’n Foto van die Carina-newel soos afgeneem deur die James Webb-ruimteteleskoop. Foto: NASA, ESA, CSA en STScI, J. DePasquale (STScI - foto met toestemmingvan https://esawebb.org/ gebruik)
Daar sal ’n einde aan alles kom, nie net aan die Aarde nie, maar aan die heelal. ’n Tyd wanneer alles niks sal wees. Dit sal leeg en donker wees – daar sal níks oor wees nie.
Die kosmos is besig om oor en oor uit te dy – al verder én vinniger weg van ons. Dit is nie staties nie. In ’n oneindige ritme van sterre en sterrestelsels wat sedert die begin van tyd gebore word en weer dramaties sterf.
Uiteindelik sal die heelal so ver weg dryf dat sterrestelsels nie meer kan vorm nie. Die laaste sterre sal sterf. Materie sal ingesuig word deur gravitasiekolke tot niks oor is nie. Lig en hitte sal verdwyn. Te donker vir energie.
Maar om te verstaan hoe ons op dié punt sal uitkom, moet ons eers die horlosie terugdraai, oor hoe ons hiér gekom het.
..........
Saans wanneer ’n mens opkyk, sien jy ’n deel van die Melkweg, ons sterrestelsel, met sy 100 miljard sterre. Elkeen het minstens een planeet. Ons sterrestelsel is net een van miljarde in die heelal.
..........
Saans wanneer ’n mens opkyk, sien jy ’n deel van die Melkweg, ons sterrestelsel, met sy 100 miljard sterre. Elkeen het minstens een planeet. Ons sterrestelsel is net een van miljarde in die heelal.
Dit was die laaste kans vir die tuig om ’n foto te neem, onderweg na die interstellêre ruimte. Wat die foto’s gebring het, is ’n erkenning van die Aarde se uniekheid, ons kwesbaarheid en dat dit dié klein plekkie is waar álmal van ons leef en oorleef.
Die eerste reaksie van baie mense, wanneer daar na die geweldig groot heelal verwys word, is dat dit “net te groot vir my kop is om te verstaan”. Nee dit is nie! Jy is veel slimmer as dit, en sodra jy eers ’n bietjie van die kennis ontsluit het, raak dit ’n fassinerende onderwerp om meer oor te leer. Die bekende sterrekundige Carl Sagan het die naam die Bleekblou stippeltjie (pale blue dot) destyds uitgedink.
...........
Maar om te dink aan hoe groot die heelal is, en ons klein stukke rots, kon ook soms jou kop laat bars. Tog is dit ook mooi. Dink net waar is ons regtig: Ons son met die planete wat daarom wentel, is een van die sonnestelsels binne in die Melkweg. Dié is ’n spiraalsterrestelsel wat sowat 100 000 ligjaar in deursnee is. ’n Ligjaar meet nie tyd nie, maar eerder die afstand wat lig in ’n jaar sal reis.
............
Maar om te dink aan hoe groot die heelal is, en ons klein stukke rots, kon ook soms jou kop laat bars. Tog is dit ook mooi. Dink net waar is ons regtig: Ons son met die planete wat daarom wentel, is een van die sonnestelsels binne in die Melkweg. Dié is ’n spiraalsterrestelsel wat sowat 100 000 ligjaar in deursnee is. ’n Ligjaar meet nie tyd nie, maar eerder die afstand wat lig in ’n jaar sal reis. Sou jy teen die spoed van lig kon reis, sou dit jou 100 000 jaar neem om van die een kant van die Melkweg na die ander te gaan. Indien ’n mens van bo af sou kyk, sou jy sien die sterre hierin is gerangskik soos ’n windmeul se vier arms. Ons is in een van die arms, sowat twee derdes uitwaarts vanaf die kern.
Rofweg in die middel is daar ’n supermassiewe gravitasiekolk, ’n ware kosmiese monster wat eers minder as 20 jaar gelede opgespoor is. ’n Gravitasiekolk word gevorm wanneer ’n baie digte, swaar ster ineenstort, óf wanneer een saamsmelt met ’n neutronster – die kern van ’n geweldig digte ster wat nie meer brandstof oorgehad het nie en toe ook weens gravitasie ineengeplof het.
Daar is nog duisende kleiner gravitasiekolke in die Melkweg. Ons sal nooit die Melkweg kan verlaat nie, selfs nie teen die spoed van lig nie, wat in talle opsigte onmoontlik is.
Hoe het alles begin?
