Hologram - Hoofdstuk 1

1-11 Het Heelal / Universum en haar goden

Er werd in de goddelijke omschrijving ook enkele malen het woordje Universum of 
te wel heelal aangehaald. Laten we daar eens de omschrijving van lezen.

Wat de geleerden zeggen over het Universum
Laten we maar eens eerst de wetenschap spreken en wat er in bijvoorbeeld een 
wikipedia vastgelegd is hoe men het heelal/Universum verklaart en ziet.

Het heelal of Universum
Het heelal of universum in de astronomie, ofwel de kosmos in de kosmologie, zijn 
synoniemen voor alle materie en energie binnen het gehele ruimtetijd-continuüm 
waarin wij bestaan.

Definitie
Er valt voorts nog een onderscheid te maken tussen het zichtbare heelal en het 
theoretische heelal:
Het zichtbare heelal omvat dat deel van het heelal waarvan sinds het "begin der 
tijden" licht ons heeft kunnen bereiken en dat we daardoor om ons heen kunnen 
waarnemen. Omdat de snelheid van het licht eindig is, is ook het zichtbare heelal 
gemeten vanaf het "begin der tijden" eindig.
Het theoretische heelal omvat de theoretische modellen die in de kosmologie een 
mogelijke structuur beschrijven waarin het zichtbare heelal wellicht 'ingebed' is. 
Deze worden behandeld in bijvoorbeeld de verschillende snaartheorieën en de 
theorie over een mogelijk multiversum.

De oerknal
Over het algemeen wordt aangenomen dat het heelal is ontstaan volgens de 
oerknaltheorie. Volgens de huidige stand van zaken van deze theorie is het heelal 
circa 13,75 miljard (± 1%) jaar geleden ontstaan.

De Belgische astronoom Georges Lemaître introduceerde in 1927 de theorie dat 
het universum uitdijt, wat verklaarde dat ver van ons verwijderde sterrenstelsels een 
roodverschuiving vertoonden. De Amerikaanse astronoom Edwin Hubble vond twee 
jaren later experimenteel bewijs voor Lemaîtres theorie. Hij bewees dat alle 
sterrenstelsels zich van ons verwijderen met een snelheid proportioneel tot de 
afstand ten opzichte van ons. Dit impliceerde dus ook een begin vanuit een bepaald 
punt en in 1931 verklaarde Lemaître dat het heelal met de explosie van een oeratoom 
was begonnen. Laatdunkend werd deze theorie daarom door de Britse astronoom 
Fred Hoyle "bigbangtheorie" genoemd, een term die is blijven hangen. Het 
belangrijkste bewijs voor de theorie werd in 1964 ontdekt door Arno Allan Penzias en 
Robert Woodrow Wilson, die hiervoor de Nobelprijs voor de Natuurkunde kregen. 
Zij ontdekten namelijk (bij toeval; ze waren er niet naar op zoek) de achtergrondstraling, 
die werd voorspeld door de oerknaltheorie.

Van de verst verwijderde sterrenstelsels is de golflengte van het licht met meer dan 
een factor 6 toegenomen, wat betekent dat het heelal met deze factor is uitgedijd 
sinds het licht van deze sterrenstelsels vertrok.

Aan de hand van de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling gemeten door 
de "Cosmic Background Explorer" (COBE) kon worden berekend hoe oud het heelal is. 
Het moment van de bigbang werd bepaald op 15,556 miljard jaar geleden met een 
onzekerheid van 24 miljoen jaar. Recenter onderzoek met de Wilkinson Microwave 
Anisotropy Probe (WMAP) gaf echter een ouderdom van 13,7 miljard jaar met een 
onzekerheid van 1% (ca. 137 miljoen jaar). Metingen van ESA, bekendgemaakt in 
2013, wijzen op een leeftijd van 13,8 miljard.[1]

Het zichtbare heelal
De grote-schaalstructuur
Het zichtbare heelal is volgens hedendaagse kennis opgebouwd uit grote groepen 
superclusters en clusters, die samen met slierten sterrenstelsels (filamenten) een 
draderig netwerk vormen waartussen zich enorme superholtes bevinden. Deze clusters 
op hun beurt zijn opgebouwd uit honderden tot duizenden sterrenstelsels. Zo’n cluster 
kan een diameter hebben van wel enkele tientallen miljoenen tot honderden miljoenen 
lichtjaren.

De topologie van deze grote-schaalstructuur van het heelal, kan vergeleken worden met 
die van een zeepsop: de materie van het heelal bevindt zich in de dunne 'vlakke' 
gebieden, die de betrekkelijk 'lege' superholtes omsluiten. Op de grenzen van de 
vlakken bevinden zich de filamenten, uitgerekte slierten van sterrenstelsels en op de 
kruispunten van de filamenten vinden we de clusters. Een andere analogie is die van 
de spons, waar ook de 'lege' gebieden met elkaar zijn verbonden.

Plaats van de aarde in de kosmos
De plaats van de Aarde in de kosmos is niet langer aan geocentrisme of heliocentrisme 
onderhevig zoals ten tijde van Copernicus en Galilei en kan zodoende ondertussen redelijk 
goed gesitueerd worden. Zo maakt de aarde deel uit van:

Het zonnestelsel
De Aarde bevindt zich dicht bij het centrum van het zonnestelsel, op ongeveer 150 miljoen 
kilometer ofwel 8 lichtminuten van een gele dwerg die bekendstaat als de zon. De Aarde 
draait rond deze gele dwerg met een gemiddelde snelheid van 30 km/s. De omwenteling 
is voltooid na één jaar. De Aarde bevindt zich op ongeveer 15 à 20 miljard kilometer ofwel 
14 à 18 lichtuur van de grens van het zonnestelsel, ook genaamd de heliopauze waar de 
interstellaire ruimte begint.

