Kosmografie Exam Notes PDF

KOSMOGRAFIE THEMA1 Kijken vanuit de ruimte (HB p.8-40) Hoofdstuk 1.1 waarnemen en structuur van het Heelal, de kenmerken van onze Melkweg, ontstaan en evolutie van het Heelal (HBp.8-13) 1.1.1 Waarnemen van het heelal (fiche 1, p.308) a. bronnen b. straling wordt kennis c. telescopen op aarde...

KOSMOGRAFIE THEMA1 Kijken vanuit de ruimte (HB p.8-40) Hoofdstuk 1.1 waarnemen en structuur van het Heelal, de kenmerken van onze Melkweg, ontstaan en evolutie van het Heelal (HBp.8-13) 1.1.1 Waarnemen van het heelal (fiche 1, p.308) a. bronnen b. straling wordt kennis c. telescopen op aarde c.1 optische telescopen c.2 radiotelescopen d. andere toestellen om informatie over het heelal te bekomen d.1 ruimtetelescopen d.2 sondes d.3 ISS d.4 satellieten of kuntsmanen rond de aarde 1.1.2 Afstandsmaten in het Heelal (HB p.8) 1.1.3 Samenstelling van het heelal (HB p.11) 1.1.4 Ons Melkwegstelsel (HB p.12) 1.1.5 Ontstaan en evolutie van het Heelal (HB p.8,9,13) a. Het heelal wordt steeds groter b. ontstaan c. evolutie van het heelal info 1.11 1 Doelstellingen: 1.1.1 Waarnemen van het heelal (fiche 1, p.308) a. bronnen - Bronnen kunnen geven met info over wat er te zien is aan de nachtelijke hemel b. straling wordt kennis - De snelheid kennen van elektromagnetische straling (300000km/sec) - Weten dat lange golflengte overeenkomt met lage frequentie en weinig energie en korte golflengte met hoge frequentie en veel energie. - Weten dat het elektromagnetisch spectrum de rangschikking is van de elektromagnetische straling volgens toenemende of afnemende golflengte. - De namen kennen van de elektromagnetische straling die we aan een golflengtebereik gegeven worden: radiostraling, infrarood, zichtbare licht, UV-straling, Röntgenstraling en gammastraling. - De opeenvolgende kleuren kennen van het zichtbare licht volgens afnemende golflengte (ROGGBIV) - Weten welke straling door de atmosfeer kan, de stralingsvensters - Weten welke straling tegengehouden worden door de dampkring (atmosfeer) en de moleculen kunnen geven die dit doen. - Weten dat de verschillende soorten straling andere info geeft over het heelal en dit concreet kunnen maken voor de observatie van de Melkweg. - de vetgedrukte zaken die we uit de analyse van het spectrum kunnen halen kennen: chemische samenstelling van een ster, of een ster naar ons toe of van ons weg beweegt en hoe snel. c. telescopen op aarde c.1 optische telescopen - weten dat een telescoop als doel heeft zoveel mogelijk licht te bundelen. - de twee soorten telescopen kennen en weten dat tegenwoordig in grote telescopen spiegeltelescopen gebruikt worden ipv lenzen. De lichtbaan in de twee telescopen kunnen overtrekken. -Namen voluit kunnen geven van voorbeelden van spiegeltelescopen op aarde: VLT en E-ELT -De redenen kunnen geven waarom Chili een goede plaats is om telescopen te plaatsen en concrete namen van gebergte (Andes) en woestijn (Atacama) in Chili kunnen geven. c.2 radiotelescopen -radiotelescoop van op een afbeelding, foto herkennen. - weten dat ze ook overdag werken, ze ook op zeeniveau goed ontvangen, ook gedetailleerder ontvangen als ze groter zijn, dat verschillende telescopen op eenzelfde doel gericht kunnen zijn en dat ze dan nauwkeuriger waarnemen, ze best ver van elektronica staan. - geen concrete namen kennen. d. andere toestellen om informatie over het heelal te bekomen d.1 ruimtetelescopen - de vijf voordelen van waarnemen in de ruimte kunnen opsommen. Waarvan er twee (4 en 5) specifiek enkel in de ruimte voorkomen. - De namen van de Hubble Space Telescope (HST) en zijn opvolger James Webb Telescope kunnen geven. Kenmerken kunnen geven van deze telescopen, hoe en wat ze waarnemen en waar ze zich bevinden d.2 ruimtesondes - Weten wat er bedoeld wordt met een ruimtesonde. Geen voorbeelden kunnen geven. Als het toestel concreet beschreven wordt wel kunnen zeggen dat het een ruimtesonde is. 2  d.3 ISS- - Weten wat het International Space Station (ISS) is. d.4 satellieten of kunstmanen rond de aarde - Weten wat satellieten rond de aarde zijn en enkel voorbeelden kunnen geven van wat ze doen. 1.1.2 Afstandsmaten in het Heelal (HB p.8) - Weten dat ‘licht + een tijd’ een afstandsmaat is: de afstand die het licht (aan 300000km/sec) in die tijd aflegt. -Lichtjaar, lichtminuten, lichtseconden,… kunnen omrekenen naar km. -weten dat lichtjaar de afstandsmaat is die voor afstanden buiten ons zonnestelsel, in het heelal, gebruikt wordt. - definitie van 1AE kennen en weten dat deze afstandsmaat gebruikt wordt in het zonnestelsel. -beseffen dat het licht dat we nu zien/opvangen van objecten in het Heelal, de tijd onderweg is geweest overeenkomstig met de afstand in licht-tijd. En hoe verder dat we kijken, hoe ouder het object is dat we zien. 1.1.3 Samenstelling van het heelal (HB p.11) - van klein naar groot de structuren van het heelal kunnen geven. - telkens kunnen geven: de algemene benaming en weten wat die zaken voorstellen weten of de elementen van de structuur van het heelal zichtbaar zijn doordat ze zelf licht produceren of omdat ze licht reflecteren het concrete voorbeeld kunnen geven waar de Aarde/Zon toebehoort, de diameter van de concrete structuur kunnen geven, de afstanden kennen tussen de elementen die deel uitmaken van die structuur - Beseffen dat als de verhouding tussen de diameter van de objecten en de afstand tussen de objecten (afstand tussen de objecten gedeeld door de diameter van de objecten) zeer groot is, er heel weinig kans is dat die objecten met elkaar zullen botsen (bijvoorbeeld de afstand tussen twee sterren in de Melkweg gedeeld door de diameter van een ster). En andersom, bijvoorbeeld de afstand tussen twee sterrenstelsels gedeeld door hun onderlinge afstand is een klein getal. Sterrenstelsels botsen dus vaak maar de individuele sterren van die sterrenstelsels botsen bijna nooit. De grijze kaders niet kennen. 