Het heelal is minstens 93 miljard lichtjaar groot, en mogelijk oneindig. Dat is de diameter van het deel van het heelal dat we kunnen waarnemen, het zogenaamde waarneembare heelal. Wat daarbuiten ligt, weten we simpelweg niet, omdat het licht van die gebieden ons nooit heeft bereikt en ook nooit zal bereiken.
Dit getal is groter dan de meeste mensen verwachten. Het heelal is namelijk “maar” 13,8 miljard jaar oud. Hoe kan het dan 93 miljard lichtjaar breed zijn? Dat heeft alles te maken met de uitdijing van de ruimte zelf.
Waarom hoe groot het heelal is niet simpel te beantwoorden is
Je zou denken: als het heelal 13,8 miljard jaar oud is, kan licht in die tijd maximaal 13,8 miljard lichtjaar hebben afgelegd. Maar dat klopt niet, omdat de ruimte zelf uitdijt. Een sterrenstelsel dat vlak na de oerknal licht uitzond, bevindt zich inmiddels véél verder weg dan 13,8 miljard lichtjaar, simpelweg omdat de ruimte tussen ons en dat stelsel is uitgerekt. Dit is geen beweging door de ruimte, maar een oprekking van de ruimte zelf.
Daardoor is de rand van het waarneembare heelal op dit moment op zo’n 46 miljard lichtjaar afstand. De diameter van het waarneembare heelal bedraagt daarmee ongeveer 93 miljard lichtjaar. Dit is een enorm, maar eindig getal voor het deel dat we in principe kunnen zien.
Het waarneembare heelal versus het totale heelal
Er is een belangrijk verschil tussen het waarneembare heelal en het totale heelal. Het waarneembare heelal is het bolvormige gebied rondom de aarde waarvan licht ons heeft kunnen bereiken. Buiten die grens bestaat er ook materie en ruimte, maar het licht daarvan is nog nooit bij ons aangekomen.
Het totale heelal kan veel groter zijn dan het waarneembare deel, en volgens sommige kosmologische modellen is het zelfs oneindig. Als het heelal vlak is (en metingen van de kosmische achtergrondstraling wijzen sterk in die richting), dan is er geen reden om aan te nemen dat het ergens ophoudt. In dat geval strekt het zich eindeloos uit in alle richtingen.
Sommige modellen, zoals de inflatietheorie, voorspellen dat het heelal minimaal een factor 10^23 groter is dan het waarneembare deel. Dat zijn getallen die elk menselijk begrip te boven gaan.
Hoeveel sterrenstelsels en sterren passen er in dit heelal?
Het waarneembare heelal bevat naar schatting zo’n 2 biljoen sterrenstelsels. Ons eigen Melkwegstelsel telt al zo’n 200 tot 400 miljard sterren. Vermenigvuldig dat met 2 biljoen sterrenstelsels en je krijgt een aantal sterren dat zelfs voor astronomen moeilijk te bevatten is: ruwweg een getal met 24 nullen.
Ter vergelijking: het aantal zandkorrels op alle stranden en woestijnen van de aarde wordt geschat op “slechts” een getal met 19 nullen. Er zijn dus waarschijnlijk méér sterren in het heelal dan er zandkorrels op aarde zijn.
Hoe meten wetenschappers de grootte van het heelal?
Wetenschappers gebruiken verschillende methoden om de omvang van het heelal te bepalen. De belangrijkste is het meten van de kosmische achtergrondstraling, een zwak signaal van microgolven dat het hele heelal doordringt. Dit is de “nagloed” van de oerknal, uitgestoten toen het heelal ongeveer 380.000 jaar oud was.
Door patronen in die achtergrondstraling te analyseren, kunnen astronomen de courbure (de “vorm”) van het heelal berekenen. Andere methoden zijn het meten van de roodverschuiving van licht van verre sterrenstelsels en het observeren van zogenaamde standaardkaarsen: sterren en supernova’s met een bekende helderheid, waarmee je de afstand kunt bepalen.
Groeit het heelal nog steeds?
Ja, het heelal dijt nog steeds uit en de uitdijing versnelt zelfs. Dat werd in 1998 ontdekt en leverde de betrokken wetenschappers in 2011 de Nobelprijs voor Natuurkunde op. De oorzaak van die versnelling is donkere energie, een onbekende kracht die naar schatting zo’n 68 procent van het totale energiegehalte van het heelal uitmaakt.
Die versnelling heeft een opvallend gevolg: het waarneembare heelal wordt op de lange termijn juist kleiner in plaats van groter. Sterrenstelsels die nu nog zichtbaar zijn, bewegen door de versnelling steeds sneller van ons weg. Op een gegeven moment gaat dat sneller dan de lichtsnelheid (iets wat mogelijk is omdat de ruimte zelf uitdijt, niet de materie daarin), en verdwijnen ze permanent uit ons gezichtsveld. Over vele miljarden jaren is de nachtelijke hemel stukken leger dan nu.
Veelgestelde vragen over de grootte van het heelal
Heeft het heelal een rand of een muur?
Niet in de zin van een fysieke muur. De rand van het waarneembare heelal is een informatiegrenslijn, geen materiaal object. Voorbij die grens bestaat er waarschijnlijk gewoon meer ruimte en materie.
Kan het heelal oneindig zijn?
Ja, dat is wetenschappelijk gezien mogelijk. Metingen wijzen op een vlak heelal, en een vlak heelal kan oneindig zijn. Zekerheid hebben we hier niet.
Is ons heelal het enige heelal?
Dat weten we niet. Sommige theorieën, zoals de inflatietheorie en de snaartheorie, voorspellen dat er meerdere heelallen zouden kunnen bestaan. Dit is nog speculatief en niet te testen met huidige meetmethoden.
Hoe groot is het heelal in kilometers?
Een lichtjaar is al ongeveer 9,46 biljoen kilometer. De diameter van het waarneembare heelal van 93 miljard lichtjaar is daarmee een getal met zoveel nullen dat het geen praktische betekenis meer heeft voor het dagelijks leven.
De werkelijke omvang van het heelal is voor ons mensen feitelijk niet te bevatten. Het waarneembare deel alleen al is zo groot dat zelfs de meest krachtige telescopen pas het allerkleinste stukje ervan in detail hebben vastgelegd. Het totale heelal is vrijwel zeker nog veel groter, en misschien wel oneindig. Dat maakt het een van de meest fascinerende open vragen in de wetenschap.