De Lokale bel
 Ons zonnestelsel bevindt zich in de Lokale Bel, een opening in het interstellaire gas met 
een dichtheid van slechts 1/10 van de omgeving, veroorzaakt door miljoenen jaar oude 
explosies van supernova's die gas en stof in de buurt wegbliezen. De lokale bel heeft een 
diameter van 600 tot 800 lichtjaar en de Zon ligt op ongeveer 90 lichtjaar van de rand ervan.

De Melkweg
Het zonnestelsel bevindt zich op ongeveer 30.000 lichtjaren van het centrum van de 
Melkweg, aan de rand van een van zijn spiraalarmen, met name de Orion-arm. De 
dichtstbijzijnde buur van ons zonnestelsel is de ster Proxima Centauri op een afstand van 
4,2 lichtjaar. Het zonnestelsel draait rond het centrum van de Melkweg met een snelheid 
van 782 460 kilometer per uur (dat is gemiddeld 217,35 km/s). De omwenteling is voltooid 
na 226 miljoen jaar. De Melkweg is ongeveer 100.000 lichtjaar in doorsnee.

De Melkweg en zijn satellietsysteem. 
Rond de melkweg draaien veertien dwergstelsels, waarvan de meest bekende de 
zogenaamde Magelhaense wolken. Andere satellietsterrenstelsels zijn genoemd naar het 
sterrenbeeld waarin ze worden waargenomen, onder andere de Ursa Majordwerg, Fornax, 
Draco, Ursa Minor dwerg, Leo, Sextans en Sagittarius.

De Lokale groep
De melkweg en zijn satellieten maken deel uit van de Lokale Groep, een cluster van zo’n 
30 à 40 sterrenstelsels gespreid over een diameter van 10 miljoen lichtjaar. Binnen de 
lokale groep van sterrenstelsels in een straal van 5 miljoen lichtjaren is ons melkwegstelsel 
een van de drie grootste. Het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel is de Andromedanevel op 
een afstand van 2,2 miljoen lichtjaren.

De Canes Venatici (wolk). De Lokale Groep maakt deel uit van de Canes Venaticiwolk, 
een cluster met een doormeter van 23 Mpc ofwel 75 miljoen lichtjaar.

De Lokale of Virgosupercluster
 De Canes Venaticiwolk maakt samen met de Virgocluster en enkele andere clusters deel 
uit van de Virgosupercluster of Lokale Supercluster, die meer dan 10.000 melkwegstelsels 
bevat en een doorsnede van 77 Mpc ofwel 250 miljoen lichtjaar heeft. De Lokale Groep 
bevindt zich aan de rand van deze supercluster en beweegt zich van het centrum af, hoewel 
de vluchtsnelheid afneemt ten gevolge van de aantrekking door het centrum. De 
Virgosupercluster als geheel wordt versneld in de richting van de Grote Aantrekker, een 
enorme, in 1986 ontdekte onzichtbare massa op ongeveer 250 miljoen lichtjaar afstand in 
het sterrenbeeld Norma.

De Grote Muur
De Lokale Supercluster maakt deel uit van de Grote Muur, ontdekt in 1989, een 
aaneenrijging van talrijke superclusters, onder andere de Coma- en Hercules-superclusters. 
De afmetingen zijn gigantisch: 500 miljoen lichtjaar lang en 300 miljoen lichtjaar breed. 
Naast de Grote Muur zijn er nog andere “muren” (waaronder de Grote Muur van Sloan). 
De superclusters en muren vormen een draderig netwerk van filamenten, waartussen zich 
enorme superholtes bevinden.

Sloan Digital Sky Survey
Vanaf 2000 is het Sloan Digital Sky Survey project (SDSS) opgestart door het Astrophysical 
Research Consortium (ARC) - een samenwerkingsverband van zeven Amerikaanse 
onderzoeksinstituten - om het huidige universum in kaart te brengen en onze positie daarin. 
Het totale noordelijk halfrond van de sterrenhemel wordt door meerdere telescopen in kaart 
gebracht inclusief de deepskyobjecten. Dit gecombineerd met radiotelescopie zorgt voor 
nieuwe gegevens die vrij opvraagbaar zijn via het internet.

Deze eerste fase, SDSS I, is afgerond in juni 2005. In vijf jaar tijd werden meer dan 200 
miljoen hemellichamen opgespoord, en de spectra gemeten van meer dan 675.000 
sterrenstelsels, 90.000 quasars en 185.000 sterren. Voor de tweede fase, SDSS II, gepland 
tot juni 2008, is het consortium uitgebreid tot 25 internationale onderzoeksinstellingen. 
Het onderzoek spitst zich nu onder meer toe op de oorsprong van sterrenstelsels en quasars 
en het ontstaan en de evolutie van de melkweg.
In juli 2008 startte SDSS III. In deze fase doet men onderzoek naar de donkere energie en 
de kosmologische parameters, de structuur, dynamica en chemische evolutie van de 
melkweg, en planetenstelsels. Deze fase is afgerond in 2014.

Het uiteindelijke lot van het heelal
Het uitdijen van het heelal heeft implicaties voor het uiteindelijke lot van het heelal. Het 
belangrijkste is hierbij de dichtheid van het heelal ofwel de hoeveelheid materie. De meest 
gangbare mogelijkheden zijn of de "Big Chill, Big Rip" (open heelal), "Big Crunch" (gesloten 
heelal) en het vlakke heelal.