1.1.4 Ons Melkwegstelsel (HB p.12) - De Zon op een structuur, in bovenaanzicht en doorsnede, van de Melkweg kunnen situeren. - Zelf een schets kunnen maken van de structuur van de Melkweg, in bovenaanzicht en doorsnede. - Kunnen uitleggen dat de energie in een ster ontstaat door kernfusie: 4 waterstofatomen die fuseren naar 1 heliumatoom. Hierbij gaat massa verloren die in energie wordt omgezet. - Weten hoeveel sterren er in de Melkweg zijn. - Weten dat de doorsnede van de Melkweg 100000 lichtjaar is. - Weten wat bedoeld wordt met een kosmisch jaar en dat et 225 miljoen jaar duurt. 3 - De begrippen astrologie en astronomie kennen en weten wat het verschil is en de wetenschappelijke waarde van beiden. - Weten wat bedoeld wordt met een sterrenbeeld en wat dat eigenlijk is. - Weten dat de Kleine en Grote Magellaanse Wolk satellietstelsels zijn van de Melkweg. - Weten dat de Halo een sfeer rond de discus van de Melkweg is. - Weten dat in de halo sterrenhoppen voorkomen, groepjes van oude sterren, ingevangen uit andere sterrenstelsels. - Weten dat de interstellaire ruimte de ruimte tussen de sterren is en dat daar zeer ijle gaswolken kunnen voorkomen, die kunnen samentrekken en sterren vormen - Op grafiek kunnen aflezen dat we verwachten dat sterren die verder van het centrum van de Melkweg staan trager zouden bewegen. Maar dat ze allemaal even snel bewegen en dat dit een bewijs is dat er nog meer materie rond de Melkweg moet zijn. - Weten dat we dit ook in bijna elk ander sterrenstelsel (galaxy) waarnemen. - Weten dat we voor die ontbrekende materie het begrip/concept van ‘donkere materie’ hebben ingevoerd. We kennen de fysische aard net van ‘donkere materie’ maar het is iets met massa en we kunnen het niet zien en dus niet interageert het niet met elektromagnetische straling. Deze donker materie zou in de Halo rond de Melkweg (en dus ook bij de meeste andere sterrelstelsels) voorkomen. Zo klopt de waargenomen bewegingen in de Melkweg (en bij andere sterrenstelsels) met de massa die er zou zijn. Lichtgedrukte cijfers en begrippen niet kennen! 1.1.5 Ontstaan en evolutie van het Heelal (HB p.8,9,13) 1.1.5.a Het heelal wordt steeds groter - Weten wat bedoeld wordt met een roodverschuiving en een blauwverschuiving en dat we daardoor weten of sterrenstelsel van ons weg bewegen of naar ons toekomen. - Weten dat dit gelijkaardig is aan het dopplereffect bij geluidsgolven. - Weten dat uit de mate van verschuiving de snelheid van hemellichamen bepaald kan worden. -Aan de hand van absorptielijnen in een lichtspectrum van een ster kunnen bepalen of ze een rood of blauwverschuiving heeft ondergaan - Weten dat men heeft vastgesteld dat de sterrenstelsels zich van ons verwijderen en dat ze dat sneller doen als ze verder af staan. - Weten dat de Wet van Hubble-Lemaître zegt dat de snelheid waaraan twee sterrenstelsel zich van elkaar verwijderen (door de uitdijing) evenredig is met hun onderlinge afstand. - Kunnen uitleggen dat als men uit de snelheid en de afstand van een sterrenstelsel de tijd van weg bewegen berekent men steeds dezelfde tijd uitkomt, de ouderdom van het Heelal: 13,8 miljard jaar. 4 - Beseffen dat het verwijderen van elkaar veroorzaakt wordt doordat de ruimte groter wordt, alsof twee auto’s niet van elkaar wegrijden maar stilstaan en de weg tussen de auto’s langer wordt. 1.1.5.b ontstaan - Weten dat de oerknal of Big Bang zich 13,8 miljard jaar geleden voordeed. Dat toen tijd en ruimte zijn ontstaan. - weten dat pas 380000 jaar na de oerknal straling kon ontsnappen en dat we die als achtergrondstraling waarnemen. (niet zichtbare golflengte die bij een temperatuur van 2,7 graden boven het absolute nulpunt hoort) - oudste sterren en sterrenstelsels zijn 200 miljoen jaar na de Big Bang ontstaan. - Tussen 3800000 jaar na de oerknal en het ontstaan van sterren was er een donker heelal: de dark ages. - Weten dat onze Melkweg 12 miljard jaar geleden ontstaan is en de Zon en de planeten er rond 4,5 miljard jaar geleden. Lichtgedrukte cijfers en begrippen niet kennen! 1.1.5.c evolutie van het heelal info 1.11 - Weten dat afhankelijk van de hoeveelheid materie in het heelal er een ander scenario is voor de toekomst. En dat nog niet goed geweten is hoeveel massa er aanwezig is komt doordat we nog niet weten hoeveel donkere materie en donkere energie (die men verantwoordelijk acht voor de tegen de zwaartekracht in werkende expansiekracht) er is. - De begrippen gesloten heelal, open heelal, open heelal met versnelde uitdijing en vlak heelal kunnen omschrijven of vanuit de omschrijving de definitie kunnen geven. - Van elk scenario weten of ze eindigen in een Big Chill, Big Rip of Big Crunch - De scenario’s kunnen herkennen op een grafiek met een tijd en ruimte as. De scenario’s zelf kunnen tekenen op een grafiek met een tijd en ruimte as. - beseffen dat in alle scenario’s, behalve die van het gesloten heelal, de sterren zullen uitdoven en het heelal eindigt in een donker heelal. - beseffen dat de begrippen donkere materie en donkere energie ingevoerd zijn om bepaalde zaken te verklaren (donkere materie om de ontbrekende massa in sterrenstelsels te verklaren, donkere