’n Heelal vol verrassings
NET ’n eeu gelede het wetenskaplikes geglo dat ons sterrestelsel, die Melkweg, die ganse heelal bevat. Maar gedurende die 20ste eeu het groot vooruitgang in die sterrekunde, fisika en tegnologie die asemrowende omvang van die kosmos onthul. Sommige van die ontdekkings het ’n mens ook nederig laat voel. In onlangse dekades het sterrekundiges byvoorbeeld besef dat hulle nie weet waaruit meer as 90 persent van die heelal bestaan nie. Wat meer is, die ontdekkings wat tot hierdie slotsom gelei het, het vrae by wetenskaplikes laat ontstaan oor hulle begrip van die grondbeginsels van die fisika. Sulke vrae is natuurlik niks nuuts nie.
Laat in die 19de eeu het die fisici byvoorbeeld iets vreemds omtrent die spoed van lig waargeneem. Hulle het gevind dat lig, relatief tot ’n waarnemer, altyd teen dieselfde spoed beweeg ongeag hoe vinnig die waarnemer beweeg. Maar dit het glad nie logies geklink nie! Die probleem is in 1905 opgelos deur middel van Albert Einstein se spesiale relatiwiteitsteorie, wat getoon het dat afstand (lengte), tyd en massa relatief is. Toe, in 1907, ná ’n flits van intuïsie wat hy “die gelukkigste gedagte van my lewe” genoem het, het Einstein sy algemene relatiwiteitsteorie begin ontwikkel, wat hy in 1916 gepubliseer het. In hierdie revolusionêre werk het Einstein swaartekrag, ruimte en tyd saamgeweef en die fisika van Isaac Newton verfyn.
Die heelal dy uit
Op grond van die bewyse wat destyds beskikbaar was, het Einstein geglo dat die heelal staties is—dat dit nie uitdy of krimp nie. Maar in 1929 het die Amerikaanse sterrekundige Edwin Hubble bewyse voorsien wat toon dat die heelal uitdy.
Hubble het ook ’n jare lange raaisel opgelos oor sekere wasige ligkolle in die naghemel, wat newelwolke genoem is omdat dit soos gaswolke gelyk het. Maar was al hierdie newelwolke in ons sterrestelsel, of was dit buite ons sterrestelsel, soos die Britse sterrekundige sir William Herschel (1738-1822) meer as ’n eeu tevore aan die hand gedoen het?
Toe Hubble vir die eerste keer die afstand na een van hierdie newelwolke, die Groot Newel in die Andromeda-sterrebeeld, geskat het, het hy tot die slotsom gekom dat die newelwolk eintlik ’n sterrestelsel is wat miljoene ligjare van ons af is. Dit het beteken dat dit ver buite die Melkweg sou wees, wat ’n deursnee van ’n “skamele” 100 000 ligjare het. Namate Hubble die afstande na ander newelwolke bereken het, het hy die enorme omvang van die kosmos begin onthul en ’n omwenteling in die sterrekunde en kosmologie aan die gang gesit.a
Kort daarna het Hubble besef dat die heelal uitdy, omdat hy gesien het dat verafgeleë sterrestelsels van ons af wegbeweeg. Hy het ook opgelet dat hoe verder ’n sterrestelsel van ons af is, hoe vinniger beweeg dit weg. Hierdie waarnemings gee te kenne dat die heelal van gister kleiner is as dié van vandag. Toe Hubble sy revolusionêre werk in 1929 gepubliseer het, het hy die weg gebaan vir die ontwikkeling van die oerknalteorie oor die oorsprong van die heelal, wat aanvoer dat die heelal ongeveer 13 miljard jaar gelede in ’n kosmiese ontploffing ontstaan het. Maar die prentjie is nog steeds onvolledig.
Hoe vinnig dy dit uit?
Sedert Hubble se tyd probeer sterrekundiges die moontlike snelheid waarteen die heelal uitdy, wat “Hubble se konstante” genoem word, so akkuraat moontlik meet. Waarom is dit so belangrik? As sterrekundiges kan bereken hoe vinnig die heelal uitdy, sal hulle daardie berekening kan gebruik om te skat hoe oud dit is. Wat meer is, die snelheid waarteen dit uitdy, kan in die toekoms ernstige gevolge hê. Hoe so? As die heelal byvoorbeeld te stadig uitdy, word daar geredeneer, sal swaartekrag uiteindelik die oorhand kry en veroorsaak dat alles in ’n finale “groot knars” ineenstort! Maar as dit te vinnig uitdy, kan die heelal vir ewig uitdy en heeltemal uitmekaardryf.
Hoewel akkurater berekeninge antwoorde op sommige vrae voorsien het, het ander vrae opgekom—vrae wat twyfel laat ontstaan oor ons huidige begrip van materie en die fundamentele natuurkragte.