Daar was ’n sogenaamde oerknal (die Big Bang) 13,8 miljard jaar gelede, maar dit was nie ’n ontploffing of knal nie. Die term is egter een van daardie woorde wat gebly het; dit is in 1949 op BBC-radio deur Fred Hoyle gebruik. Hy het spottend na ander mense se werk verwys as die oerknal – volgens hom was die heelal in ’n ewewigstoestand.
Dit is intussen bewys dat die wetenskap agter die oerknal ’n bewese teorie is – dus aanvaar – en nie ’n hipotese, wat net ’n idee is, nie. Dit is tans ons kosmologiese model en die woord oerknal word nou maar gebruik.
Dit werk basies so: Aan die “begin” was alles só ’n baie digte punt, genaamd ’n singulariteit, dat dit op die triljoenste van ’n speldepunt kon pas. Daar was geen energie, materie, ruimte en tyd nie – dit is belangrik om dít in gedagte te onthou.
Daardie piepklein punt het begin vergroot – dit was so onbeskryflik warm dat dit die son na ’n ysblokkie sou laat lyk. Dit alles het net binne sekondes gebeur. Kenners noem dit die epog van inflasie toe alles begin uitdy het.
Dit het so vinnig gebeur ná die oerknal dat ’n mens die nulle moet sien om te verstaan waarvan praat sterrekundiges wanneer hulle ’n “fraksie van ’n sekonde” bedoel: 0,00000000000000000000000000000000001 sekonde. Dít was kosmiese inflasie toe die heelal ondenkbaar vinnig en eksponensieel uitgedy het.
Weer en weer het die heelal se grootte verdubbel en verdubbel.
Hierdie inflasie was so kragtig dat net ’n nanometer (0,0000000010 m) blitsig sou vergroot na ’n area ’n kwart miljard ligjaar ver. Supervinnig.
Dit het ’n ondeursigtige sop van materie en energie gevorm. Dit is omdat die warm plasma van klein deeltjies die hele tyd met mekaar reageer het, en veral die lig (fotone) dus nie lang afstande kon reis nie. Vandaar die ondeursigtigheid. Maar, toe die heelal begin afkoel het, sowat 380 00 jaar ná sy ontstaan, juis omdat dit so vinnig uitdy, kon lig reis. Die eerste ligte elemente het begin vorm.
Vandag is dié lig van die oerknal steeds daar, as die kosmiese mikrogolfagtergrond (cosmic microwave background, of CMB) wat die hele heelal baai. Dit het spore gelaat van die begin van alles.
In 1964 het Robert Wilson en Arno Penzias met ’n radioteleskoop in die VSA elke aand ’n gonsgeluid waargeneem wat van alle kante af kom. Dié twee sterrekundiges het gedink dit is die duiwe wat op die teleskoop nes gemaak het, en het hulle gevang. Toe nie. Uiteindelik het hulle navorsing gewys hulle het die nagloed van die oerknal gevind, die einste CMB waarvoor hulle toe ook die Nobelprys in fisika in 1978 ontvang het.
Vir ’n miljard jaar het die heelal uitgedy en afgekoel en het konsentrasies van materie gaan versamel in massiewe hoeveelhede in wat vandag sterrestelsels is. Miljarde van hulle.
Die hart van die Skimsterrestelsel in die Viskonstellasie, soos afgeneem deur die James Webb-ruimteteleskoop. Foto met vergunning: ESA/Webb, NASA en CSA, J Lee and the PHANGS-JWST Team.
In die sterre vorm die swaar elemente; hulle ontplof amper soos sade en stuur dit die heelal in. Nuwe sterre en planete vorm, vol elemente. Stof en gas versamel, word uiteindelik nuwe sterre en planete. Weer en weer. Dit is ook die verhaal van die son, die aarde en die ander planete in ons sonnestelsel. ’n Klein groepie wat iewers gevorm het.
............
Die heelal is steeds besig om uit te dy, maar al hoe vinniger en vinniger. Dit is eers in die 1990’s ontdek. Dit word gedryf deur donker energie, wat steeds nie goed verstaan word nie. Dit is dalk nie “sigbaar” nie, maar dit het ’n effek. Byna soos twee mense wat dans, een geklee in wit en die ander een net in gitswart. Hulle dans in die donker, maar jy sien die effek van die dans op die witgeklede danser.
.............
Die heelal is steeds besig om uit te dy, maar al hoe vinniger en vinniger. Dit is eers in die 1990’s ontdek. Dit word gedryf deur donker energie, wat steeds nie goed verstaan word nie. Dit is dalk nie “sigbaar” nie, maar dit het ’n effek. Byna soos twee mense wat dans, een geklee in wit en die ander een net in gitswart. Hulle dans in die donker, maar jy sien die effek van die dans op die witgeklede danser.
