Een kleine introductie in de sterrenkunde

Govert Schilling

AUP

Een kleine introductie in de sterrenkunde is een herziening van het Elementaire Deeltje Sterrenkunde (ISBN 9789089646699)

Ontwerp omslag: DPS Design & Prepress Studio

Ontwerp binnenwerk: Crius Group, Hulshout

ISBN 978 94 6372 330 5

e-ISBN 978 90 4854 319 9 (pdf)

e-ISBN 978 90 4854 320 5 (ePub)

NUR 917

© Govert Schilling / Amsterdam University Press B.V., Amsterdam 2018

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 jº het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.

Inhoud

Voorwoord

1. Stof tot nadenken

2. Open ogen

3. Gluren bij de buren

4. Gevaar uit de kosmos

5. Het levende heelal

6. Oorsprong

7. Raadsels

Illustratieverantwoording

Verder lezen

Index

Voorwoord

Sterrenkunde wordt wel eens de oudste wetenschap genoemd. Daar zit wat in: onze verre voorouders hielden opkomst en ondergang van zon en maan al in het oog, ze bestudeerden de afwisseling van de seizoenen, en ze verwonderden zich over de grillige bewegingen van de planeten. Maar tegelijkertijd is sterrenkunde een heel jong wetenschapsgebied. Pas na de uitvinding van de telescoop, iets meer dan vierhonderd jaar geleden, werd een serieus begin gemaakt met het ontraadselen van die mysterieuze kosmos.

Niet zo gek dus dat de meeste astronomische inzichten nog maar kort geleden zijn verworven. Pas in de eerste helft van de negentiende eeuw werd de afstand tot een andere ster bepaald. De ontdekking van de energiebron van de zon vond minder dan honderd jaar geleden plaats, evenals de ontdekking van de uitdijing van het heelal. En pas in 1995 werd voor het eerst een planeet gevonden in een baan rond een andere ster dan de zon.

Ook niet zo gek dus dat veel vragen nog onbeantwoord zijn. Wat gebeurt er binnenin een zwart gat? Is de aarde de enige bewoonde planeet in het heelal? Wat is de ware aard van donkere materie en donkere energie? Wat was er vóór de oerknal? Allemaal vragen waarop sterrenkundigen het antwoord schuldig moeten blijven – voorlopig althans.

Dat sterrenkunde zo tot de verbeelding spreekt, heeft ongetwijfeld voor een deel te maken met al die onopgeloste raadsels. En natuurlijk met het feit dat de hedendaagse astronomie zich bezig houdt met onderwerpen die lange tijd op het terrein van religie en metafysica lagen: de oorsprong van het heelal, onze plaats in ruimte en tijd, en de samenhang tussen de kosmische evolutie en ons bestaan hier op aarde. Daar komt nog bij dat sterrenkunde geen abstract wetenschapsgebied is zoals quantumfysica of neuropsychologie. Iedereen kent de maan en de sterren, en hoewel we er niet naar toe kunnen reizen, ligt de kosmos toch in zekere zin voor het grijpen.

Dit boekje probeert een brede, toegankelijke inleiding te bieden in de moderne sterrenkunde. Lang niet alle details en deelonderwerpen komen aan bod, maar het boekje biedt in ieder geval een goede basis voor een eventuele verdere verdieping. Als je het uit hebt, weet je meer over sterrenkunde dan 95 procent van de Nederlandse bevolking.

Ik heb gekozen voor een verhalende schrijfstijl, en voor een wat minder traditionele opzet, in een aantal overkoepelende thema’s. Het eerste hoofdstuk biedt een algemene kennismaking met het heelal waarin wij leven. In hoofdstuk 2 komen telescopen en waarnemingstechnieken aan bod. Hoofdstuk 3 neemt je mee op een rondreis door het zonnestelsel; in hoofdstuk 4 bekijken we op welke manier de aarde bedreigd wordt vanuit de kosmos. Hoofdstuk 5 is geheel gewijd aan de vraag naar het bestaan van buitenaards leven. Hoofdstuk 6 gaat over de oerknal, en in hoofdstuk 7 komen onopgeloste kosmische raadsels aan bod.

Wil je je na het lezen van dit inleidende boekje verder verdiepen in de fascinerende wereld van het heelal, dan bieden bibliotheek, internet en boekwinkel daar alle denkbare mogelijkheden voor. Wat vrijwel niet in dit boekje aan bod komt, is de sterrenhemel zoals je die op een heldere avond met eigen ogen kunt waarnemen. Daarvoor zou je een bezoek aan een planetarium of een publiekssterrenwacht kunnen overwegen. Ook zijn er sterrenkundige jaarboekjes te koop waarin hemelverschijnselen worden beschreven, en kun je via mijn app ‘Sterrenkunde’ (iOs en Android) op de hoogte gehouden worden van wat er zich boven je hoofd afspeelt.

