In de fysische kosmologie is de zogeheten 'Big Bang' (in het Nederlands gekend als de 'oerknal') een wetenschappelijke theorie die beschrijft hoe het universum ontstond uit een enorme dichte en hete vorm, ongeveer 13.7 miljard jaar geleden. Deze theorie is gebaseerd op de waarnemingen die onder andere de uitzetting van de ruimte aantonen, en werd ook aangetoond door de Hubble roodverschuiving van verafgelegen sterrenstelsels. Geëxtrapoleerd uit het verleden tonen deze observaties aan dat het universum zich uitzette vanuit een vorm waarin alle materie en energie van het universum omvatte en extreem heet en dicht was. Fysici zijn het er echter niet over eens wat hiervoor gebeurde, alhoewel de algemene relativiteitstheorie een gravitationele bijzonderheid voorspelt.
De term 'Big Bang' refereert naar een punt in de tijd wanneer de geobserveerde uitzetting van het heelal (zie de wet van Hubble) begon, dit is ongeveer 13,7 miljard jaar geleden. In een meer algemene betekenis refereert het naar de kosmologische hypotheses die de oorsprong en expansie van het universum verklaren, net zoals de samenstelling van de fundamentele materie doorheen nucleosynthese zoals voorspeld door de Alpher-Bethe-Gamow theorie. Van dit model uitgaande kon George Gamow in 1948, op zijn minst kwalitatief, het bestaan van de kosmische achtergrondstraling voorspellen. Deze werd dan ook ontdekt in het jaar 1964 waarmee het de Big Bang theorie bevestigde en een serieuze klap toediende aan zijn rivaal, de 'steady-state' theorie waarin het heelal oneindig statisch is.
De Big Bang theorie of oerknaltheorie is ontwikkeld uit observaties van de structuur van het universum en theoretische veronderstellingen. Observationeel was bepaald dat de meeste spiraalnevels zich van de Aarde weg bewogen, maar diegene die observeerden waren niet op de hoogte van de kosmische implicaties, noch dat de veronderstelde nevels eigenlijk sterrenstelsels waren buiten onze eigen melkweg. In 1927 deed de Belgische priester Georges Lemaître een opmerkelijke ontdekking. Hij haalde de Friedmann-Lemaître-Robertson vergelijkingen uit de vergelijkingen van Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie en stelde voor dat, op basis van de recessie van een spiraalnevel, het universum begon met een explosie van een "primitieve atoom" wat later de 'oerknal' of 'Big Bang' werd genoemd.
In 1929 zorgde Edwin Hubble voor een obervationele basis voor de theorie van Lemaître. Hij ontdekte dat, gezien vanaf de Aarde, licht van andere sterrenstelsel een roodverschuiving ondergaan in rechtstreekse verhouding met hun afstand van de Aarde. Dit feit staat gekend als de wet van Hubble.Het kosmische principe waarin het universum, wanneer dit bekeken wordt vanaf een grote schaal, geen aangewezen richting of plaats heeft, Hubble's wet stelde voor dat het universum uitzette en dus tegen het scenario van Albert Einsteins statische heelal inging. Dit idee stond open voor twee tegenstrijdige mogelijkheden. De ene was de Big Bang theorie van Lemaître, ontwikkeld door George Gamow en de andere mogelijkheid was de theorie van Fred Hoyle die het statische heelal voorstelde. In die theorie van het statische heelal wordt nieuwe materie aangemaakt wanneer sterrenstelsels zich van elkaar weg bewegen en het universum zelden op het zelfde punt in de tijd begeven. Eigenlijk was het Hoyle die met de naam van Lemaîtres theorie opkwam, die het sarcastisch het 'Big Bang idee' heette tijdens een uitzending op 28 maart 1959 door het BBC third Program. Hoyle herhaalde de term verder in uitzendingen begin 1950 als deel van een serie van vijf lezingen over 'The Nature of Things'. De tekst van elke lectuur werd gepubliceerd in The Listener een week na de uitzending en was de eerste maal dat de term 'Big Bang' afgedrukt werd. Naast de twee populaire modellen die gebruikt werden om Hubble's waarnemingen te verklaren waren er ook andere theorieën. Sommige van deze alternatieven omvatten het Milne model, Richard Tolmans oscillerende universum en Fritz Zwicky's tired light hypothese.
