeten bereiken en de nachtelijke hemel helderder moeten maken dan deze in werkelijkheid is. Toch is dit niet het geval.

Een oud en uitbreidend universum

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0

De eerste sleutel tot het begrijpen van de paradox van Olbers is de leeftijd van het universum. We weten het al een tijdje, ons heelal heeft een geschatte leeftijd van ongeveer 13,8 miljard jaar. Als gevolg hiervan heeft het licht van elk object op meer dan 13,8 miljard lichtjaar afstand nog geen tijd gehad om ons te bereiken. Om dit concept te begrijpen, kunnen we ons een enorme kosmische bol voorstellen, gecentreerd op de aarde: binnenin kunnen we potentieel alles zien; aan de buitenkant is er een diepe ruimte die we niet kunnen verkennen.

De tweede reden die tot de paradox van Olbers leidt is moderner: het betreft de expansie van het heelal, ontdekt door Edwin Hubble in 1929. In de praktijk bewegen de sterren zich met zeer hoge snelheid van ons af, waardoor het licht van vluchtende sterrenstelsels minder zichtbaar voor het menselijk oog wordt.

Waarom zien we niet al het licht in het universum?

Pexels

En deze tweede reden heeft interessante gevolgen. Naarmate het licht van de sterren zich verwijdert, ervaart het feitelijk een verschuiving naar rood of roodverschuiving. Denk aan het geluid van de sirene van een ambulance: naarmate hij dichterbij komt, wordt hij luider, terwijl hij naarmate hij verder weg rijdt, een lagere toon krijgt. Bij sterren werkt het op dezelfde manier, maar dan op het elektromagnetische spectrum. Naarmate ze verder weg bewegen, verschuift het licht naar langere golflengten die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog, zoals infrarood, microgolven en radiogolven. In de praktijk verschuift het licht van verder weg gelegen en zich terugtrekkende sterren naar delen van het elektromagnetische spectrum die we met het blote oog niet kunnen zien. En als gevolg daarvan lijkt de lucht donkerder dan hij is.

Dus waarom is de lucht zo donker?

Pexels

Zoals we hebben gezien, dragen de leeftijd van het heelal en zijn expansie enorm bij aan onze donkere hemel. Aan de ene kant kunnen we de sterren voorbij een bepaalde afstand niet zien; aan de andere kant kunnen we geen sterren zien waarvan het licht naar rood verschuift. Er zijn echter nog twee andere factoren die verklaren waarom de lucht zo donker is.

De eerste is de dichtheid van sterren in het waarneembare heelal, die relatief laag is. De dichtstbijzijnde ster bij de zon is bijvoorbeeld Proxima Centauri en deze staat op een afstand van 4 lichtjaren, oftewel 37842113620000 km. Precies, een getal dat bijna onuitspreekbaar is, laat staan ​​voorstelbaar. En het is de afstand tot de dichtstbijzijnde ster. De tweede factor die bijdraagt ​​aan de donkere hemel is de toekomstige dood van sterren, waardoor het universum een ​​plek zal worden die voornamelijk wordt bewoond door sterresten en zwarte gaten.

De paradox van Olbers blijft vandaag de dag een fascinerende kwestie. We hebben een punt bereikt waarop we precies kunnen uitleggen waarom de lucht zo donker is, en ons tegelijkertijd kunnen verwonderen over de schoonheid van een sterrenhemel. Wat we vandaag zien, met de vele sterren die onze nachten verlichten, is de helderste hemel die we hebben. En dat is een geruststellende gedachte.