Het heelal is ongeveer 13,82 miljard jaar oud. Dat is het antwoord dat wetenschappers op dit moment het meest nauwkeurig kunnen geven, gebaseerd op metingen van de kosmische achtergrondstraling en de uitdijingssnelheid van het heelal.
Maar hoe weten astronomen dat eigenlijk zo precies? En wat zijn de grenzen van die zekerheid? Dat lees je hieronder.
Hoe oud is het heelal: waar komt dat getal vandaan?
De leeftijd van het heelal wordt niet gemeten met een klok, maar berekend op basis van twee dingen: hoe snel het heelal uitdijt en hoe de vroegste straling eruitziet. De uitdijing van het heelal werd voor het eerst ontdekt in de jaren twintig van de vorige eeuw. Astronomen zagen dat sterrenstelsels zich van ons af bewegen, en dat verder weg betekent: sneller. Als je die beweging terugrekent in de tijd, kom je uit op een beginpunt: de oerknal.
De precieze berekening hangt sterk af van de zogenoemde Hubble-constante, een getal dat aangeeft hoe snel het heelal uitdijt per megaparsec (een eenheid voor enorme afstanden). Een hogere waarde voor die constante betekent een snellere uitdijing en dus een jónger heelal. Een lagere waarde geeft een ouder heelal. Precies hierover bestaat nog steeds wetenschappelijke discussie.
De kosmische achtergrondstraling als tijdmachine
De meest precieze meting van de leeftijd van het heelal komt van de kosmische achtergrondstraling (ook wel CMB, van Cosmic Microwave Background). Dit is de “nagloed” van de oerknal, een zwakke straling die overal in het heelal meetbaar is. De Europese ruimtemissie Planck heeft deze straling tussen 2009 en 2013 gedetailleerd in kaart gebracht. Uit die metingen rolt de leeftijd van 13,82 miljard jaar, met een onzekerheidsmarge van zo’n 20 tot 40 miljoen jaar.
Dat klinkt als een grote onzekerheid, maar in verhouding tot 13,82 miljard jaar is het minder dan 0,3 procent. Voor kosmische begrippen is dat buitengewoon nauwkeurig.
Is er twijfel over de precieze leeftijd?
Ja, en die twijfel is serieus. Astronomen botsen momenteel op een probleem dat ze de “Hubble-spanning” noemen. Als ze de uitdijingssnelheid meten via de achtergrondstraling, krijgen ze een iets andere waarde dan wanneer ze die meten via afstandsindicatoren zoals bepaalde supernovae of zogenoemde Cepheïde-sterren. Die twee methoden geven net verschillende uitkomsten, en dat scheelt uiteindelijk in de berekende leeftijd van het heelal.
Dit verschil is nog niet opgelost. Het kan betekenen dat onze modellen van het vroege heelal niet helemaal kloppen, of dat er een meetfout zit in een van de methoden. Sommige wetenschappers opperen zelfs dat er nieuwe, nog onbegrepen fysica mee gemoeid is. Voorlopig blijft 13,82 miljard jaar de best onderbouwde schatting.
Ter vergelijking: hoe oud zijn andere dingen?
Om een gevoel te geven hoe lang 13,82 miljard jaar is, helpt het om het naast andere bekende tijdspannes te zetten:
- De aarde is ongeveer 4,5 miljard jaar oud, dus het heelal bestond al ruim 9 miljard jaar voordat de aarde er was.
- De zon is ook zo’n 4,6 miljard jaar oud.
- De oudste bekende sterren zijn bijna even oud als het heelal zelf: sommige worden geschat op 13 tot 13,6 miljard jaar.
- De dinosauriërs leefden ruwweg 66 tot 230 miljoen jaar geleden. Op de schaal van het heelal is dat een fractie van een oogwenk.
Wat er in die eerste seconden gebeurde
Direct na de oerknal was het heelal onvoorstelbaar heet en klein. In de eerste paar minuten ontstonden de eerste atoomkernen (voornamelijk waterstof en helium). Pas zo’n 380.000 jaar na de oerknal koelde het heelal genoeg af om neutraal waterstof te laten vormen, en werd het voor het eerst doorzichtig voor licht. Dat moment is precies wat de kosmische achtergrondstraling vastlegt. Daarna duurde het nog honderden miljoenen jaren voordat de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden.
De leeftijd van het heelal, 13,82 miljard jaar, is dus geen willekeurig getal maar het resultaat van decennia aan ruimtemissies, wiskundige modellen en sterrenkundige metingen. Het getal staat er solide bij, al weten wetenschappers ook dat de discussie over de precieze waarde nog niet voorbij is.