energie voor de versnelde expansie tegen de zwaartekracht in te verklaren) maar dat de fysische aard van deze zaken nog niet gekend is. 5 1.1.1 Waarnemen van het heelal a.Bronnen: Beweegbare sterrenkaart (zelf uit te knippen) Voor pc zijn er stellariums zoals www.stellarium.be, Google Sky en gelijkaardige apps voor smartphones zoals ster 3D+ Hemelkalender van de VVS (Vereniging Voor Sterrenkunde) en maandblad Heelal van de VVS Weerberichten geven vaak de Efemeriden (= de opkomst en ondergang van Zon en Maan en de schijngestalten van de Maan) Volkssterrenwachten in Vlaanderen geven cursussen over sterrenkunde en je kan er door telescopen kijken. https://www.frankdeboosere.be/nachthemel/augustus.php Noteer hieronder enkele mooie hemelverschijnselen (aan de nachtelijke hemel of zelfs overdag) die jij of je klasgenoten al meemaakten: 6 7 b. straling wordt kennis Info 4.1 Er zijn 4 krachten in het heelal werkzaam. De zwakke en sterke kernkracht zijn enkel op zeer korte afstand in kernen van atomen werkzaam. De zwaartekracht is een zeer zwakke kracht. Enkel de elektromagnetische kracht kan ons iets leren over het heelal waar objecten zo ver verwijderd zijn dat de zwaartekracht niet meer gedetecteerd kan worden. Maar sinds 14 september 2015 worden ook zwaartekrachtsgolven waargenomen (met de Amerikaanse LIGO) die geproduceerd worden als neutronensterren of zwarte gaten met elkaar botsen. Doordat men de vervorming van ruimte-tijd kan meten kan men die gravitatiegolven detecteren en de kosmische evenementen waardoor ze veroorzaakt worden bestuderen (de massa van de samensmeltende zwarte gaten en de locatie ervan bepalen). De elektromagnetische kracht werkt door middel van elektromagnetische straling. Alle materie in het heelal zendt elektromagnetische straling uit. Elektromagnetische straling kan voorgesteld worden als een golf die zich in het luchtledige voortplant met 300 000 km/sec. (in 1 sec 7,5 keren rond de aarde). (Maar het kan ook voorgesteld worden als fotonen, energiepakketjes, die aan de lichtsnelheid bewegen, en die een welbepaalde hoeveelheid energie bevatten). Zowel specifieke fotonen (als de overeenkomstige elektromagnetische straling) worden geabsorbeerd door elektronen in een atoom die dan naar een hogere energetische baan gaan en die onmiddellijk terugvallen naar de oorspronkelijke baan en dat foton (elektromagnetische straling) met die specifieke energie terug uitzenden. Hoe groter (kleiner) de golflengte, hoe kleiner (groter) de frequentie (=aantal golftoppen die per sec voorbij komen) hoe kleiner (groter) de energie die de straling vertegenwoordigt. (Als het fenomeen voorgesteld wordt als fotonen komt straling met een langere golflengte overeen met fotonen die minder energie transporteren en straling met een korte golflengte met fotonen die veel energie dragen) Vermits elektromagnetische straling zich steeds aan dezelfde snelheid voortplant (maximaal 300.000km/sec) zal bij een langere golflengte een kleinere frequentie horen (het aantal golftoppen dat per seconde voorbijkomt). 8  Elke elektromagnetische straling van een bepaalde golflengte krijgt een specifieke naam. De rangschikking van alle golflengten volgens toenemende of afnemende energie noemt men het elektromagnetisch spectrum Soorten straling volgens golflengte van het elektromagnetisch spectrum van lange naar korte golflengte (van weinig energie naar veel energie): 1)…………………………………………………………….. hebben de langste golflengte en stellen het minste energie voor, niet zichtbaar voor de mens. 2)……………………………………………………………. = warmtestraling die het menselijk oog niet meer kan zien (maar sommige insecten kunnen dat wel en via nachtkijkers kunnen wij dat ook). Sluit in het elektromagnetisch spectrum aan bij het zichtbare rode licht. 3)……………………………………………………………… als we alle golflengtes tezamen zien is de kleur wit. Het witte zichtbare licht valt volgens toenemende golflengte uiteen in de kleuren van de regenboog, te onthouden met het letterwoord ROGGBIV: Rood, Oranje, Geel, Groen, Blauw, Indigo, Violet. 4) …………………………………………………………….. sluit aan bij het violet van het zichtbare licht. Het is schadelijke straling voor de cellen van het menselijke lichaam. Het is tegen deze straling die van de Zon komt waar zonnebrandcrème ons tegen moet beschermen. Deze straling is niet zichtbaar voor het menselijke oog. 5) Nog energetischere stralingen, niet zichtbaar voor het menselijk oog, zijn X-stralen (=Röntgenstraling) en Gammastralen. 9 Fiche 1 p.308 0.1 Geef 2 soorten elektromagnetische straling die GEMAKKELIJK door de atmosfeer (= luchtlaag rond de aarde) gaan. Dit zijn de stralingsvensters: a) ……………………………………………………………………………………………………… b) ……………………………………………………………………………………………………… c) De kleinere golflengten van de infraroodstraling geraken ook door de atmosfeer. De langere golflengten van de infraroodstraling, de meeste infraroodstraling dus, geraken NIET door de atmosfeer. Geef de 2 moleculen in de atmosfeer die de infraroodstraling 10 tegenhouden. ……………………………………………………/…………………………………………………. d) Geef de 2 moleculen in de atmosfeer (= luchtlaag rond de aarde) die de hoogenergetische straling (ultraviolet, röntgenstraling en gammastraling) tegenhouden. ……………………………………………………/………………………………………………. Nummer bovenstaande straling van 1 tot 4 volgens toenemende energie (= kleinere golflengte) Elke soort elektromagnetische straling geeft ons andere informatie over het heelal. Licht geraakt vaak niet door stof, terwijl infrarood er wel doorgaat. Zie opnames Melkweg in infrarood, zichtbaar