Sowat 68% van alles in die ruimte is donker energie, 27% is donker materie en net 5% is materie. Dit smokkel ’n bietjie met ’n mense se kop indien jy besef al daardie honderde miljarde sterre en planete, en ons, val binne die 5%. Albert Einstein was weer eens reg toe hy gesê het dat die sogenaamde leë ruimte nie leeg is nie. Hierdie vrae bly en sal sekerlik opgelos word – dit is die aard van die wetenskap om onseker te wees en voort te bou op wat dit weet, soos met ’n reuse-legkaart.
Maar dalk vra jy nog: Wat was daar voor die oerknal? Tyd, soos ons dit leer ken het, of iemand nou strepies op ’n boom gekerf het om tred te hou met die seisoene en die maan, en later ’n kalender gemaak het, en uiteindelik ’n horlosie, is maar net om sin te maak van ons bestaan. Voor die oerknal was daar ook nie materie, energie en ruimte nie. Ook nie tyd nie.
Wyle Stephen Hawking het dit altyd só verduidelik: Voor die oerknal was gebeure onmeetbaar en ongedefinieerd. Tyd en ruimte het eindigheid, maar hulle het nie grense, beginpunte of eindpunte nie, net soos die planeet Aarde. Dit eindig, maar daar is nie ’n rand nie. Tyd (en materie, energie en ruimte) het dus begin met die oerknal.
Dit is soos wanneer jy op die Noordpool staan – jy is daar. Daar is nie ’n noord van noord nie. Dit is dít. Soos die einde sal wees.
............
Daar is drie hoofwetenskaplike modelle vir die einde: Die Groot Skeur, Die Groot Knars en Die Groot Vries.
...........
Daar is drie hoofwetenskaplike modelle vir die einde: Die Groot Skeur, Die Groot Knars en Die Groot Vries.
Die Groot Skeur: Die heelal is besig om uit te dy, al verder en vinniger weens donker energie. Uiteindelik sal die effek so groot wees dat alles uitmekaar sal skeur. Dit is omdat die uitdy van die heelal kragtiger sal wees as die gravitasie wat dit bevat. Dit is basies ’n geveg tussen donker energie en gravitasie.
Die Groot Knars: Uiteindelik stort die heelal in homself in omdat hy te “swaar” word. Dit is ’n omgekeerde oerknal en ons keer terug na die staat van ’n singulariteit. Dit is ’n reuse inploffing.
Die Groot Vries: ’n Lang, stadige einde. En as sterrekundiges praat van stadig, dan is dit stadig. Dit gebeur in googoljare: 1 gevolg deur 100 nulle. Die heelal bly uitdy, al vinniger, maar soos alles al verder raak, so versprei die hitte ook. Alles sal so ver weg van mekaar wees dat geen lewe daar of elders die lig van sterre en sterrestelsels sou sien nie. As jy iewers op jou planeet sou staan, sou jy nie jou sonnestelsel se “Melkweg” kon sien nie.
Die verre afstande sal veroorsaak dat daar niks oor is vir nuwe stervorming nie, en uiteindelik te min energie. Die temperatuur sal absolute nulpunt, –273,15 °C, bereik.
Jy mag dalk vra: Wat maak dit saak? Die Aarde sal dan lank reeds to niet wees. Ons is afkomstig van die heelal. Byna elke element in jou liggaam kom van die sterre.
En eendag breek ons af in klein deeltjies, atome. Dit word weer deel van iets anders: dalk ’n dier, dalk ’n stukkie mos, miskien ’n ander mens. Dan, eendag as die Aarde nie meer daar is nie, terug na die sterre en die verre heelal.
Lees ook:
Die supermassiewe gravitasiekolk in die middel van die Melkweg
Wat beteken die eerste foto’s van die James Webb-ruimteteleskoop?
Kommentaar
Wat 'n wonderlike artikel oor 'n moeilik-verstaanbare onderwerp.
Wat 'n ongelooflike stuk werk! Alles ontsettend interessant ...
"Voor die oerknal was daar ook nie materie, energie en ruimte nie. Ook nie tyd nie."
Wat wél voor die sg. oerknal was, was Gees. Uit Hom en tot Hom.
Elsabe Brits kry dit net reg om van die moeilikste konsepte in eenvoudige taal oor te dra. Haar artikels is altyd 'n hoogtepunt.
Hierdie boek sal beslis 'n plekkie op my rak kry. Nog altyd 'n groot bewondering vir E Brits se styl, entoesiasme en inligtingoordragingsvermoë gehad, veral wat die wetenskappe betref, en hierdie een lyk vir my steeds in daardie klas.
Ag Denise dankie tog! Iemand is walker!