De "Big Chill" 
De "Big Chill" neemt aan dat de dichtheid van het heelal zo laag is dat de uitdijing oneindig 
zal doorgaan, waardoor alle sterrenstelsels steeds verder van elkaar geraken. Ook zal het 
heelal blijven afkoelen tot 0 Kelvin, doordat de warmte zich over een steeds grotere ruimte
zal moeten verspreiden. Zoals het er nu naar uitziet zal het heelal inderdaad op deze manier 
evolueren, omdat alles erop wijst dat de hoeveelheid donkere materie veel kleiner is dan de 
zgn. kritische waarde.

De "Big Rip" 
De "Big Rip" is een variatie op de Big Chill die veronderstelt dat de snelheid van de uitdijing 
van het heelal steeds zal toenemen, waardoor niet alleen sterrenstelsels, maar uiteindelijk 
ook sterren, moleculen en atomen uit elkaar zullen worden getrokken. Op die manier zal alle 
materie zich dusdanig verspreiden dat er niets meer van enige omvang zal bestaan.

De "Big Crunch" 
De "Big Crunch" neemt aan dat dichtheid van het heelal hoog genoeg is om de uitdijing 
uiteindelijk, door de zwaartekracht van alle materie, te doen stoppen en dat het heelal daarna 
ineen zal krimpen. Het uiteindelijke lot zal dan de totale ineenstorting van het heelal zijn 
(eindkrak).

Het vlakke heelal
 Hierbij is de uitdijende kracht even groot als de zwaartekracht en zet het heelal net vlug 
genoeg uit om samentrekking te voorkomen. Het heelal zal dan in theorie ooit stoppen met 
uitdijen, maar oneindig ver in de toekomst. In de grafiek van de uitdijing als functie van de tijd 
zien we dan een horizontale asymptoot.

Maar de dichtheid van het heelal kan ook worden beïnvloed door externe factoren, 
bijvoorbeeld als ons heelal wordt omgeven door een nog groter gebied met een hogere 
dichtheid, waar het uiteindelijk mee in botsing zal komen. Dit hangt nauw samen met het 
steeds populairder wordende idee van een multiversum.

Uit een onderzoek, dat de beweging van een aantal sterrenstelsels onderzocht, blijkt dat 
een groot deel daarvan zich naar één punt beweegt. Over deze beweging is verder weinig 
bekend.

Multiversum
De term multiversum verwijst naar het idee of concept dat er naast het zichtbare universum 
waar we in leven nog veel (volgens sommigen oneindig veel) andere universa zijn waarnaar 
verwezen wordt als parallelle universa.

Volgens de oerknaltheorie zal het heelal uitdijen, maar als er meerdere ruimten zijn die dat 
ook doen, zullen ze zo elkaar op den duur kruisen. Dit hangt nauw samen met het idee van 
een multiversum. Er ontstaan nieuwe centra, waar materie zich opnieuw samenvoegt, en 
waar zodoende ook nieuwe oerknallen kunnen ontstaan. Zo ontstaat er een soort 
"superheelal".

Multiversum in de natuurkunde en kosmologie
Het concept van het multiversum of 'veel universa' is voorgesteld in de jaren vijftig van de 
20e eeuw door de natuurkundige Hugh Everett om bepaalde problemen in de 
kwantumfysica op te lossen. In het kort komt het erop neer dat bij iedere observatie van 
een gebeurtenis in de kwantumwereld (waar meerdere uitkomsten mogelijk zijn) iedere 
uitkomst verwerkelijkt wordt in een nieuw parallel universum of tijdlijn voor iedere 
mogelijkheid. Dit zou een ontzaglijk groot aantal verschillende universa opleveren. 
Het multiversum is dan het geheel, of de verzameling van alle mogelijke universa. 
Na aanvankelijke scepsis van de wetenschappelijke wereld is een deel van de 
natuurkundigen het tegenwoordig eens over de noodzaak om de 'vele-
wereldeninterpretatie' te gebruiken als men zou willen komen tot een fundament van een 
'allesomvattend' model van het universum. Voorbeelden zijn de snaartheorie of M-theorie 
en de inflatietheorie. De theoretisch natuurkundige en M-theoriedeskundige Michio Kaku 
schat het aantal mogelijke universa op minstens 10.500 Ter vergelijking: men schat dat er 
slechts ongeveer 10.70 atomen in ons (zichtbare) heelal zijn.

Kritiek
Veel natuurkundigen hangen echter een formalisme aan, dat alleen een wiskundige 
beschrijving wil geven met voorbijgaan aan de vraag naar de feitelijke aard van de 
onderliggende natuurkundige werkelijkheid. Het multiversum is een mogelijke interpretatie 
van het wiskundige model, die er wiskundig gezien echter niets aan toevoegt. Het is ook 
niet duidelijk of deze interpretatie de status van wetenschappelijke theorie heeft; het is 
bijvoorbeeld onduidelijk of zij empirisch te toetsen is. Het lijkt erop dat alle mogelijke 
waarnemingen binnen de interpretatie vallen; er is dan geen mogelijkheid tot falsificatie 
en de interpretatie is in dat geval alleen te rechtvaardigen als een pure tautologie.

