Ontstaan en evolutie van het heelal

De oerknal

• 10^-43seconde: het heelal heeft een temperatuur van 10³²graden. Het heelal is gevuld met een exotisch mengsel van deeltjes. Eerst bestond er één enkele krachtwerking, maar de zwaartekracht splitst zich nu af. Het heelal is amper 10^-32cm groot.
• 10^-35seconde: de sterke kernkracht of wisselwerking splitst zich nu af en er ontstaan bellen in het vacuüm die zich hierdoor sneller dan het licht opblazen tot de grote van een tennisbal. Het heelal was ondertussen tot 10¹⁷graden afgekoeld, maar door deze snelle inflatie stijgt de temperatuur terug tot 10²⁷graden.
• 10^-11seconde: de elektromagnetische en zwakke wisselwerking splitsen zich nu ook af.
• 10^-6seconde: het heelal is afgekoeld tot 10¹³graden. Voorheen werden paren quarks en antiquarks gevormd. Nu is daar niet genoeg energie meer voor, en ze beginnen elkaar te vernietigen.
• 10^-4seconde: het heelal heeft nu zo ongeveer de omvang van het zonnestelsel. Door de dalende temperatuur kunnen de quarks zich verbinden tot ondermeer protonen en neutronen.
• 100 seconden: het heelal koelt verder af en er kunnen zich heliumkernen vormen.
• 300000 jaar: het heelal is zó ver afgekoeld dat de elektronen aan atomen worden gebonden. Licht kan nu dus ongehinderd door de atomen heen beginnen bewegen. Voorheen was alles donker.
• 1 miljard jaar: rond deze periode moeten de eerste melkwegstelsels zijn ontstaan uit kleine foutjes in het heelal. Deze fouten kunnen bijvoorbeeld kleine temperatuursverschillen zijn, of minuscule zwarte gaten die ontstaan zijn bij de oerknal.
• 13,7 miljard jaar: hier leven wij nu. Er is lang discussie geweest over hoe oud het heelal nu eigenlijk is. Schattingen liepen ruwweg tussen de 10 en 20 miljard jaar. Onlangs is met nauwkeurige microgolfmetingen van de WMAP satelliet de leeftijd op 13,7 miljard jaar vastgesteld. Dit resultaat zou op 0,2 miljard jaar nauwkeurig moeten zijn (nu ja, dat zeiden ze bij vorige schattingen ook).
  De huidige temperatuur van het heelal is ongeveer -270°C, 3 graden boven het absolute nulpunt.

Evolutie

• Ofwel komt er aan de huidige uitdijing een einde, en krimpt het heelal terug, het omgekeerde van de oerknal. Alles komt uiteindlijk in één punt samen, waarna dit een nieuwe oerknal zou kunnen geven. Uitdijing en contractie zouden elkaar in dit model tot in de eeuwigheid kunnen herhalen.
• Een andere mogelijkheid is dat het heelal steeds trager gaat uitdijen, totdat het bijna stilvalt en een redelijk constante omvang bereikt.
• Het derde scenario is een voortdurende uitdijing. Het heelal blijft uitzetten, alle sterrenstelsels blijven zich van elkaar verwijderen.

Welke kant ons heelal op zal gaan hangt af van de massa. De zwaartekracht is het enige dat de uitdijing kan stoppen. Nieuw onderzoek toont aan dat het heelal waarschijnlijk zal blijven uitdijen. Het lijkt er zelfs op dat deze uitdijing steeds sneller zal gaan, gedreven door een mysterieuze zwarte energie. Dit houdt in dat het heelal zal blijven afkoelen, dat de sterren allemaal zullen doven, dat zelfs de kerndeeltjes uiteen zullen vallen, en het heelal uiteindelijk koud en leeg achterblijft.