Het heelal is waarschijnlijk oneindig groot, maar zeker weten doen we het niet. Wat wetenschappers wel zeker weten: het heelal heeft geen rand. De nieuwste sterrenkundige waarnemingen wijzen erop dat het heelal onbegrensd is en zich in alle richtingen uitstrekt zonder een eindpunt. Toch is er een belangrijk verschil tussen “onbegrensd” en “oneindig”, en dat verschil is precies waar het interessant wordt.
Het waarneembare heelal is niet hetzelfde als het hele heelal
Wat mensen met een telescoop kunnen zien, is het zogeheten waarneembare heelal. Dat is een bol rondom de aarde met een straal van ongeveer 46 miljard lichtjaar. Die grens bestaat niet omdat het heelal daar ophoudt, maar omdat het licht van verder weg ons nog niet bereikt heeft. Het heelal is namelijk pas zo’n 13,8 miljard jaar oud, en licht heeft tijd nodig om te reizen.
Buiten die waarneembare grens bestaat er bijna zeker meer. Hoeveel meer, en of dat “meer” een eindpunt heeft, is een van de grote open vragen in de kosmologie. Het waarneembare deel is dus een soort venster, geen muur.
Is het heelal oneindig of gewoon heel erg groot?
Dit is de kernvraag, en het eerlijke antwoord is: dat weet niemand met zekerheid. Er zijn twee serieuze mogelijkheden die wetenschappers onderzoeken.
- Het heelal is oneindig. In dat geval strekt het zich letterlijk eindeloos uit in alle richtingen. Er is geen rand, geen rand daarachter, en ook geen “buitenkant”. Dit past bij de huidige metingen, die laten zien dat het heelal vlak is, niet gebogen.
- Het heelal is eindig maar onbegrensd. Net als het oppervlak van een bol, dat geen rand heeft maar toch eindig is, zou het heelal zo gevormd kunnen zijn dat je, als je lang genoeg in één richting reist, uiteindelijk terugkomt waar je begon. Dit klinkt vreemd, maar is wiskundig mogelijk.
Metingen van de zogeheten kosmische achtergrondstraling, het zwakke restlicht van de oerknal, laten zien dat het heelal op grote schaal vlak is. Dat wijst op een oneindig heelal, maar sluit een eindig heelal niet helemaal uit. De meetfout is gewoon nog te groot om het definitief te beslissen.
Waarom heeft het heelal geen rand?
Het idee van een rand veronderstelt dat er iets buiten het heelal is. Maar het heelal is per definitie alles wat bestaat, inclusief ruimte en tijd. Er is geen “buiten”. De ruimte zelf is ontstaan bij de oerknal, er was geen lege ruimte die al klaarstond om gevuld te worden. Dat maakt de vraag naar een rand eigenlijk zinloos: een rand waartegen, en wat zit er dan achter?
Dit is moeilijk voor te stellen, omdat ons brein gewend is aan objecten die ergens ophouden. Maar het heelal is geen object in een grotere ruimte. Het is de ruimte zelf.
Wat betekent de uitdijing van het heelal hiervoor?
Het heelal dijt uit. Sterrenstelsels bewegen van elkaar af, en hoe verder weg ze zijn, hoe sneller dat gaat. Op grote afstand gaan sterrenstelsels zelfs sneller van ons af dan de lichtsnelheid, niet omdat ze zelf zo snel bewegen, maar omdat de ruimte tussen ons en hen uitrekt. Dit betekent dat een deel van het heelal voorgoed buiten ons bereik valt, zelfs als het heelal oneindig is.
De uitdijing vergroot het heelal dus niet in de zin dat het in iets anders groeit. De ruimte zelf wordt groter, overal tegelijk. Als het heelal oneindig is, blijft het oneindig, maar strekt die oneindigheid zich verder uit.
Wat zeggen waarnemingen nu concreet?
Metingen van de vlakheid van het heelal geven aan dat de kromming van de ruimte heel dicht bij nul ligt. Een volkomen vlak heelal is wiskundig oneindig. Hoe dichter de gemeten vlakheid bij nul komt, hoe groter het heelal minimaal moet zijn, ook als het eindig is. Schattingen op basis van huidige data suggereren dat het heelal, als het eindig is, minstens honderden tot duizenden malen groter is dan het waarneembare deel. Dat is al zo groot dat het praktisch niet van oneindig te onderscheiden is.
Kortom: het heelal is onbegrensd en vrijwel zeker oneindig groot, maar de definitieve wetenschappelijke bevestiging ontbreekt nog. Wat we wel weten, is dat het waarneembare deel, hoe duizelingwekkend groot ook, slechts een fractie is van wat er werkelijk bestaat.