Ik wens je met het lezen van dit boekje even veel plezier als ik beleefd heb met het schrijven ervan.

Govert Schilling (allesoversterrenkunde.nl)

Kosmische kraamkamer. Gas- en stofwolken worden samengedrukt en verhit door de straling van pasgeboren sterren.

1. Stof tot nadenken

Noem het de arrogantie van de astronoom, maar sterrenkunde is bijna per definitie de meest omvattende wetenschap die er bestaat. Sterrenkundigen bestuderen het universum en alles wat zich daarin bevindt. Alle andere wetenschapsgebieden houden zich bezig met verschijnselen die zich op de een of andere manier op aarde afspelen. Omdat de aarde zelf een van de planeten in het zonnestelsel is, kun je al die onderzoeksterreinen beschouwen als deelgebieden van de sterrenkunde.

Zelfs als je dat een beetje te ver vindt gaan – je hóórt historici, taalwetenschappers en neuropsychologen al protesteren – is het nog steeds zo dat de sterrenkunde zich richt op werkelijk alles wat er bestaat, behalve op de gebeurtenissen op deze ene kleine zandkorrel in een uithoek van de kosmos. Best veelomvattend dus.

Overigens heeft de sterrenkunde (ook vaak astronomie genoemd) zelf ook talloze deelgebieden. Planeetonderzoekers bestuderen de eigenschappen van de broertjes en zusjes van onze eigen aarde. Astrofysici onderzoeken de levensloop van sterren; hoge-energie-astrofysici zijn geïnteresseerd in de meest extreme objecten en verschijnselen in het heelal. Kosmologen tenslotte hebben uitsluitend oog voor het grote geheel: ontstaan, evolutie en structuur van de kosmos. (Heelal, kosmos en universum zijn synoniemen; de drie termen worden in dit boek door elkaar heen gebruikt.)

Terwijl sterrenkunde enerzijds dus de wetenschap van alles is, is het in zekere zin ook de wetenschap van niets. Het heelal bestaat per slot van rekening voor het overgrote deel uit lege ruimte. Gemiddeld genomen komt er in die uitgestrekte leegte ongeveer één waterstofatoomkern per kubieke meter voor. Zo’n perfect vacuüm is in geen enkel aards laboratorium ooit gecreëerd.

Gelukkig is de materie in het heelal niet zo volmaakt gelijkmatig verdeeld, anders waren wij er niet geweest om ons daarover te verbazen. In plaats daarvan zijn atomen al in de prille jeugd van het heelal – vele miljarden jaren geleden – gaan samenklonteren onder invloed van de zwaartekracht. Zo ontstond in de loop van de tijd een wonderlijke hiërarchische structuur van kolossale superclusters, afzonderlijke sterrenstelsels, sterren en planeten. Met al die verschillende objecten en hun samenhang zullen we in dit hoofdstuk kennismaken.

Waar dat allemaal voor nodig is? Dat kun je je inderdaad afvragen. Kennis van het heelal is niet onmisbaar om kinderen op te voeden, bejaarden te verzorgen of leiding te geven aan een multinational. Je lost er het fileprobleem niet mee op, het helpt niet tegen terrorisme, en je trekt er ook de economie niet mee vlot. Op die manier beschouwd heb je eigenlijk niets aan sterrenkunde.

Het werkelijke belang van de astronomie ligt op een totaal ander vlak. Door meer te weten over het heelal en over onze eigen plaats in ruimte en tijd leren we ook meer over onszelf. Wij kunnen ons bestaan niet los zien van de voorafgaande miljarden jaren durende evolutie van de kosmos. We zijn een onlosmakelijk onderdeel van het uitgestrekte universum, en dat besef brengt een gezonde dosis relativeringsvermogen en bescheidenheid met zich mee. De Nederlandse natuur- en sterrenkundige Christiaan Huygens schreef het ruim driehonderd jaar geleden al: het ware ‘te wenschen’ dat alle ‘koningen en alleenheerschers’ dat nu maar eens ‘leerden en bedagten’ – dat zou een hoop narigheid schelen.

