Het zichtbare heelal

Het zichtbare heelal is een term die gebruikt wordt in de kosmologie om een bolvormige regio in de ruimte te beschrijven. Deze bevindt zich rond de waarnemer en is dicht genoeg zodat we nog objecten zouden kunnen zien. Voorbeeld: het licht dat een object in het heelal uitstraalt, doet er een bepaalde tijd over vooraleer deze de waarnemer bereikt.

Het woord "zichtbare" heeft in deze zin niets te maken met de moderne technologie die ons in staat stelt om straling van een ander object in dit gebied te detecteren. Het betekent eenvoudig dat het mogelijk is dat licht of een andere straling van het (verafgelegen) object een waarnemer op Aarde bereikt. In vele magazines, dagbladen en professioneel onderzoek wordt meestal de term "heelal" of "universum" gebruikt terwijl men eigenlijk het "zichtbare universum" bedoelt. De reden hiervoor is dat niet-observeerbare fenomenen wetenschappelijk niet relevant zijn, aangezien ze niet beïnvloed worden door gebeurtenissen die wij kunnen waarnemen. Ze kunnen ook niet worden gemeten. Daarom worden diverse theorieën over delen van het heelal die niet geobserveerd zijn, meestal genegeerd.

Grootte van het zichtbare heelal

In de zin van een meereizende afstand geschaald aan de huidige condities, bedraagt de straal van het zichtbare universum 13,7 miljard lichtjaar aangezien het universum 13,7 miljard jaar is. Één kleine opmerking: de ruimte kan sneller uitzetten dan de snelheid van het licht waardoor de fysieke grootte veel hoger zou liggen. Denk bijvoorbeeld aan een foton dat zich in een baan bevindt. Als de ruimte uitzet (en dat is wat er gebeurt bij de uitzetting van het heelal) zal de foton een afstand moeten oversteken die groter is dan de Hubble afstand of de traditionele straal van het zichtbare universum.

De grootte van het zichtbare universum wordt door sommigen in twijfel getrokken. Een studie van WMAP naar kosmische achtergrondstraling in 2004 wees uit dat het heelal minstens 18 miljard jaar in straal is. De cijfers uit maart 2005 tonen een ruimte van 46 miljard lichtjaar in elke richting. De diversiteit in groottes hangt af van de gedetailleerdheid van de modellen van de Hubble wetten, voornamelijk de niet rechtlijnige oorsprong van donkere energie van het universum die het universum doet uitzetten en doet versnellen.

In de praktijk zien we enkel objecten die zich tot op 300 000 lichtjaar van het zogenaamde 'einde' van het universum bevinden. Dit is het ogenblik dat het universum afkoelde, en de vrij rondzwevende elektronen werden aangegrepen door de atoomkernen. De fotonen die zo broodnodig zijn voor onze observaties werden pas vanaf dat moment (dmv het Compton effect) niet meer geabsorbeerd door de materie. Vanaf dat moment kunnen we dus pas echt zaken gaan waarnemen, alhoewel het wel mogelijk is informatie te krijgen van voor deze tijd door de detectie van zwaartekrachtgolven..

Inhoud

Het zichtbare universum omvat ongeveer 3 tot 5x10²² sterren die zich voordoen in ongeveer 80.000 miljoen sterrenstelsels waarvan er velen nog eens clusters en superclusters vormen.
Twee ruwe berekeningen geven het aantal atomen in het zichtbare universum. Dit wordt geschat tussen de 1,7x10⁷⁷ en 4x10⁷⁹.

• De horizon van ons universum ligt op een afstand van ongeveer 14.000 miljoen lichtjaar. Als we geen rekening houden met het krommingeffect van de ruimte, is het volume 4/3 pi R³ = 8.8 x 10⁸³ kubieke centimeter. De kritieke densiteit van het universum voor deze waarde van de Hubble constante, is 3H^2/8 pi G welke uitkomt op 1x10^-29 gram per kubieke meter of ongeveer 5x10^-6 atomen van waterstof per kubieke centimeter. Men neemt aan dat slechts 4 procent van de kritieke densiteit zich voordoet onder de vorm van normale atomen, dus blijft er nog 5x10^-6 x 4x10^-2 = 2x10^-7 waterstofatomen/kubieke centimeter. Vermenigvuldigen we dit met het volume van het zichtbare universum, komen we uit op zo'n 1.7x10⁷⁷ waterstofatomen.
• Een typische ster weegt ongeveer 2x10³³ gram, wat ongeveer 1x10⁵⁷ atomen van waterstof per ster bevat.
  Een typisch sterrenstelsel heeft ongeveer 400 000 miljoen sterren wat wil zeggen dat elk sterrenstelsel 1x10^-57 x 4x10¹¹ = 4x10⁶⁸ waterstofatomen bevat.
  Er zijn mogelijk 80 000 miljoen sterren in het universum, dit betekent dat er zich ongeveer 4x10⁶⁸ x 8x10¹⁰ = 3x10⁷⁹ waterstofatomen in het universum bevinden.
  De berekeningen zijn een lage calculatie. In werkelijkheid kan dit veel hoger liggen door bijvoorbeeld mogelijke atoombronnen.