licht en hoogenergetische straling. Het stof in de Melkweg verhindert dat we in het zichtbaar licht de verdikking in het centrum van de Melkweg zien. In infrarood opnames is ze wel “te zien”. Wat en hoe leert men uit het waarnemen van elektromagnetische straling Men meet de sterkte van elke golflengte van het elektromagnetisch spectrum (van het licht) waaruit men een aantal zaken afleiden: - een beeld maken zoals bij een digitale camera - een vals kleurenbeeld maken; als de straling die opgevangen is niet tot het zichtbare licht behoort kan men daar toch een beeld van maken door de intensiteit van de opgevangen energie in klassen te verdelen en elke klasse een kleur te geven. - De chemische samenstelling; uit de ontbrekende golflengtes in het spectrum (fiche 1, fig 0.2) kan men bepalen welke atomen er in de dampkring van een ster zitten. De ster zendt vanuit de kern alle golflengten uit, enkele daarvan worden geabsorbeerd door de elektronen van de atomen. Elk chemisch element absorbeert welbepaalde golflengten. Doordat we dat exact weten (vanuit het laboratorium) kunnen we de chemische samenstelling analyseren. - Of de ster zich naar ons toe of van ons weg beweegt. We weten bij welke golflengte er absorptie gebeurt voor een welbepaald element. Als de absorptielijn verschoven is naar een langere golflengte (roodverschuiving) dan beweegt de ster zich van ons weg, is ze naar een kortere golflengte verschoven(blauwverschuiving), dan komt de ster naar ons toe. - En hoe snel ze beweegt (is de verschuiving van de absorptielijn t.o.v. stilstand) grotere dan beweegt de ster sneller - Hoe snel een ster rond haar as roteert. In dat geval is er aan de ster een deel dat naar ons toe komt en een deel dat van ons weg gaat en zal de absorptielijn breder worden. Hoe breder hoe sneller de rotatie van de ster. - De oppervlaktetemperatuur van de ster. Van elke golflengte van het continuüm van het 11 spectrum wordt een andere hoeveelheid (energie) uitgezonden. De golflengte die het meeste wordt uitgezonden door een ster; komt overeen met de temperatuur van een ster. Hoe korter die golflengte hoe heter de ster. - Absolute helderheid. Sterren die een heter zijn zenden veel meer energie uit (en zijn dus veel helderder) dan sterren die koeler zijn. C.Telescopen op Aarde Fiche 1 C.1 Optische telescopen p.308 De oudere lenzentelescoop is tegenwoordig vervangen door een spiegeltelescoop. De lenzentelescoop ( refractor=breken van het licht)) Nadelen: 1) De glazen lenzen vervormen onder eigen gewicht omdat ze zwaar zijn en enkel langs de zijkant ondersteund kunnen worden. Hierdoor zouden ze onscherp worden. Ze zijn dus beperkt in de grootte en beperkt in hoeveel licht ze opvangen en beperkt in de vergroting. 2) Het licht interageert met het glas en zwakt af. Spiegeltelescoop (reflector=reflecteren van het licht) Voordelen: 1) de spiegel kan langs achteren ondersteund worden (het licht wordt immers weerkaatst en moet er niet door.) 2) Geen interactie tussen het materiaal en het licht, geen lichtverlies Spiegel telescopen kunnen dus zeer groot gemaakt worden en daardoor veel licht vangen en daardoor het beeld erg veel vergroten. Oudere spiegeltelescopen bestaan uit 1 grote spiegel, die ook aanleiding geeft tot vervorming omwille van het grote gewicht. De nieuwe spiegeltelescopen bestaan uit een mozaïek van kleinere spiegels die door de computer voortdurend aangepast worden zodat ze één volmaakt weerkaatsend geheel vormen. 12 Telescopen op aarde hebben als nadeel dat ze opgesteld staan onder een dampkring. Door schommelingen in de luchttemperatuur en de luchtwervelingen maakt het licht dat van sterren komt onvoorspelbare bewegingen. Tegenwoordig kan men via een klein vervormbare spiegeltjes de lichtstraal opnieuw corrigeren zodat de atmosferische storingen teniet gedaan worden. (National Geographic, 03/2019, p.58) Voorbeelden van grote spiegeltelescopen op aarde: 1) Very Large Telescope (VLT) van de ESO (European Southern Observatory) bestaat uit 4 8meter telescopen waarvan het beeld via de computer kan samen gezet worden zodat ze samen 1 grote telescoop van 16m diameter zijn). Staat op 2635 m in de Atacamawoestijn in Chili 2) De Keck Telescope op Hawai 3) De nog in aanbouw zijnde E-ELT (Europa), Giant Magellan Telescope (GMT) (VSA), Thirty Meter Telescope (Canada en VSA) 13 14 Lees bovenstaand artikel en onderlijn de redenen waarom de E-ELT in Chili gebouwd wordt. Geef de volledige naam van de E-ELT: ………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Het is wachten op de realisatie van deze grote telescopen om de dampkringen te onderzoeken van exoplaneten, planeten rond andere sterren dan de zon. Men kan als men het licht van die dampkringen kan opvangen de samenstelling nagaan. Als er bijvoorbeeld zuurstof en methaan gevonden wordt wijst dit op leven. Er zijn 3 soorten regio’s in de wereld waar het beste het zichtbaar licht afkomstig uit de ruimte kan waargenomen worden. Som de redenen op waarom dat zo is. En geef concrete voorbeelden van zo’n regio’s in Chili. 1) In woestijn gebied: Concreet voor Chili: …………………………………….… Geef 2 specifieke reden waarom lichtstralen vanuit het heelal hier gemakkelijk te detecteren (te zien) zijn: a)………………………………………………………………………………………………………… b)…………………………………………………………………………………………………………. 2) Hoog in de Bergen: concreet voor Chili: ……………………………………… Specifieke reden waarom lichtstralen vanuit het heelal hier gemakkelijk te detecteren (te zien) zijn: a)……………………………………………………………………………………………………….