Pale blue dot

De Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 bevond zich op 14 februari 1990 op circa zes miljard kilometer afstand van de aarde. Voyager 1 was in september 1977 gelanceerd en had de reuzenplaneten Jupiter en Saturnus van nabij bestudeerd. Daarna vloog hij met hoge snelheid het zonnestelsel uit, op weg naar de sterren. Maar op die Valentijnsdag in 1990, inmiddels bijna een kwart eeuw geleden, keek hij nog één keer achterom en maakte hij een foto van zijn thuishaven – de aarde.

Pale blue dot. De Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 fotografeerde de aarde vanaf 6 miljard kilometer afstand.

Naar menselijke maatstaven is de aarde een grote planeet. De middellijn bedraagt 12.756 kilometer; de omtrek aan de evenaar 40.000 kilometer. Er zijn maar weinig mensen die zonder auto, schip of vliegtuig een rondje om onze planeet hebben gemaakt. Zelfs de astronauten aan boord van het internationale ruimtestation ISS, die eens in de anderhalf uur zo’n rondje maken, zijn keer op keer onder de indruk van de grandeur van hun thuisplaneet.

Maar vanaf zes miljard kilometer afstand stelt de aarde niets voor. Voor Voyager 1 was die prachtige planeet niet meer dan een onooglijk lichtstipje, even klein als de punt aan het einde van deze zin, gezien vanaf 250 meter afstand. Het kleine beetje zonlicht dat door de aarde wordt weerkaatst, wist net één pixel van de Voyagercamera te beroeren. Onze thuiswereld: een zwak, blauw stipje – een pale blue dot.

De Amerikaanse astronoom en popularisator Carl Sagan, lid van het Voyagerteam en bedenker van het foto-experiment, schreef er later een boek over. Pale Blue Dot gaat over de plaats van aarde en mens in ruimte en tijd – een poëtisch, filosofisch en visionair document waarin de verzuchting van Huygens regelmatig doorklinkt. Bijzonder, wat één blauwe pixel allemaal vermag.

Het wordt pas echt bijzonder als je je realiseert dat Voyager 1 op 14 februari 1990 nog lang niet het zonnestelsel uit was. Op zes miljard kilometer afstand was hij weliswaar de baan van de buitenste planeet Neptunus gepasseerd, maar de brede gordel van ijzige hemellichamen waartoe ook Pluto behoort moest nog doorkruist worden. En de sterren waren niet merkbaar dichterbij gekomen: de afstand tot de dichtstbijzijnde ster bedraagt veertig biljoen kilometer – ruim zesduizend keer zo ver. Het is alsof Voyager 1 een straat aan het oversteken was en pas anderhalve millimeter had afgelegd. (Inmiddels bevindt Voyager 1 zich op circa 21 miljard kilometer van de aarde, dat is dus ruim drie keer zo ver als in 1990.)

Afstanden in het heelal zijn meestal zo groot dat we ons er geen goede voorstelling van kunnen maken. Vandaar dat in de sterrenkunde vaak schaalmodellen worden gebruikt – verkleinde voorstellingen van de werkelijkheid. Door met een handig gekozen schaalmodel te werken, krijg je een goede indruk van de onderlinge verhoudingen en van de onvoorstelbare leegte van de kosmos.

In ons denkbeeldige schaalmodel van het zonnestelsel is alles één miljard (duizend miljoen) keer zo klein als in werkelijkheid. De zon is een reusachtige strandbal met een middellijn van 1,4 meter; de planeten die om de zon heen draaien zijn kleine bolletjes op honderden meters of zelfs op kilometers afstand. Voyager 1 bevindt zich op negentien kilometer afstand van de aarde.

De binnenste twee planeten, Mercurius en Venus, draaien op 58 en 108 meter afstand hun baantjes om de zon. Mercurius heeft de afmetingen van een kraal; Venus is zo groot als een forse knikker. Op 150 meter van de zon vinden we de aarde, met een middellijn van 1,3 centimeter. Pas als je heel goed kijkt, is Nederland te ontwaren. En de maan? Dat is een kraaltje van een paar millimeter groot, op nog geen veertig centimeter afstand van de aarde. Verder dan de maan is de mens nog nooit gekomen.