Een veel gehoorde tegenwerping tegen het idee van een multiversum is dat het niet zou 
voldoen aan de eis van Ockhams Scheermes: omdat het multiversum het bestaan van 
zoveel universa inhoudt, lijkt het minder waarschijnlijk te zijn dan het alternatief dat er 
maar één universum is. Over het algemeen wordt er echter van uitgegaan dat die eis 
niet relevant is in die gevallen waar een groot aantal verschijnselen noodzakelijk 
voortvloeit uit een enkel fundamenteel principe of inherent is aan een samenhangend 
gebeuren. Zo mag men het concept van de natuurlijke getallen niet verwerpen met het 
argument dat het er oneindig veel zijn of het trekken van een lijn onwaarschijnlijk achten 
omdat die oneindig veel punten bevat.

Donkere energie
Donkere energie is een hypothetische vorm van energie in het heelal die verantwoordelijk 
zou zijn voor de versnelling van de uitdijing van het universum. Donkere energie is overal 
en gelijkmatig verdeeld in het heelal. Het gedraagt zich alsof het een negatieve 
zwaartekracht uitoefent.

In 1917 had Albert Einstein al een kosmologische constante geïntroduceerd in zijn 
veldvergelijkingen. Omdat Einstein uitging van een statisch heelal, deed hij dit om te 
voorkomen dat het heelal volgens zijn theorie door de zwaartekracht zou instorten. 
Na de ontdekking van de uitdijing van het heelal trok Einstein het idee van deze anti-
zwaartekracht in en noemde dit idee “zijn grootste blunder”.

Verdeling van donkere materie en donkere energie in het universum ten opzichte van 
zichtbare materie volgens metingen van de WMAP.

In de jaren negentig werd ontdekt aan de hand van de studie van verre supernova's, het 
Supernova Cosmology Project, dat de uitdijing van het heelal zo'n vijf miljard jaar na de 
oerknal is gaan versnellen. De enige manier om dit te verklaren was het introduceren 
van een onbekende kracht die zich gedroeg als een kosmologische constante en werkte 
als een negatieve zwaartekracht.

Nauwkeurige analyses van de gegevens van de WMAP in maart 2003 brachten aan het 
licht dat de dichtheid van het heelal voor 74% bestaat uit donkere energie. Inmiddels is 
dat aandeel door observaties van het Planck Observatory teruggebracht tot 68%. Slechts 
5% bestaat uit gewone (baryonische) materie, de 27% rest wordt verklaard door donkere 
materie. Kosmologen hebben voor deze donkere energie nog geen verklaring.

Gedacht wordt aan de energie van het vacuüm zelf, de zogenaamde nulpuntsenergie. 
Dit levert voor de theoretici echter zeer grote problemen op indien deze energie volgens 
de kwantummechanica wordt berekend. De uitkomst hiervan is veel hoger (wel 10120 
tot 10140 keer) dan de waargenomen donkere energie. Donkere energie is een 
hypothetische vorm van energie in het heelal die verantwoordelijk zou zijn voor de 
versnelling van de uitdijing van het universum. Donkere energie is overal en gelijkmatig 
verdeeld in het heelal. Het gedraagt zich alsof het een negatieve zwaartekracht uitoefent.

In 1917 had Albert Einstein al een kosmologische constante geïntroduceerd in zijn 
veldvergelijkingen. Omdat Einstein uitging van een statisch heelal, deed hij dit om te 
voorkomen dat het heelal volgens zijn theorie door de zwaartekracht zou instorten. Na 
de ontdekking van de uitdijing van het heelal trok Einstein het idee van deze anti-
zwaartekracht in en noemde dit idee “zijn grootste blunder”.

Verdeling van donkere materie en donkere energie in het universum ten opzichte van 
zichtbare materie volgens metingen van de WMAP.
In de jaren negentig werd ontdekt aan de hand van de studie van verre supernova's, 
het Supernova Cosmology Project, dat de uitdijing van het heelal zo'n vijf miljard jaar 
na de oerknal is gaan versnellen. De enige manier om dit te verklaren was het 
introduceren van een onbekende kracht die zich gedroeg als een kosmologische 
constante en werkte als een negatieve zwaartekracht.

Nauwkeurige analyses van de gegevens van de WMAP in maart 2003 brachten aan 
het licht dat de dichtheid van het heelal voor 74% bestaat uit donkere energie. Inmiddels
is dat aandeel door observaties van het Planck Observatory teruggebracht tot 68%. 
Slechts 5% bestaat uit gewone (baryonische) materie, de 27% rest wordt verklaard 
door donkere materie.[1] Kosmologen hebben voor deze donkere energie nog geen 
verklaring.

Gedacht wordt aan de energie van het vacuüm zelf, de zogenaamde nulpuntsenergie. 
Dit levert voor de theoretici echter zeer grote problemen op indien deze energie volgens 
de kwantummechanica wordt berekend. De uitkomst hiervan is veel hoger (wel 10120 
tot 10140 keer) dan de waargenomen donkere energie.