… …………………………………………………………………………………………………………… 3) Ver van door mensen bewoond gebied. Beide bovenstaande gebieden hebben het voordeel dat ze ver van door mensen bewoond gebied liggen. Geef 2 redenen waarom in bewoond gebied het zichtbare licht dat uit de ruimte komt moeilijk te detecteren (te zien) is. a) ……………………………………………………………………………………………………….. b) ………………………………………………………………………………………………………. 15 C.2 Radiotelescopen Radiotelescopen kunnen de radiogolven die de aarde bereiken opvangen. Radiogolven worden niet gestoord door zonlicht en kunnen overdag opgevangen worden. Doordat de radiogolven een veel grotere golflengte hebben dan lichtgolven worden ze minder gestoord door de aardse atmosfeer en moeten ze niet hoog boven zeeniveau opgesteld worden. Ze moeten wel ver staan van elektronica en dus van bewoond gebied omdat de radiotelescopen anders de signalen van deze toestellen opvangen. Ze moeten een grote diameter hebben om hemellichamen van elkaar te onderscheiden. Men kan ook van op aarde zelf radiogolven de ruimte insturen. Deze worden dan door de hemellichamen teruggekaatst en opgevangen door een radar op aarde. Omdat de radiostraling met de lichtsnelheid beweegt kan men behulp van de verstreken tijd tussen het uitzenden en ontvangen de afstand bepalen. Op deze manier kan men de afstand tussen de hemellichamen exact bepalen. De hemellichamen moeten zich wel in het Zonnestelsel bevinden anders is de afstand te groot. Toepassing: exacte afstand aarde maan 384000 km werd bepaald. Het oppervlak van Venus is met behulp van radar in kaart gebracht omdat de dichte atmosfeer optische waarneming onmogelijk maakt. Kleine objecten (planetoïden) op mogelijke aanvaringskoers met de aarde kunnen gelokaliseerd worden. 16 De voorbeelden van radiotelescopen (niet bij naam kennen) 1) de grootste radiotelescoop staat in Puerto Rico en heeft een doormeter van 305 meter. 2) De Very Large Array in New Mexico bestaat uit rijen kleinere telescopen die met zodanig gegroepeerd hebben dat ze het bereik van 1 grote telescoop evenaren. 3) De Radar Goldstone Observatory in California heeft een 70m radar om grootte, snelheid en positie van planetoïdes te meten. 4) Alma (om microgolven, golflengten van tussen infrarood en radiostraling, waar te nemen). 5) (zie 0.3 Fiche 1) De Five-hundred meter Aperture Spherical Radio Telescope van China 17 d. Andere toestellen om informatie over het heelal te bekomen (enkel de concrete namen kennen van de vetgedrukte toestellen) d.1 Ruimtetelescoop voordelen aan waarnemen in het heelal Info 3.5 1) Geen stof en luchtmoleculen tussen telescoop en heelal 2) Nooit bewolking 3) Geen lichtvervuiling 4) Zodanig te plaatsen dat er geen dag en nacht is en de telescoop dus steeds weggericht is van de Zon. 5) De straling die niet door de dampkring gaat (lange infraroodstraling, x-stralen) kan waargenomen worden Enkele voorbeelden van ruimtetelescopen ( de onderlijnde te kennen) De Hubble Space Telescope (HST) (fiche 1p.308) gezamenlijk ontwikkeld door de NASA (North Atlantische Space Agency) en ESA (European Space Agency). In 1990 een baan om de aarde (straal 6400km) op 600km hoogte. Neemt waar in zichtbaar licht, nabije UV en sinds 1997 in het nabije infrarood. De baan gaat over de polen en de telescoop komt afwisselend in de dagkant en nachtkant van de aarde. Door deze baan is de hemelkoepel vaak door de aarde bedekt en kan ze niet heel lang op een zelfde doel gericht zijn. Heeft spectaculaire foto’s gemaakt en ons veel nieuwe zaken laten zien. 18 James Webb Space Telescope, opvolger van de HST, heeft grote spiegel en een hitteschild om de telescoop koel te houden om zelfs heel zwakke infraroodstraling te meten. Zo worden heel oude en ver van ons afbewogen sterrenstelsel zichtbaar. Werd in 2021 gelanceerd worden. Komt in een baan om het Lagrangepunt 2, L2, ( 1.500.000 km van de Aarde weg) en zal steeds van de zon en Aarde afgericht zijn, met het hitte schild tussen de zon en de telescoop, en zal dus 24u/24u waarnemingen kunnen doen. Heelal juli 2019, p.4-5 SOHO is een ruimtetelescoop die de Zon observeert. Het is een samenwerkingsproject van de ESA en de NASA. De afkorting SOHO staat voor Solar and Heliospheric Observatory Toch wordt deze ruimtesonde niet alleen gebruikt om de Zon te observeren. Er zijn namelijk ook al meer dan 1000 kometen met SOHO gevonden. Bevindt zich in Lagrangepunt 1, L1 op 1.500.000 km van de aarde richting de Zon.$ en is steeds naar de zon gericht. Het Kepler Space Observatory is een satelliet met telescoop die ontwikkeld is door NASA om planeten rond andere sterren, exoplaneten, die net als de Aarde bewoonbaar kunnen zijn, op te sporen. Het onbemande ruimtevaartuig is vernoemd naar de astronoom Johannes Kepler. De telescoop is in 2009 gelanceerd en in oktober 2018 zonder brandstof gevallen en buitenwerking. De datagegevens worden nog verder onderzocht maar hebben tot nu (2019) toe al zo’n 4000 exo- planeten opgeleverd. TESS Transiting Exoplanet Survey Satellite detecteeert sinds 2018 kleine planeten in een baan rond heldere sterren, die later worden onderzocht op aanwijzingen voor het bestaan van leven. Gaia heeft als doel om van 2 miljard sterren in onze Melkweg de positie te bepalen (afstand tot ons), via de parallax (zie verder) en te bepalen en of ze naar ons toe of van ons weg bewegen en hoe snel. 19 De Euclides Telescoop, is een missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) die is ontworpen om het donkere universum te verkennen. Gelanceerd op 1 juli 2023, heeft Euclides als doel een 3D-kaart van