Afstanden

De afstanden in het heelal zijn zo groot dat de kilometer een onhandige afstandsmaat is – dat is alsof de KLM de vliegafstand naar New York in nanometers zou opgeven. In plaats daarvan hanteren sterrenkundigen hun eigen eenheden. In ons zonnestelsel worden afstanden vaak uitgedrukt in de astronomische eenheid (AE), de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon. Eén astronomische eenheid is circa 149,6 miljoen kilometer. Voor afstanden binnen ons Melkwegstelsel wordt vaak het lichtjaar gebruikt: de afstand die een lichtstraal, met een snelheid van 300.000 kilometer per seconde, in één jaar aflegt. Eén lichtjaar is 9,46 biljoen kilometer. Beroepsastronomen werken ook vaak met de parsec (een samentrekking van de woorden ‘parallax’ en ‘seconde’). Eén parsec (pc) is de afstand waarop de straal van de aardbaan (1 AE) gezien wordt onder een hoek van één boogseconde. Een parsec is ongeveer 3,26 lichtjaar. Soms kom je ook de kiloparsec (1000 pc) en de megaparsec (1.000.000 pc) tegen.

Op een afstand van 228 meter van de zon zweeft nog een klein knikkertje, met een opvallende oranjerode kleur: Mars. Buiten de baan van Mars ligt een gordel van nietige stofjes, de planetoïden – in werkelijkheid rotsblokken met afmetingen van enkele meters tot een paar honderd kilometer. En pas op bijna 800 meter afstand van de zon komen we de volgende planeet tegen: Jupiter.

Jupiter is de grootste planeet in het zonnestelsel. In ons schaalmodel meet hij veertien centimeter in middellijn, ongeveer zo groot als een struisvogelei. De volgende reuzenplaneet, Saturnus, is met 12 centimeter een slagje kleiner. Maar deze kleinere reus maakt veel goed door zijn imposante ringenstelsel, dat ongeveer dertig centimeter groot is. Saturnus staat op 1,4 kilometer afstand van de zon. Nog veel verder weg (2,9 en 4,5 kilometer) beschrijven de buitenste twee planeten Uranus en Neptunus hun trage banen. Ze meten ongeveer vijf centimeter in middellijn – iets groter dan een pingpongbal.

Twee struisvogeleieren, twee pingpongballen, wat knikkers en kralen, en een vleug onooglijke stofjes, verdeeld over een gebied zo groot als de stad Utrecht – dat is ons planetenstelsel. Om de aarde niet over het hoofd te zien, moet je echt goed opletten. En al die planeten, ook de twee grootste, vallen volledig in het niet bij de zon, die ongeveer 99 procent van alle materie in het zonnestelsel bevat. Onze pale blue dot is niet meer dan een koude kruimel die achterbleef bij de vorming van één enkele ster.

Speldenprikjes

De aarde waarop wij wonen is niet uniek. Hij is een van de acht planeten die een baan beschrijven rond de zon. En van die acht hoort hij ook nog eens bij de kleintjes – de zogeheten ‘aardse’ planeten (Mercurius, Venus en Mars zijn de andere drie), die uit zware gesteenten en metalen bestaan. De vier reuzenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) zijn veel groter en bovendien veel zwaarder, ook al zijn ze uit lichtere materialen opgebouwd – voornamelijk de lichte gassen waterstof en helium.

Sterrenpracht. Donkere stofwolken belemmeren het zicht op het centrum van ons Melkwegstelsel, dat een paar honderd miljard sterren zoals onze zon bevat.

Ook de zon – verreweg het allerzwaarste object in het zonnestelsel – bestaat grotendeels uit die twee lichte gassen. Dat betekent dat de samenstelling van de aarde totaal niet representatief is voor de samenstelling van het zonnestelsel, en ook niet voor die van het heelal, zoals we later zullen zien. De zware gesteenten en metalen waaruit de aarde bestaat, vormen een minieme ‘verontreiniging’ in een kosmische oceaan van waterstof en helium.

De aarde is een van de acht planeten in een baan om de zon, maar de zon zelf is al evenmin uniek. Iedereen die wel eens op een heldere nacht omhoog heeft gekeken, weet dat. De duizenden sterren die we ’s nachts aan de hemel zien stralen, zijn stuk voor stuk andere ‘zonnen’, op kolossale afstanden. Door die grote afstand voelen we hun warmte niet meer en kunnen we ook hun afmetingen niet langer onderscheiden. Onze eigen zon – de enige ster die we van nabij kunnen bestuderen – zou er op zo’n enorme afstand uitzien als een nietig lichtstipje.

In ons denkbeeldige schaalmodel, met een schaal van één op één miljard, staat de dichtstbijzijnde ster toch alweer op een afstand van 40.000 kilometer. Het zonnestelsel was al relatief leeg, maar de ruimte tussen de sterren is verhoudingsgewijs nog veel leger, getuige de twee strandballen, op een onderlinge afstand die gelijk is aan de omtrek van de aarde. In die interstellaire ruimte bevindt zich weinig meer dan een spreekwoordelijke handvol atoomkernen en elektronen.