Donkere materie
Verdeling van donkere materie en donkere energie in het universum ten opzichte van 
zichtbare materie volgens metingen van de WMAP (2003). Inmiddels worden iets 
andere getallen aangehouden.
Donkere materie is een hypothetische soort materie in het heelal, die niet zichtbaar is 
met optische middelen en dus niet te detecteren is via de elektromagnetische straling 
die de aarde bereikt. Daarom wordt ze donkere materie genoemd, om haar te 
onderscheiden van de zichtbare materie. Op grond van waarnemingen door de Planck 
Observatory wordt gedacht dat de totale hoeveelheid massa/energie van het heelal 
bestaat uit:

68% donkere energie
27% donkere materie
5% normale materie (baryonen).
Donkere materie wordt verondersteld te bestaan om de waargenomen baanbeweging 
van verre sterren en afgeplatte spiraalvormige sterrenstelsels (zoals ons eigen 
Melkwegstelsel) te verklaren op een wijze die zowel consistent is met de 
zwaartekrachttheorie als met de relativiteitstheorie. De zichtbare materie in deze 
sterrenstelsels heeft namelijk niet genoeg massa om de bewegingssnelheid van de 
sterrenstelsels in hun baan om het gemeenschappelijk zwaartepunt te kunnen verklaren. 
Om de bewegingssnelheid met de bestaande zwaartekrachttheorie en de 
relativiteitstheorie te kunnen verklaren, veronderstellen astronomen dat er extra materie 
aanwezig is die tot dusverre niet gedetecteerd kan worden.

Donkere materie en afgeplatte spiraalstelsels
Jan Hendrik Oort was de eerste persoon die het bestaan van donkere materie 
beschreef in 1932. Oort was bezig met het bestuderen van de Melkweg, en bedacht 
als eerste dat de massa van het stelsel groter moest zijn dan louter de zichtbare massa. 
De berekeningen van Oort bleken foutief te zijn, maar Fritz Zwicky bewees het idee van 
Oort in 1933.

Zwicky zag dat er iets moest bestaan als donkere materie. Zijn observaties van 
sterrenstelsels in de Comacluster toonden bij acht daarvan dat ze snelheden bezaten 
die vele malen groter waren dan verwacht. De snelheden die Zwicky mat bedroegen 
3 miljoen kilometer per uur, wat zou impliceren dat de massa zo'n 50 maal zo groot was 
als verwacht werd op grond van de waarnemingen. Zwicky nam aan dat dunkele Materie, 
donkere materie dus, verantwoordelijk was voor deze hoge snelheden.

Rond 1978 deden de Amerikaanse sterrenkundigen Vera Rubin en Kent Ford 
snelheidsmetingen op afgeplatte spiraalvormige sterrenstelsels, zoals ons eigen 
Melkwegstelsel. De snelheidsmetingen werden uitgevoerd aan wolken waterstofgas, 
die zichtbaar zijn in de verste buitengebieden van het spiraalstelsel, waar vrijwel geen 
sterlicht geproduceerd wordt. Bij elliptische stelsels kon deze meetmethode niet worden 
toegepast, doordat hierin vrijwel geen gas voorkomt. Met de bekende gravitatiewetten 
werd uit de gemeten rotatiesnelheid van de afgeplatte stelsels de benodigde massa 
berekend. Deze massa was veel groter dan de massa die aanwezig was in de zichtbare 
sterren en gaswolken.

Anders gezegd: de buitengebieden van de spiraalstelsels draaien sneller rond dan 
verwacht werd op grond van de bekende massa. Dit heet het 
melkwegstelseldraaiingsprobleem. Er moet dus een sterker zwaartekrachtsveld zijn. 
Hiervoor werd aangenomen dat er onzichtbare massa aanwezig was in de sterrenstelsels. 
Deze werd donkere materie genoemd omdat ze niet zichtbaar is.
Het ontbreken van zwarte massa in elliptische sterrenstelsels (zie verderop in dit artikel) 
enerzijds, en een mogelijke alternatieve verklaring van de afwijkende gravitatiewet door
 een aanpassing van die wet voor verre afstanden anderzijds, geeft aan dat de theorie 
van de donkere materie niet de enige mogelijke verklaring is voor de afwijkende 
rotatiesnelheid van verre afgeplatte sterrenstelsels.

Eigenschappen
Om een verklaring te zijn voor de snelheid van sommige sterrenstelsels moet donkere 
materie aan de volgende eigenschappen voldoen:
- zij heeft massa;
- zij bevindt zich in grote hoeveelheden in alle sterrenstelsels in het heelal;
- zij is niet zichtbaar, of anderszins te detecteren via de elektromagnetische straling die 
ons op aarde bereikt.

Oerknal
Donkere materie is ook een mogelijke oplossing voor bepaalde inconsistenties in de 
theorie van de oerknal. Metingen met de WMAP brachten aan het licht dat 23% van de 
massa van het heelal donkere materie is, dat is veel meer dan de 4% 'gewone' zichtbare 
materie. 73% van de massa is donkere energie volgens E=mc². Niemand weet echter 
wat donkere materie is. Het verklaren van de aard van donkere materie is een van de 
grote problemen van de kosmologie. In filosofische terminologie gaat het om de 
gepostuleerde zogenaamde oerstof. Een mogelijke hypothese is het bestaan van 
deeltjes die slechts een zwakke interactie met hun omgeving hebben, de WIMP-deeltjes.

Klonters?
Op grond van onderzoek dat in het voorjaar van 2006 is gepubliceerd, beweren 
onderzoekers van het Instituut voor Astronomie van de Universiteit van Cambridge te 
hebben berekend dat donkere materie alleen voorkomt in "klonters" met een diameter 
van ten minste 1000 lichtjaar en een massa van ca. 30 miljoen zonnemassa's. Zij trekken 
hieruit de conclusie dat de gemiddelde snelheid van de donkere materie ongeveer 
9 km/s bedraagt, hetgeen overeenkomt met een relatief hoge temperatuur van ongeveer 
10 000 kelvin.