Voor een aantal jaar waren de twee theorieën (Big Bang en statische heelal) evenwichtig verdeeld in hun bekendheid. Het observationele bewijs begon wel steeds meer het idee te ondersteunen dat het heelal ontstond uit een hete dichte vorm. Sinds de ontdekking van kosmische achtergrondstraling in 1964 wordt het aanzien als de beste theorie van het ontstaan en evolutie van het heelal. Alle theoretische werk in kosmologie omvat nu uitbreidingen en verfijningen aan de basis van de Big Bang theorie. Veel van het huidige werk in kosmologie omvat het begrijpen van het ontstaan van sterrenstelsels in de context van de Big Bang, het begrijpen wat er gebeurde bij de Big Bang en het overeenstemmen van de observaties met de basistheorie. Grote voordelen van de Big Bang theorie werden eind de jaren 1990 gemaakt en in het begin van de 21ste eeuw als resultaat van vele verbeteringen in telescooptechnologieën met grote hoeveelheden satellietgegevens zoals COBE, De Hubble Space Telescope en WMAP. Zulke data gaven kosmologen de kans vele eigenschappen van de Big Bang te calculeren en zo meer juistheid te brengen en zo aantonen dat het uitzetten van het heelal steeds sneller en sneller gaat.
De tijdlijn van de Big Bang omschrijft de reeks gebeurtenissen die zich voordeden en zullen voordoen op basis van de wetenschappelijke theorie van de Big bang. Waarnemingen doen vermoeden dat het universum zoals we het nu kennen ongeveer 13,7 miljard jaar geleden begon. Sindsdien ging het heelal doorheen drie fases. Het vroege begin van het heelal, welke zeer weinig van begrepen wordt, was het moment dat het heelal zo heet was dat deeltjes een energie hadden die hoger was dan dat we kunnen bereiken in de deeltjesversnellers op Aarde. Voordien waren de basiseigenschappen van dit tijdvak uitgewerkt in de Big Bang theorie, de details zijn gebaseerd op onderbouwde gissingen. Na deze periode, het vroege universum, begon evolutie op gang te komen. Dit is wanneer de eerste protonen, elektronen en neutronen zich vormden, dan kernen en uiteindelijk atomen. Met de vorming van neutrale waterstof begon de er kosmische straling uitgestraald te worden. Uiteindelijk begon het tijdvak van structuurvorming, wanneer materie zich begon te vormen in de eerste sterren en quasars en uiteindelijk de sterrenstelsels, clusters van sterrenstelsels en superclusters. Over de toekomst van het universum is vooralsnog weinig gekend.
Computersimulatie van de Big Bang tijdlijn - Foto: NASA/MWAP
Structuurvorming in het Big Bang model verloopt hiërarchisch met kleinere structuren die zich vormen voor de grotere. De eerste structuren die zich vormen zijn quasars, welke helder zijn, vroege actieve sterrenstelsels en een populatie III sterren. voor dit tijdvak kon de evolutie van het universum goed verstaan worden door een lineaire kosmologische verstoringentheorie: alle structuren zouden verstaan worden als kleine afwijkingen van een perfect homogeen universum. Dit is rekenkundig relatief eenvoudig te bestuderen. Op dit ogenblik beginnen zich de niet-lineaire structuren zich te vormen en het berekeningsprobleem wordt veel moeilijker.
Oprichter & beheerder van Spacepage & Poollicht.be
Sterrenkunde en ruimteweer redacteur.
Vanop de Cape Canaveral lanceerbasis in Florida wordt een Atlas I raket gelanceerd met aan boord de Amerikaanse GOES 9 weersatelliet. Deze satelliet maakt net als zijn voorgangers deel uit van het Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) netwerk dat bestaat uit verschillende weersatellieten die zich in een geosynchrone baan om de Aarde bevinden. Als gevolg van een probleem met één van reactiewielen aan boord van GOES 9 in juni 1998 wordt de satelliet buiten dienst genomen en vervangen door GOES 10. Foto: NASA
Deze website wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door ons te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.