het universum te maken door miljarden sterrenstelsels tot 10 miljard lichtjaar ver te observeren. Het primaire doel van de missie is om donkere energie en donkere materie beter te begrijpen, waarvan wordt aangenomen dat ze de expansie en structuur van het universum beïnvloeden. De instrumenten van Euclides omvatten een camera voor zichtbaar licht en een nabij-infrarood spectrometer en fotometer, die zullen helpen bij het meten van de vormen en roodverschuivingen van sterrenstelsels. Bevindt zich in het Lagrangepunt 2, zoals de James Webb Telescope en Gaia 20 d.2 Sondes: Onbemande ruimtetuigen die door het zonnestelsel reizen, langs planeten, manen, kometen,… bijvoorbeeld : Voyager 1 is een onbemande ruimtesonde dat op 5 september 1977, kort na de lancering vanVoyager2, werd gelanceerd. Met een afstand tot de zon van 125 AE in augustus 2013 is Voyager 1 het verst van de Zon verwijderde door de mens gemaakte object. Rosetta: begin augustus 2014, na reis van 10 jaar bij komeet aangekomen. In november 2014 geland met een lander op de komeet. Cassini: draaide tot 15 september 2017 rond de planeet Saturnus. Maansondes, Marsondes en Maan- en Marslanders en Maan- en Marswagentjes…. Solar Orbiter: draait in een langgerekte ellipsbaan rond de zon en passeert soms de zon van nabij en heeft al heel wat zaken gezien en ontdekt op de zon zoals kleine zonnevlammetjes, jets die de zonnewind de ruimte insturen. Juice : (Jupiter icy moons explorer) moet 8 jaar na de lancering op 14 april 2023 toekomen bij Jupiter en gaat onderzoeken of er in het water onder de ijslaag van de maan Ganymedes mogelijkheid is tot het ontwikkelen van leven. 21 d.3 International Space Station (ISS): permanent bemand laboratorium in de ruimte. Soms te zien als een heldere snel bewegende “ster” die in enkele (max 7) minuten van west naar oost de hemel doorkruist (hemel.waarnemen.com/iss of Heavens-Above.com). Bevindt zich in een oblieke (schuine) baan op 350 km boven het aardoppervlak, beweegt aan 27 700 km/u, één toer rond de Aarde in 90 min. d.4 satellieten of kunstmanen rond de aarde Toestellen die rond de aarde draaien. Ze kunnen allerlei zaken doen zoals: - de aarde waarnemen (teledetectie = waarnemen van het aardoppervlak via de elektromagnetische straling) denk aan spionage satellieten, aan satellietbeeld van Google Earth, aan weersatellieten die het wolkendek in kaart brengen,… - communicatie verzorgen, - aan plaatsbepaling (GPS), … 22 1.1.2 afstandsmaten in het heelal Afstandsmaten in het heelal: lichtjaar, AE, -Een lichtjaar is de afstand die het licht aan 300.000 km/sec in 1 jaar aflegt. info 1.2 Bereken de afstand in km van 1 lichtjaar: -Het licht dat het oppervlak van de Zon verlaat doet er 8 minuten en 20 seconden over om de aarde te bereiken. De afstand tussen de Aarde en de zon is dus 8 lichtminuten en 20 lichtseconden. Dit is 1 astronomische eenheid, 1AE. We gebruiken deze afstand als eenheid in het zonnestelsel. Het drukt uit hoe veel verder iets van de Zon staat dan de afstand Aarde-Zon. Bereken de afstand in km van 8 lichtminuten en 20 lichtseconden, of = of 1AE: -Neptunus staat op 30 astronomische eenheden van de zon. Hoelang doet het zonlicht erover om Neptunus te bereiken? -Hoe lang geleden ontplofte de ster als we nu een ontploffing zien in een sterrenstelsel dat 21 miljoen lichtjaar verwijderd is van de aarde?: 23  1.1.3 Samenstelling van het heelal (HB p.11) grijs niet kennen Algemene benaming Concreet voorbeeld waar Diameter van Afstanden structuur wij toe behoren en concreet vb tussen de en aantallen die er van zijn aantallen structuren Planeet (bestaat uit gas of is vast en vloeibaar of een Aarde 12 756 km Enkel combinatie en produceert zelf lichtminuten geen licht maar weerkaatst 8 planeten, tot lichturen licht van de ster waar ze rond Waarschijnlijk nog een 9de of enkele AE, draaien) maar nog niet tussen de met of zonder manen waargenomen, is enkel planeten van (weerkaatst licht) berekend. een Exoplaneet (planeet rond andere sterren dan de Zon) Gemiddeld 2 per ster Zon 1,4 miljoen km, Ster of planeetstelsel Zonnestelsel 0,8 lichtminuten. Enkele (een ster bestaat uit gas en Tot de heliopauze, lichtjaren door kernfusie in het centrum waar zonnewind tussen produceert ze energie die Zon en 8 planeten gestopt wordt door sterren van onder andere als zichtbaar interstellaire een licht wordt uitgezonden) deeltjes: 125 AE. 100 miljard per Galaxy Maar tot ver daarbuiten blijven objecten gebonden aan de Zon door zwaartekracht zoals de Oortwolk op 2 lichtjaar. Sterrenstelsel, De Melkweg 100.000 lichtjaar Enkele melkwegstelsel, galaxieën miljoenen 200 miljard sterren lichtjaren 1000 miljard tussen sterrenstelsels van een Cluster De Lokale Groep 10 miljoen lichtjaar Tientallen Bevat de Melkweg en miljoenen 44 andere sterrenstelsels lichtjaren waaronder het tussen clusters dichtstbijzijnde volwaardig van eenzelfde ander sterrenstelsel, het Andromeda Galaxy, op 2,5 miljoen lichtjaar van ons. Virgo supercluster Supercluster Bevat 100 andere 200 miljoen lichtjaar Een netwerk clusters dan de Lokale van Groep. superclusters vormt een 500 miljoen lichtjaar Een netwerk Netwerk van superclusters Muur van Sloan lang en 300 miljoen van muren of Muur lichtjaar breed 1,37 vormt het miljard lichtjaar Zichtbare heelal Heelal 27,3 miljard lichtjaar 24 Algemene benaming Concreet voorbeeld waar Diameter van Afstanden structuur wij toe behoren en concreet vb tussen de en aantallen die er van zijn aantallen structuren 10 miljoen lichtjaar Tientallen miljoenen lichtjaren tussen clusters van eenzelfde 200 miljoen lichtjaar 500 miljoen lichtjaar Een netwerk Muur van Sloan lang en 300 miljoen van muren lichtjaar breed 1,37 vormt het miljard lichtjaar Zichtbare heelal 27,3 miljard lichtjaar 25 Verhouding: -Diameter ster (zon) ten opzichte van de afstand tot de volgende ster proxima centauri : 4 lichtjaren / 1 lichtminuut = 4x (365 x 24 x 60)/1= 4 x (525.600) = 2.102.400 Kans op botsingen tussen sterren is zeer klein -Diameter sterrenstels (Melkweg) ten opzichte van de afstand tussen het volgende grote sterrenstelsel (Andromeda Galaxi): 2.540.000 lichtjaar / 200.000 lichtjaar = 12,7 Kans op botsing tussen Sterrenstelsels is groot. 