Donkere materie en elliptische sterrenstelsels
In april 2003 presenteerde een Europees team van astronomen verrassend nieuws op de 
Brits-Ierse National Astronomy Meeting in Dublin: elliptische sterrenstelsels lijken geen 
donkere materie te bevatten. Deze ontdekking was mogelijk door een nieuwe 
meettechniek, de Planetaire Nevel Spectrograaf waarbij gebruik werd gemaakt van 
planetaire nevels in plaats van waterstofgas.
Een verklaring voor deze waarneming is er nog niet. Misschien hebben elliptische 
sterrenstelsels een andere ontstaansgeschiedenis dan spiraalstelsels. Of misschien
 is de donkere materie verdwenen door de wisselwerking met andere stelsels.

Er is dus nog een dubbel mysterie:
- Wat is de aard van donkere materie in spiraalstelsels?
- Waardoor is er geen donkere materie in elliptische stelsels?
Men veronderstelt dat de meeste massa van het universum bestaat uit donkere massa. 
Er zou zeven maal zo veel donkere materie zijn als zichtbare materie. Dit is slechts een 
vierde van wat nodig is om de expansie van het universum tot stilstand te brengen. 
Het bepalen van de aard van de donkere massa is bekend als het 
donkerematerieprobleem of het probleem van de ontbrekende massa. Het is een van 
de belangrijkste problemen van de moderne kosmologie.
Het meest algemene standpunt is dat donkere materie bestaat uit elementaire deeltjes, 
niet de gangbare elektronen, protonen en neutronen, maar neutrino's, axionen of 
hypothetische deeltjes die bekend zijn als zwak wisselwerkende massieve deeltjes 
(WIMPs), zoals de "neutralino's" (dit deeltje wordt voorspeld in supersymmetrische 
theorieën als een lineaire combinatie van de superpartners van het foton, het Z-boson 
en het neutrale higgsboson) of misschien is het een nog meer exotische vorm van materie.

Alternatieve zwaartekracht in sterrenstelsels
Een alternatieve mogelijkheid om de gravitatiekrachten in sterrenstelsels te verklaren is 
te veronderstellen dat de gravitatiekrachten in sterrenstelsels groter zijn dan de 
Newtoniaanse bij grote afstanden. Dit kan men doen door te veronderstellen dat de 
kosmologische constante negatief is. (Deze waarde wordt verondersteld positief te zijn 
op basis van recente observaties.)
Een andere mogelijkheid is een veranderende Newtoniaanse dynamica te veronderstellen. 
Een benadering, voorgesteld door Finzi (1963) en opnieuw door Sanders (1984), is de 
gravitatiepotentiaal U te vervangen door de veralgemeende uitdrukking
waarin m de massa voorstelt, r de afstand, G de constante van Cavendish en B en ? 
aanpasbare parameters zijn. Binnen de mechanica van Newton geldt B = 0 en/of ? = 
oneindig.
Al deze benaderingen leiden echter tot moeilijke verklaringen van de verschillende 
gedragingen van de verschillende sterrenstelsels en clusters, terwijl deze makkelijk 
te beschrijven zijn door verschillende hoeveelheden donkere materie te veronderstellen. 
Een andere theorie voor de zwaartekracht moet ook het volgende kunnen verklaren:

1 de details van de vele zwaartekrachtslenzen,
2 verdeling van de achtergrondstraling,
3 de groteschaalstructuren en
4 de precisiemetingen in ons zonnestelsel.
De huidige zwaartekrachtstheorie kan dit alles met de algemene relativiteitstheorie al 
wel verklaren.
Gegevens van de rotatiecurves van sterrenstelsels geven aan dat ongeveer 90 procent 
van de massa van een sterrenstelsel onzichtbaar is en alleen door het effect dat het op 
de zwaartekracht heeft ontdekt kan worden.

Soorten
Men veronderstelt dat er verschillende soorten donkere materie kunnen zijn:
Baryonische donkere materie (baryonic dark matter). Dit zijn dezelfde deeltjes die ook 
elders voorkomen (in het bijzonder protonen en neutronen, die beiden baryonen zijn, 
vandaar de naam), maar op plaatsen die ervoor zorgen dat het niet, zoals de gewone 
sterren en gaswolken, zichtbaar is. Te denken valt aan planeten, bruine dwergen en 
zwarte gaten.

Koude donkere materie (cold dark matter), ook wel WIMPs genoemd (voor Weakly 
Interacting Massive Particles). Dit bestaat uit nog onbekende deeltjes die massa hebben, 
maar geen lading, en ook niet onderhevig zijn aan de sterke kernkracht. Ze interageren 
dus alleen via de zwaartekracht en eventueel de zwakke kernkracht of nog onbekende 
krachten die 'gewone' materie niet voelt. In de loop der jaren zijn heel wat kandidaten 
voorgesteld; momenteel gelden de deeltjes die door de theorie van de supersymmetrie 
worden voorspeld (of althans de lichtste en daarom stabiele daarvan, vermoedelijk het 
neutralino) als de meest vooraanstaande kandidaat.

Hete donkere materie (hot dark matter) verschilt daarin van koude donkere materie, dat 
de afzonderlijke deeltjes zeer licht zijn. Ze bewegen zich daardoor met een snelheid die 
dicht tegen de lichtsnelheid aanligt. Een voor de hand liggende kandidaat is hier het 
neutrino, dat, als het massa zou hebben (wat nog niet definitief is aangetoond, maar wel 
zeer waarschijnlijk lijkt), precies aan de voorwaarden voor hete donkere materie zou 
voldoen. Er worden echter ook wel andere kandidaten genoemd, zoals het axion.