Samen met zo’n driehonderd miljard andere sterren maakt de zon deel uit van een groot, plat, traag roterend sterrenstelsel, dat wij het Melkwegstelsel noemen. Willen we ons een goede voorstelling maken van de gigantische afmetingen van dat stelsel, dan moeten we een nieuwe schaal voor ons model kiezen, bijvoorbeeld één op tien biljoen. Vergeleken met ons eerste schaalmodel zijn alle afstanden en afmetingen dan tienduizend keer zo klein geworden. De zon is ineengeschrompeld tot een speldenprik van licht, met een afmeting van een zevende millimeter. De naaste buur van de zon, eveneens geminituariseerd van strandbal tot speldenprik, staat vier kilometer verderop.

En het zonnestelsel? De planeten zijn natuurlijk niet meer te onderscheiden; zelfs het ringenstelsel van Saturnus is nog maar dertig micrometer groot. De omloopbaan van de aarde heeft een straal van anderhalve centimeter; Jupiter staat op acht centimeter van de zon, en wie héél goed kijkt ziet Voyager 1 vliegen, op een afstand van een kleine twee meter. Die is nog wel even onderweg voordat hij bij een andere ster in de buurt komt.

In het centrum van het Melkwegstelsel, en ook in de talrijke sterrenhopen die erin voorkomen, staan de sterren dichter bij elkaar dan in de omgeving van de zon. Toch zal het duidelijk zijn dat het Melkwegstelsel ook in ons schaalmodel van één op tien biljoen nog reusachtig groot zal moeten zijn om plaats te bieden aan driehonderd miljard sterren, als hun onderlinge afstanden in de orde van een kilometer liggen. Om precies te zijn: het Melkwegstelsel heeft in het model een middellijn van 100.000 kilometer – ongeveer een kwart van de afstand tussen aarde en maan.

Van de talloze sterren die als goudstof over dit onafzienbare gebied zijn uitgestrooid, zijn de meeste nog kleiner en zwakker dan de zon. Maar er zitten ook grotere exemplaren tussen: enorme reuzensterren die in sommige gevallen wel een paar centimeter groot kunnen zijn. En in de peilloze lege ruimte tussen de sterren komen we behalve sterrenhopen ook donkere stofwolken en oplichtende gasnevels tegen – feeërieke structuren met de afmetingen van een grote metropool.

Stel het je eens goed voor: een platte pannenkoek, zo groot dat je er maar vier op een rij hoeft te leggen om al bij de maan uit te komen, die bestaat uit driehonderd miljard onooglijke, priemende lichtstipjes. Eén daarvan, op pakweg 27.000 kilometer van het middelpunt, is onze zon – volstrekt onopvallend en anoniem temidden van zijn talloze soortgenoten. En op anderhalve centimeter afstand van die dertien-in-een-dozijn-ster bevindt zich een stofje dat nauwelijks groter is dan één micrometer. Dat is de aarde, de woonplaats van de mens.

Zeepsop

Begin je je al een beetje nietig te voelen? Maak je borst dan maar nat, want ook ons Melkwegstelsel is niet uniek. In het waarneembare heelal (het deel van de kosmos dat wij met telescopen kunnen bestuderen) komen naar schatting zo’n honderd miljard sterrenstelsels voor. Veel van die sterrenstelsels zijn min of meer vergelijkbaar met ons eigen Melkwegstelsel: grote, platte, ronddraaiende schijven van sterren, vaak met een statig spiraalpatroon. Daarnaast zijn er ook veel elliptische reuzenstelsels – kolossale verzamelingen sterren, meestal met een enigszins uitgerekte of platgeslagen bolvorm – en kleine, onregelmatig gevormde dwergstelsels. Ons Melkwegstelsel hoort tot de grotere sterrenstelsels, maar het is in geen enkel opzicht uniek of uitzonderlijk.

Tijd voor een derde en laatste aanpassing van ons schaalmodel. We maken alles nog eens één miljoen keer zo klein, zodat het Melkwegstelsel ineenkrimpt tot een pannenkoek met een middellijn van honderd meter, in plaats van 100.000 kilometer. De zon en de dichtstbijzijnde ster staan dan nog maar een paar millimeter van elkaar af; een sterrenhoop als het Zevengesternte is een fonkelend kluitje lichtstipjes van nog geen twee centimeter groot, en de afstand van de zon tot het Melkwegcentrum bedraagt minder dan dertig meter.