Donker energie en donker materie
In 1998 het navorsers wat die lig van ’n spesiale soort supernova, of ontploffende ster, ontleed het, bewyse gevind dat die heelal eintlik al hoe vinniger uitdy!b Aanvanklik was die wetenskaplikes skepties, maar hulle het weldra al hoe meer bewyse gevind. Hulle wou natuurlik weet watter soort energie die versnellende uitdying veroorsaak. In die eerste plek het dit gelyk asof dit teen swaartekrag werk; en in die tweede plek kon dit nie deur die teorieë van die dag verklaar word nie. Hierdie raaiselagtige vorm van energie is gepas donker energie genoem, en dit maak moontlik tot 75 persent van die heelal uit!
Donker energie is egter nie die enigste raaiselagtige “donker” verskynsel wat onlangs ontdek is nie. Die bestaan van nog een is in die 1980’s bevestig toe sterrekundiges verskeie sterrestelsels bestudeer het. Dit wil voorkom of hierdie sterrestelsels, sowel as ons eie, te vinnig draai om ’n eenheid te bly. Dit is dus duidelik dat die een of ander vorm van materie hulle die nodige gravitasiekohesie gee. Maar watter soort materie? Omdat wetenskaplikes geen idee het nie, het hulle dit donker materie genoem, aangesien dit nie ’n bespeurbare hoeveelheid straling absorbeer, uitstraal of weerkaats nie.c Hoeveel donker materie is daar in die heelal? Berekeninge toon dat dit moontlik 22 persent of meer van die heelal se massa uitmaak.
Dink hieraan: Volgens huidige skattings, maak gewone materie ongeveer 4 persent van die massa van die heelal uit. Die res bestaan blykbaar uit die twee groot onbekende verskynsels—donker materie en donker energie. Omtrent 95 persent van die heelal bly dus ’n algehele raaisel!d
’n Nimmereindigende soektog
Die wetenskap soek na antwoorde, maar alte dikwels lei een stel antwoorde tot nog ’n klomp raaisels. Hierdie feit herinner ons aan ’n betekenisvolle stelling wat in die Bybel in Prediker 3:11 opgeteken is. Dit sê: “Alles het [God] mooi gemaak op die tyd daarvoor. Selfs onbepaalde tyd het hy in hulle hart gesit, dat die mensdom nooit die werk wat die ware God gemaak het, van begin tot einde kan uitvind nie.”
Vandag kan ons weens ons kort lewensduur natuurlik net ’n beperkte hoeveelheid kennis inneem, en baie van hierdie kennis is gegrond op bespiegeling en onderhewig aan verandering. Hierdie situasie is egter tydelik, want dit is God se voorneme om getroue mense eindelose lewe in die Paradys op aarde te gee, waar hulle die werk van sy hande vir ewig kan ondersoek en sodoende ware kennis kan opdoen.—Psalm 37:11, 29; Lukas 23:43.
Ons hoef dus nie bespiegelings oor die einde van die heelal te vrees nie. Die wetenskap het per slot van rekening nog net ’n baie beperkte kennis van die werklikheid, terwyl die Skepper alles weet.—Openbaring 4:11.
[Voetnote]
a Sterrekunde is die studie van buiteaardse voorwerpe en materie. Kosmologie, ’n vertakking van sterrekunde, “is die studie van die samestelling en die ontwikkeling van die heelal en die kragte wat daarop inwerk”, sê The World Book Encyclopedia. “Kosmoloë probeer verduidelik hoe die heelal gevorm het, wat sedertdien daarmee gebeur het en wat in die toekoms daarmee kan gebeur.”
b Die ontploffende sterre word tipe 1a-supernovas genoem, en hulle kan vir ’n kort tydjie so helder soos ’n miljard sonne skyn. Sterrekundiges gebruik hierdie supernovas as ’n maatstaf.
c Daar is in die 1930’s beweer dat donker materie bestaan, en dit is in die 1980’s bevestig. Vandag meet sterrekundiges hoeveel donker materie ’n galaksieswerm moontlik bevat deur te kyk na hoe die swerm die lig van verder afgeleë voorwerpe buig.
d Die jaar 2009 is tot die “Internasionale Jaar van Sterrekunde” verklaar en is ’n herdenking van die 400ste jaar sedert Galileo Galilei vir die eerste keer ’n astronomiese teleskoop gebruik het.
[Venster op bladsy 17]
KYK OP EN WEES NEDERIG
Toe ’n eertydse kneg van God na die helder, onbesoedelde naghemel opgekyk het, het hy eerbiedige ontsag gevoel, en hy het ’n gedig daaroor geskryf. Psalm 8:3, 4 sê: “Wanneer ek u hemel sien, die werke van u vingers, die maan en die sterre wat u berei het, wat is die sterflike mens dat u aan hom dink, en die mensekind dat u vir hom sorg?” Die psalmis het egter nie teleskope of spesiale kameras gehad nie. Hoeveel te meer moet ons dan nie ontsag hê nie!
[Diagram op bladsy 18]
(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)
74% donker energie
22% donker materie
4% gewone materie
[Foto-erkenning op bladsy 16]
Agtergrond: Based on NASA photo
[Foto-erkenning op bladsy 18]
Agtergrond: Based on NASA photo