Berekeningen geven aan dat er te weinig baryonische materie kan zijn om alle donkere 
materie te verklaren. Dit ligt aan de nucleosynthese in het jonge heelal. De aangetroffen
abundanties (relatieve hoeveelheid voorkomen) van de diverse elementen en isotopen 
leveren daardoor behoorlijk strenge limieten aan de dichtheid van de baryonische 
materie in het jonge heelal.

Ook een model met alleen hete donkere materie voldoet niet. Hete donkere materie 
heeft veel minder de neiging om samen te klonten (dichtheidsvariaties te vormen) dan 
baryonische en koude materie. Als alle niet-baryonische materie heet zou zijn, zou er 
daarom onvoldoende samenklontering zijn om het ontstaan van sterrenstelsels te 
verklaren. Hete donkere materie wordt daarom steeds besproken als een deel van een 
gemengde theorie voor donkere materie.

Waarnemingen
Er zijn in 2009 zo'n 20 experimentele projecten om WIMPs te detecteren (Caldwell en 
Kamionkowski). Het gaat erom de 10 tot 100 keV waar te nemen die een WIMP uit de 
halo van de Melkweg achterlaat bij botsing met een atoomkern in een detector. 
Het probleem is dit verschijnsel te scheiden van de enorme ruis.

Het DAMA-experiment in het Gran Sasso-laboratorium onder de Apennijnen gaf 
aanwijzingen voor een stroom van donkere materie die spoort met de aardbaan door 
de halo van donkere materie rond de Melkweg. Maar dit resultaat is (nog) niet bevestigd 
door andere experimenten. De massa van de eenvoudigste supersymmetrische WIMP 
die werd voorgesteld ter verklaring van de DAMA-bevindingen, werd uitgesloten door 
andere experimenten.

Een andere mogelijkheid is de waarneming van de annihilatie van WIMPs, waarbij 
hoog-energetische fotonen en kosmische stralen in de vorm van positronen, antiprotonen 
en neutrino's vrijkomen met mono-energetische gammastraling. De dichtstbijzijnde 
bronnen zijn het centrum van de Melkweg, waar de dichtheid van donkere materie hoog
is en de kernen van dwergstelsels rond de Melkweg.
In 2008 nam PAMELA - een detector voor kosmische straling op een satelliet - een 
onverwachte overvloed van positronen waar, net als de ballonproef ATIC die met een 
calorimeter werkte. Deze positronen zouden afkomstig kunnen zijn van de annihilatie 
van WIMP's.

Ruimte (astronomie)
De term ruimte wordt in de astronomie over het algemeen gebruikt om delen van het 
heelal buiten de Aarde, het zonnestelsel of andere hemellichamen aan te geven, of 
meer algemeen de relatief "lege" delen van het heelal. Dit is met name de 
intergalactische ruimte (zie onder). Termen als ruimtevaart en ruimtesonde verwijzen 
ook naar dit gebruik van de term ruimte.
De ruimte is geen echt vacuüm, maar bestaat hoofdzakelijk uit plasma van waterstof 
en helium, elektromagnetische straling (in het bijzonder kosmische achtergrondstraling) 
en neutrino's. De ruimte bevat zeer weinig atomen van andere elementen (metalen) en 
stofdeeltjes. De intergalactische ruimte bevat slechts enkele waterstofatomen per 
kubieke centimeter (in ingeademde lucht zitten ongeveer 1019 atomen per kubieke 
centimeter). Volgens de meeste theorieën is de ruimte daarnaast rijk aan donkere 
energie en donkere materie. Ook kunnen er objecten doorheen bewegen, zoals 
meteoroïden en kometen.

Interplanetaire ruimte
Met de interplanetaire ruimte wordt de ruimte tussen de planeten binnen het 
zonnestelsel bedoeld. Deze ruimte bevat interplanetaire materie - vooral kosmische 
straling, geïoniseerde atoomkernen en diverse subatomaire deeltjes. De 
interplanetaire ruimte loopt tot aan de heliopauze, waar de heliosfeer overgaat in de 
interstellaire ruimte. Vanzelfsprekend hebben exoplaneten hun eigen interplanetaire 
ruimte.

Interstellaire ruimte
De interstellaire ruimte is alle ruimte in een sterrenstelsel die niet bezet wordt door 
sterren en hun planetenstelsels. De materie en straling in de interstellaire ruimte 
wordt interstellair medium genoemd. Het enige door mensen gemaakte object dat 
de interstellaire ruimte heeft bereikt is de ruimtesonde Voyager 1.

Intergalactische ruimte
Met de intergalactische ruimte wordt specifiek de ruimte tussen twee sterrenstelsels 
bedoeld, bijvoorbeeld tussen de Melkweg en de Andromedanevel. Doordat de over 
het hele heelal verspreide sterrenstelsels heel ver uit elkaar liggen, maakt de 
intergalactische ruimte veruit het grootste deel van het heelal zelf uit. Zo is 
bijvoorbeeld de doorsnede van de Melkweg "slechts" zo'n 150.000 lichtjaar, 
terwijl het dichtstbijzijnde sterrenstelsel, de Andromedanevel, pas op een afstand 
van zo'n 2,2 miljoen lichtjaar ligt. Volgens de meest gangbare theorie zal de 
intergalactische ruimte in de toekomst een exponentieel steeds groter wordend 
deel van het heelal gaan uitmaken, doordat de sterrenstelsels steeds sneller uit 
elkaar drijven. Doordat de intergalactische ruimte zo groot is, is de dichtheid binnen 
het heelal zeer laag en daarmee ook de zwaartekracht. Dit maakt het mogelijk dat 
de uitdijing van het heelal voor onbepaalde tijd door kan gaan.