En al die andere sterrenstelsels? In de buurt van het Melkwegstelsel zijn twee kleine begeleiders te vinden (de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk), met afmetingen van veertien en zeven meter – ongeveer zo groot als een huis. Maar de dichtstbijzijnde grote buur van de Melkweg, het Andromedastelsel, heeft een middellijn van 120 meter en staat op een afstand van 2,5 kilometer. Binnen een straal van twintig kilometer – een uurtje fietsen in het schaalmodel – bevinden zich nog tientallen andere sterrenstelsels, en op grotere afstanden neemt dat aantal natuurlijk alleen maar toe.

Astronomische getallen. Ons Melkwegstelsel is slechts een van de vele miljarden sterrenstelsels in het heelal. Elk stelsel op deze foto bevat zelf ook weer vele tientallen miljarden sterren.

De afstand tussen het Melkwegstelsel en het Andromedastelsel is ongeveer 25 keer zo groot als hun middellijn. Dat betekent dat de intergalactische ruimte – de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels in het heelal – verhoudingsgewijs veel minder leeg is dan de interstellaire ruimte. Overigens zijn de sterrenstelsels niet gelijkmatig in het heelal verdeeld. Ze bevinden zich in groepen en clusters, die op hun beurt op de knooppunten liggen van langgerekte slierten en dunne ‘membranen’ van materie. De groteschaalstructuur van het heelal heeft wel wat weg van zeepsop.

Het waarneembare heelal, met zijn miljarden sterrenstelsels, heeft een geschatte middellijn van 93 miljard lichtjaar. In ons model met zijn schaal van één op tien triljoen komt dat overeen met een bol van 93.000 kilometer in middellijn – ruim zeven keer de middellijn van de aarde, en bijna vierhonderd keer zo groot in volume. Probeer het je eens voor te stellen: een bolvormige ruimte groot genoeg om vierhonderd aardbollen te bevatten, die gevuld is met zo’n honderd miljard sterrenstelsels van tientallen meters groot en op onderlinge afstanden van een paar kilometer.

Wij bewonen een onooglijk stofje in een baan rond een onopvallende speldenprik van licht, ergens in een buitenwijk van een van de talloze sterrenstelsels in het heelal. Als de astronomie ons één ding heeft geleerd, is het dat we nergens te vinden zijn.

Oogwenk

De mens is niet alleen nergens te vinden; hij komt ook nog maar net kijken. Of, anders gezegd: het heelal is niet alleen onvoorstelbaar uitgestrekt in de ruimte, maar ook in de tijd. Volgens de nieuwste schattingen vond de oerknal 13,8 miljard jaar geleden plaats. In die 13,8 miljard jaar is veel gebeurd. Sterrenstelsels ontstonden en vielen uiteen; sterren werden geboren en spatten aan het eind van hun leven weer uit elkaar; wie weet wat voor levensvormen ooit het licht hebben gezien en de ogen weer hebben gesloten. Het heelal is continu in beweging, beroering en ontwikkeling.

Gedurende twee derde van die huidige levensduur van het universum was er van zon en aarde geen spoor te bekennen. En Homo sapiens – de denkende mens – is een absolute nieuwkomer op het kosmisch toneel. Wij zijn niet meer dan een oogwenk in de geschiedenis van het heelal.

Om ons een goed beeld te kunnen vormen van de levensloop van de kosmos, maken we gebruik van een denkbeeldige tijdlijn, enigszins vergelijkbaar met de papieren tijdbalk zoals je die vaak aantreft op de muur van een schoollokaal en waarop gebeurtenissen uit de vaderlandse geschiedenis zijn gemarkeerd. Onze tijdlijn heeft een schaal van één millimeter per jaar. Het heden ligt voor je neus; het afgelopen jaar bevindt zich één millimeter naar links, en je geboortejaar zal waarschijnlijk enkele centimeters naar links liggen – enkele tientallen jaren.

Eén millimeter per jaar is een mooie schaal, want markante gebeurtenissen in je eigen leven of in de wereldgeschiedenis kunnen nog nauwkeurig worden aangegeven. De Tweede Wereldoorlog: een stukje tijdlijn van vijf millimeter, zo’n zeven centimeter links van het heden. Columbus’ ontdekking van Amerika (1493): ruim een halve meter naar links – dat past al niet meer op één A4-tje. Het begin van onze jaartelling: twee meter hiervandaan.