Over twee weken eindigt 2016, en het lijkt erop dat het zonnestelsel, de melkweg en het universum na een jaar helemaal niet zijn veranderd. We voltooiden nog een baan rond de zon, maar het waren er meer dan 4,5 miljard. En hoewel we misschien een aantal belangrijke gebeurtenissen hebben opgemerkt die elk jaar in het universum plaatsvinden, namelijk:
- de komst van kometen, - de schoonheid van meteorenregen, - fonkeling van de dichtstbijzijnde ster, - destructieve supernovae, - dit zijn slechts de meest voor de hand liggende veranderingen.
Meestal beschouwen we een jaar als een vrij lange periode. Op menselijk niveau kan er in 365 dagen (of zo) veel gebeuren. Maar vergeleken met het universum, dat 13,8 miljard jaar oud is, is een jaar letterlijk een moment. Serieus, als we de leeftijd van het universum met één jaar zouden vergelijken, zou het menselijk leven met 0,2 seconde zijn vergeleken. En zelfs over een periode van slechts een jaar vinden er subtiele veranderingen plaats in ons zonnestelsel, onze melkweg en het universum, die oplopen tot grote, langzame veranderingen op de grootste tijdschalen.
Promotie video:
De rotatie van de aarde is vertraagd
Je merkte het natuurlijk nauwelijks. De tijd die de aarde nodig heeft om eenmaal per dag om zijn as te draaien, is 14 nanoseconden langer dan een jaar geleden voor een dergelijke rotatie. Maar als je lang genoeg wacht, neemt het toe. Over vier miljard jaar zal onze rotatie voldoende vertragen om schrikkeljaren te laten vallen: er zullen precies 365 dagen in een jaar zijn. Hieruit volgt ook dat bij het aanbreken van het zonnestelsel de dag op aarde korter was: de aarde maakte een revolutie in 6-8 uur, aangezien het jaar uit meer dan duizend dagen bestond. Maar langzame rotatie is nog maar het begin.
De maan is dit jaar verder weg dan vorig
Nogmaals, je zult dit waarschijnlijk niet opmerken, maar er is een fundamentele behoudswet die dit nodig maakt: het behoud van impulsmoment. Stel je het aarde-maan-systeem voor: ze draaien om hun as, terwijl de maan om de aarde draait. Als de rotatie van de aarde vertraagt, betekent dit dat er iets moet worden afgewogen tegen dit verlies. Dit iets is de maan die rond de aarde draait: de maan beweegt weg om het systeem te behouden. Een jaar lang zul je deze verwijdering natuurlijk niet opmerken, zelfs niet met behulp van een ingenieuze laser - het verschil in de baan van de maan resulteert in centimeters per jaar. Maar na verloop van tijd, wanneer 650 miljoen jaar zijn verstreken, zal er niet langer zoiets zijn als een totale zonsverduistering, aangezien de maan zo ver weg zal zijn dat zelfs perfect uitgelijnde zonsverduisteringen op zijn best ringvormig zijn.
De zon is heter dan een jaar geleden
Maar alleen gemiddeld, let op, aangezien de variaties in de zon zelfs groter zijn dan het algehele opwarmingseffect. Ze kunnen zeker niet bijdragen aan de algehele opwarming van de aarde, aangezien de helderheid van de zon gedurende een jaar met ongeveer vijf miljardste procent toeneemt, namelijk 0,0000000005%. Er gaat genoeg tijd voorbij en het zal merkbaar worden. Zie je, de zon zet materie om in energie en verliest ongeveer 1017 kg massa per jaar volgens Einsteins formule E = mc2. Door brandstof te verbranden, wordt de zon heter, begint hij sneller brandstof te verbranden, en dit leidt tot een algehele toename van de energie-output. Over twee miljard jaar zal de zon heet genoeg zijn om de oceanen van de aarde te koken en een einde te maken aan het leven dat we kennen. Uiteindelijk zal de opwarming van de aarde veroorzaakt door de zon een einde maken aan ons allemaal.