26 27  x x Een zwart gat Sagitarius A Bovenaanzicht op de Melkweg (dit is een foto Doorsnede volgens stippellijn van de Melkweg, zicht van links van ander Galaxy dat erg op de Melkweg trekt) 1.1.4.a Ons melkwegstelsel is een spiraalstelsel Alle sterren die we met het blote oog kunnen zien behoren tot de Melkweg, ons melkwegstelsel. Deze structuur bevat 200 miljard sterren maar ook gas en stof. Sterren Info 1.4: gasbollen met temperatuur boven 10 miljoen graden.4 waterstofatomen worden door kernfusie omgezet naar Helium waarbij energie vrijkomt die de ster uitstraalt. sterrenbeeld: info 1.1: sterren die vanuit de Aarde gezien en geprojecteerd op de hemelkoepel een vlakke figuur lijken te vormen en samen lijken te horen. Maar in werkelijkheid staan ze op heel verschillende afstanden van de Aarde en hebben ze niets meer met elkaar gemeen dan met andere sterren. Er zijn meer dan 100 sterrenbeelden bepaald maar we kennen er 12 speciale, de sterrenbeelden waar de zon in kan staan (de dierenriem). Deze sterrenbeelden liggen op de ecliptica dat is de lijn aan de hemel die gevormd wordt door het eclipticavlak (= het vlak waarin de aarde en ook de andere planeten rond de zon draaien). De ecliptica is de lijn aan de hemel waar de Zon kan staan. In de astrologie worden deze 12 sterrenbeelden gebruikt. Astrologie is echter niet gebaseerd op wetenschappelijke inzichten en verklaringen. Het is dus geen wetenschap en dus niet te verwarren met astronomie of sterrenkunde, de wetenschap die het Heelal bestudeert. Ons melkwegstelsel is een spiraalstelsel info 1.9: Van opzij bekeken ziet de Melkweg eruit als een platte schijf met een verdikte kern. Doorsnede 100.000 lichtjaar en dikte 2000 lichtjaar. In het centrum van de verdikking zou een zwart gat (concentratie van enorm veel materie waardoor de zwaartejracht zo groot is dat zelf licht niet kan ontsnappen) voorkomen: 28 Sagitarius A met 3,7 miljoen zonmassa Van bovenaf bekeken bestaat de Melkweg uit een aantal gebogen slierten (armen) = spiraalstelsel. Deze spiraalvormige armen bevatten meer sterren dan dat er tussen de armen zijn. De zon met de aarde bevindt zich in zo’n arm op zo’n 26.000 lichtjaar van centrum. Iets voorbij de helft dus. (kunnen situeren op doorsnede van de Melkweg) Omdat we ons dus midden in de ‘discus van sterren’ van de Melkweg bevinden zien we op de doorsnede van die schijf. We zien dit als een lichtende band waar veel sterren geconcentreerd zijn. Door de lichtvervuiling bij ons meestal niet te zien. info 1.8. Kosmisch jaar = de periode waarin de Zon rond het centrum van de Melkweg draait. Dit is gelijk aan: 225 miljoen jaar (aan een snelheid van 800.000 km/u = 220km/sec) Ons melkwegstelsel heeft 9 satellietsterrenstelsesl waarvan de Kleine en Grote Magellaanse Wolk, enkel zichtbaar van op het zuidelijk halfrond. Deze liggen op zo’n 200.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg die zelf 100.000 lichtjaar in diameter is. Hierdoor worden er voortdurend sterren onttrokken uit deze satellietsterrenstelsels naar de Melkweg. 1.1.4.b concentraties van sterren Halo is de sfeer rond de discus. Hierin bevinden zich interstellair gas en bolvormige sterrenhopen, deze bestaan uit sterren ouder dan de Melkweg. Ze zijn waarschijnlijk ingevangen bij het kruisen van oudere sterrenstelsels. In de schijf van de Melkweg bevinden zich open sterrenhopen en die bestaan uit jonge sterren die gezamenlijk uit eenzelfde interstellaire gaswolk zijn ontstaan. De Plejaden is zon open sterrenhoop. 1.1.4.c De interstellaire ruimte De interstellaire ruimte, de ruimte tussen de sterren, is niet leeg maar bestaat uit zeer ijle gaswolken. Het zijn dergelijke gaswolken die kunnen samentrekken en dan sterren gaan vormen. 1.1.4.d Donkere materie: Op basis van zichtbare materie komen de meeste sterren in het centrum van de Melkweg 29 voor en zou daar de meeste massa moeten zijn. Normaal zouden dan de sterren die dichter tegen de kern van de Melkweg liggen sneller rond het centrum bewegen dan de sterren aan de buitenkant. Dat blijkt niet te zijn. Men neemt dit ook in andere sterrenstelsels waar. Vandaar dat er extra materie rond de Melkweg moet voorkomen om deze bewegingen te doen kloppen met de wetten van de fysica. Omdat deze materie niet zichtbaar is heeft met het concept van donkere materie uitgevonden. Dit is materie met zwaartekracht maar zonder interactie van elektromagnetische straling. Het bestaan van deze materie is nog niet rechtstreeks aangetoond en de fysische aard ervan is niet gekend. Deze extra materie moet zich situeren rond de Melkweg in de halo: de halo van donkere materie. Men schat dat 90% van de massa van de Melkweg donkere materie is. Men stelt dit ook vast in andere sterrenstelsels. 