Wanneer NU.nl schrijft over ontdekkingen in de ruimte, lees je vaak op hoeveel lichtjaar afstand iets gebeurt of zich bevindt. Op NUjij vroegen lezers hoe die afstanden berekend worden. Dat is ingewikkelde materie, maar we geven je een kleine inleiding.
Snelheid van het licht
- Binnen het heelal is er niets dat zich sneller verplaatst dan licht.
- De ‘topsnelheid’ van licht is iets minder dan 300.000 kilometer per seconde. Dan moet het geen ‘obstakels’ zoals materie tegenkomen.
- De Deense astronoom Ole Rømer was in 1676 de eerste die met redelijk succes de lichtsnelheid berekende. Dat deed hij door verduisteringen van de manen van Jupiter te vergelijken.
- Rømer kwam uit op 225.000 kilometer per seconde. Sindsdien wisten wetenschappers de lichtsnelheid steeds nauwkeuriger te berekenen.
- Een lichtjaar is de afstand die licht kan afleggen in 365,25 dagen (de duur van één jaar op aarde). Dat komt neer op ongeveer 9,46 biljoen kilometer (oftewel 9.460.000.000.000 kilometer).
Er zijn verschillende manieren om afstanden in de ruimte te meten. Dat hangt af van hoe ver iets zich van de aarde bevindt. Sterrenkundigen noemen dat de cosmic distance ladder (letterlijk: de kosmische afstandsladder). Hoe verder weg het object, hoe meer rekenwerk erbij komt kijken.
De afstand van objecten die zich relatief dicht bij de aarde bevinden, wordt gemeten met laserstralen. Die worden vanaf de aarde via satellieten met de snelheid van het licht naar een object (zoals een planeet of een maan) gestuurd. Vervolgens wordt gemeten hoe lang het duurt voordat het terugkaatst. Er wordt dus gekeken hoelang licht erover doet om het object te bereiken.
Op deze manier is bijvoorbeeld de afstand tussen ons en de andere planeten in ons zonnestelsel tot op de millimeter nauwkeurig berekend. Maar het heelal is onvoorstelbaar groot, en de meeste objecten zijn te ver weg om met een laser te bereiken. Het is makkelijker om sterren te zien, omdat die in tegenstelling tot planeten hun eigen lichtbron zijn.
Ontvang meldingen bij wetenschapsnieuws
Hoe verder weg, hoe moeilijker het wordt
Doordat objecten in de ruimte altijd in beweging zijn (net als de aarde zelf), staan ze nooit lang op dezelfde plek aan onze sterrenhemel. Op basis van die verschillende posities kunnen sterrenkundigen wiskundig berekenen hoe ver die sterren zich van ons bevinden. Dat heet de parallaxmethode. Die is geschikt voor sterren die minder dan 100 lichtjaar van ons vandaan zijn.
Bij sterren die nog verder weg staan, kan op basis van de helderheid een vrij nauwkeurige inschatting gemaakt worden. Dat gebeurt door het verschil te bekijken tussen de ster op zijn helderst en moment dat het licht minder wordt. (Daarom lijken sterren te twinkelen of flikkeren.) We moeten dan wel weten hoe groot de ster is.
Voor sterren die meer dan een miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn, kunnen we alleen een schatting doen. Dat komt doordat die objecten zó ver weg zijn, dat we geen manier hebben om de afstand nauwkeurig te berekenen. Wetenschappers kunnen op basis van wat we wel weten vaak een goed onderbouwde schatting maken, maar het blijft eigenlijk een gokje.
Zo’n inschatting wordt nog moeilijker gemaakt doordat het universum zich uitbreidt en de afstand tussen objecten daardoor steeds groter wordt. Denk aan een ballon waar je twee stippen op tekent. Hoe meer je de ballon opblaast, hoe groter de afstand tussen de twee stippen wordt.
Terug in de tijd kijken
Omdat we iets pas zien wanneer het licht ons bereikt, kijken we eigenlijk terug in de tijd als we de ruimte verkennen. Hoe verder weg iets zich bevindt, hoe langer het licht nodig heeft om ons te bereiken. Wanneer je een ster of planeet ziet die zich op één lichtjaar afstand bevindt, zie je eigenlijk hoe die er een jaar geleden uitzag.
De verste sterrenstelsels die we kunnen zien, bevinden zich op zo’n 13,5 miljard lichtjaar afstand. Dat betekent dat ze 13,5 miljard jaar geleden al bestonden, maar dat het licht ons nu pas bereikt. We kunnen die alleen zien met heel sterke telescopen, zoals de Hubble-telescoop en de James Webb-telescoop.
Om een vraag te kunnen stellen dien je in te loggen. Log in of maak binnen 1 minuut jouw gratis account aan.