Intergalactisch medium
In de intergalactische ruimte bevindt zich een soort van plasma, beter bekend als 
het intergalactisch medium, dat waarschijnlijk grotendeels uit geïoniseerd waterstof 
bestaat en precies evenveel elektronen als protonen bevat. De reden om aan te 
nemen dat het hier om geïoniseerd gas gaat is dat de temperatuur hoog genoeg 
is om het mogelijk te maken dat gebonden elektronen in een waterstofkern 
ontsnappen. De dichtheid van het intergalactisch medium is naar schatting 10 tot 
100 maal de gemiddelde dichtheid van het heelal.

Genoeg wetenschap

In diverse boeken ben ik al dieper gegaan over dit thema dan wat men normaal 
verwacht. Men wil niet graag lezen of horen bijvoorbeeld dat er een leven na de dood
is, of dimensies en werelden die parallel lopen of zelfs dezelfde dimensie is. Daar 
praat of schrijft men liever niet over en wordt, zoals we in de wikipedia omschrijvingen 
veel tegen komen, over complotten en theorieën gesproken als men er niet werkelijk 
een verklaring voor heeft!

We voelen ons duidelijk ongemakkelijk als we verder denken dan dat ons geleerd 
wordt. Juist dan gaat het interessant worden. Er komen dan zaken naar boven waarvan 
men dingen over af gaat vragen en dieper in gaat duiken die liever verzwegen worden. 
De tot dusver uitgegeven boeken over het Energieniale leven hebben veelal 
afgespeeld op deze aardbol en zijn het zaken waar ik zelf zeer diep ben ingedoken, 
meegemaakt of gezien heb. De dood maar ook de energiewereld en de daarna de 
diverse dimensies waren de logische stappen die je gaat nemen als je je vast gaat 
bijten in de wereld van de energie.

Men ziet steeds meer en men gaat steeds dieper in deze wereld mits men er maar 
voor open staat. Eens beschreven in mijn eerste Energieniale boek waar duidelijk werd 
hoe dieper je gaat en hoe verder je reist des te meer je tegen komt en steeds meer 
werelden zich openen. 

Wat later bleek dat de werelden allemaal één waren en dat alles één is. Dat kan ook 
niet anders als je weet dat het allemaal energie is die bepaalt, bespeelt en mee 
gewerkt kan worden mits je het met de nodige regels respecteert.

Nu we al diverse facetten hebben doorgenomen is het logisch dat we ook eens gaan 
duiken in de wereld van lichtjaren, sterren, stelsels en het verre onbekende. Als men in 
deze wereld gaat duiken gaat het steeds onlogischer worden daar de getallen zich op 
elkaar stapelen.  Maar ook hoe het mogelijk is daar nog ooit een bevestiging van te krijgen.

Of is het simpel en niet zo gecompliceerd zoals de wetenschap ons doet geloven? 
Zijn de “poorten” een simpele weg en de zwarte gaten meer een ophoping in plaats van 
het niets wat niets moet zijn?

We weten uit de vele oude geschriften dat leven op deze planeet veel meegemaakt 
heeft en dat er vele beschavingen waren die veel verder waren dan wij op dit moment zijn. 
Beschavingen die niet direct gebonden waren en als slaven leefden op deze bol en 
beschavingen die een veel verdere knowhow hadden dan wij momenteel met onze 
huidige computers en techniek.

Zie de manier van bouwen maar ook kunstwerken. Artefacten zijn te voorschijn gekomen 
waarvan we absoluut niet weten hoe die gemaakt zijn. De wereld en de bewoners gaan 
op en neer in hun kennis en alsmaar komen en gaan beschavingen. We willen aan de ene 
kant leren van de oude gewezen beschavingen maar aan de andere kant willen we zaken 
niet loslaten die al duizenden jaren ons opgelegd en voorgekauwd worden. Bang voor 
veranderingen en bang om een nieuwe weg in te slaan.

Wat frappant is dat in vele geschriften over wezens gesproken worden met voor ons 
bovennatuurlijke krachten. Weer in andere delen van de wereld praat men over Goden 
en we hadden een heer Erich von Däniken die heel duidelijk stelde: “Waren goden 
kosmonauten”. 

De mens heeft in zijn hele bestaan vastgehouden aan goden en heeft zich altijd als slaaf 
gekoppeld aan deze goden en gedaan wat de afvaardigden van deze goden hen oplegden. 
Welk geloof je ook neemt, men ziet de slaven om de “geloofmeesters” (priesters) hangen 
als bijen om hun zoete honing. Nu nog met de huidige techniek en iets meer kennis dan 
2000 jaar geleden blijft men als slaven om kerkelijke leiders hangen en gehoorzaamt men 
hen nog steeds met hun opgelegde wil. Leiders die verscholen zijn in vele duistere 
genootschappen maar ook naar buiten komen als vertegenwoordiger van een of andere 
god, geloof of sekte maar wel mensenlevens eisen omdat er andere gelovigen zijn die 
weer in een andere god geloven.

We gaan dit allemaal eens verder uitdiepen en we gaan zien wat het Universum te 
zeggen heeft over het geloof in goden. Laten we eens de ware energie spreken en laten 
zien waar hiermee gewerkt wordt. Is de mens wel een vrij wezen en hoe staan wij als 
mens in het gehele Universum? Twee vragen die een leven kunnen veranderen maar ook 
andere inzichten kunnen geven over datzelfde leven.

Gaan we meteen dan even verder met het woordje licht



NAAR HOOFDSTUK 13