En dit alles is alleen in ons zonnestelsel; de melkweg en ook alles daarbuiten is in de loop van het jaar veranderd.
Er is een nieuwe ster geboren in onze melkweg, iets kleiner dan de zon
In de Melkweg worden permanent nieuwe sterren gevormd in nevels, wat leidt tot clusters van jonge sterren. Onze huidige snelheid van stervorming is - voor zover wij bescheiden weten - 0,68 zonsmassa's per jaar in onze melkweg. Dit is natuurlijk gemiddeld: in honderd jaar kan er één ster van 100 zonsmassa's ontstaan, of vijf kleine sterren in één jaar. In werkelijkheid vindt de vorming van sterren geleidelijk plaats en duurt het miljoenen jaren. Maar gemiddeld hebben we elk jaar een nieuwe ster, iets minder zwaar dan de zon.
We hebben een paar kansen toegevoegd aan een supernova-explosie in onze melkweg
Vroeger dachten we dat supernovae zeer zeldzame gebeurtenissen zijn, omdat het laatste wat we zagen de supernova Tycho in 1572 en twee Keplers in 1604 was, die astronomen met het blote oog zagen. Maar sindsdien hebben we anderen gevonden die achtereenvolgens zijn geëxplodeerd in onze melkweg, waaronder Cassiopeia aan het einde van de 17e eeuw en Boogschutter in de late 19e eeuw. Uit waarnemingen van andere melkwegstelsels is nu bekend dat ons melkwegstelsel vier keer zoveel soorten Ia-supernovae moet bevatten en dat we elke eeuw twee tot zeven supernovae verwachten. Dit is echter niet volledig goedgekeurd. Het percentage verwachtingen kan veel hoger zijn, en zelfs als we niet alle supernovae zien, is er een mogelijkheid dat ze dat wel waren, en één zelfs vorig jaar. De kansen zijn elk jaar groter.
En op de schaal van het heelal …
Het universum is dit jaar kouder dan vorig jaar
Het nagloeien van de oerknal is vreselijk koud: slechts 2.725 K boven het absolute nulpunt. En toch ontwikkelde deze temperatuur zich pas na 13,8 miljard jaar koeling; daarvoor was het hoog genoeg om atomen te ioniseren, kernen te breken en zelfs te voorkomen dat quarks en lijmen afzonderlijke protonen en neutronen vormen. Deze afkoeling en expansie zullen doorgaan totdat het het absolute nulpunt bereikt. Een jaar lang zullen we het verschil nauwelijks merken, maar het water slijt de steen weg. Nog een paar dozijn tijdperken van het heelal - en we zullen niet langer weten dat de kosmische microgolfachtergrond ooit heeft bestaan.
20.000 sterren zijn voor ons onbereikbaar geworden
Donkere energie blijft aan kracht winnen en het universum uitbreiden, waardoor de verstrooiing van verre sterrenstelsels wordt versneld. In ongeveer 15 miljard lichtjaar bewegen deze sterrenstelsels zich sneller van ons af dan het door ons uitgestraalde licht kan reizen. Van alle waargenomen sterrenstelsels in het heelal is 97% voor altijd voor ons verloren gegaan. Maar de overige 3% kruipen niet alleen dichtbij, ze rennen ook steeds sneller weg. Met elk voorbijgaand jaar zijn de 20.000 nieuwe sterren die bereikbaar waren (wanneer ze met de snelheid van het licht reisden) onbereikbaar geworden. Hoe langer we de reis naar de sterren uitstellen, hoe minder we nog moeten bezoeken.
Het leven van het universum kan lang zijn en het jaar kan kort zijn in het grote geheel van dingen, maar niettemin stroomt alles, alles verandert. Als we dichtbij genoeg en nauwkeurig genoeg kijken, zullen ook wij het verstrijken van de tijd voelen. Niet alleen hier, in onze thuiswereld, maar ook in het zonnestelsel, de melkweg, het universum ergens daarbuiten.
ILYA KHEL