30  1.1.5 Ontstaan en evolutie van het Heelal (HB p.8,9,13) 1.1.5.a Het heelal wordt steeds groter De roodverschuiving als blijk van de expansie van het Heelal: hoe verder het sterrenstelsel van ons wegstaat hoe meer het licht naar de langere golflengte (rood) verschoven is en hoe sneller het sterrenstelsel van ons weg beweegt. Uit analyses van het lichtspectra van sterrenstelsels blijkt dat sterrenstelsels zich van ons weg bewegen (roodverschuiving van het licht omwille van Dopplereffect) en hoe verder ze zich bevinden hoe sneller ze weg bewegen. Het heelal wordt groter en is een uitdijend heelal. Het lijkt op het oppervlak van een ballon waar stippen op staan en die opgeblazen wordt. Iedereen lijkt het middelpunt, maar geen enkele plaats is het middelpunt, alles beweegt uit elkaar omldat de ruimte tussen de stippen groter wordt. Beter is nog om het te vergelijken met een cake waar rozijnen inzitten. Tijdens het bakken en het rijzen van de cake komen alle rozijnen verder van elkaar te liggen doordat de ruimte tussen de rozijnen vergroot. Elke rozijn (sterrenstelsel) ziet al de andere sterrenstelsel van zich verwijderen. Het is de afstand (de ruimte) tussen de sterrenstelsels die groter wordt. Alsof twee auto’s stilstaan en de weg tussen hen langer wordt. Info 1.10 Doordat we de snelheid kennen waarmee de melkwegstelsels van ons weg bewegen en we ook de afstand kunnen bepalen tot die melkwegstelsels (dat is wel moeilijk en daar zitten nog onnauwkeurigheden in) kan men de tijd berekenen die er verstreken is sinds alles uit elkaar is beginnen bewegen = ouderdom van het Heelal. Sterrenstelsel die ver van ons liggen bewegen erg snel van ons weg. Sterrenstelsels die dichter bij ons staan bewegen trager van ons weg. Als men berekent hoe lang ze al van ons weg aan het bewegen zijn komt men steeds op dezelfde tijd uit: de ouderdom van het heelal: 13,8 miljard jaar. 31 Het Dopplereffect Een roodverschuiving geeft aan dat de ster (sterrenstelsel) van ons weg gaat. Een blauwverschuiving geeft aan dat de ster naar ons komt. Als een ster zich naar ons toe beweegt wordt elke lichtgolf iets dichterbij uitgezonden dan bij stilstand en worden de golflengten kleiner = een blauwverschuiving (naar de kortere golflengten) van het licht (ten opzichte van hoe het licht er bij stilstand zou uitzien). Als een ster zich van ons weg beweegt wordt elke lichtgolf iets verder weg uitgezonden dan bij stilstand en worden de golflengten groter = een roodverschuiving (naar de langere golflengten) van het licht (ten opzichte van hoe het licht er bij stilstand zou uitzien). Dit verschijnsel wordt het Dopplereffect genoemd en geldt ook voor geluidsgolven. Cfr. de ziekenwagen waarvan de sirene hoger (kortere golflengte of grotere frequentie) klinkt als die naar je toekomt en lager (langere golflengte/lagere frequentie) als die van je wegrijdt. De snelheid van de ster t.o.v. de Aarde halen we uit de mate van verschuiving van het licht door het Dopplereffect. Hoe langer (korter) de golflengten geworden zijn hoe sneller dat hemellichaam zich van (naar) de Aarde verwijdert (toe beweegt). 32 Info 0.5 p. 310 33 Leuvense kosmoloog Georges Lemaître krijgt eerherstel In ons land is de Leuvense kosmoloog en priester nooit een onbekende geweest. En eindelijk, meer dan negentig jaar na zijn ontdekking van het uitdijende heelal, leert ook het buitenland hem kennen. Als gelijke van Edwin Hubble. In 1927 rekende Georges Lemaître een oplossing uit van Einsteins veldvergelijkingen die indruiste tegen de toen heersende intuïtie onder kosmologen, namelijk dat het heelal statisch was, dat dit altijd zo was geweest en altijd zo zou blijven. Het heelal van Lemaître – dat dus evengoed gehoorzaamde aan de algemene relativiteitstheorie – dijde echter uit. Bovendien kwam die uitdijing overeen met variaties in de snelheid van enkele sterrenstelsels, opgetekend door astronomen uit de dopplerverschuiving van het sterrenlicht. Lemaître, die toen hoogleraar was aan de (unitaire) KU Leuven en er al een indrukwekkend internationaal onderzoeksparcours had opzitten, publiceerde zijn hypothese van het uitdijende heelal in Annales de la Société Scientifique de Bruxelles, een toentertijd prestigieus Franstalig vakblad. Toch veroorzaakte de publicatie weinig deining in de natuurkundige wereld, ook al was Brussel met de Solvay-conferenties toen het epicentrum van de theoretische natuurkunde. En dus kon de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble twee jaar later hetzelfde idee nog eens publiceren, met meer succes. Sindsdien zegt de Wet van Hubble dat de snelheid waaraan twee sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen (door de uitdijing), evenredig is met hun onderlinge afstand. Na lang gedraal heeft de Internationale Astronomische Unie, dezelfde vereniging die in 2006 Pluto degradeerde tot dwergplaneet, gisteren dan toch beslist om de historische onzorgvuldigheid recht te zetten. Sinds gisteren is het de Wet van Hubble-Lemaître die de uitdijing van het universum beschrijft. Ruim negentig jaar na zijn publicatie krijgt de Leuvense kosmoloog dus eindelijk eerherstel. Uit de uitdijing van het heelal volgt logischerwijze ook dat het universum een begin moet hebben gehad, een ‘punt’ in de tijdruimte waarin alle massa en energie lag vervat. Het was weer Georges Lemaître die dit idee van de oerknal uitwerkte in een later artikel, gepubliceerd in 1931. In de verkiezingen van de grootste Belgische wetenschapper, georganiseerd door Eos in 2008 ter gelegenheid van onze 25ste verjaardag, eindigde Lemaître op de derde plaats, na Paul Janssen en Marc Van Montagu. 1.1.5.b ontstaan info 1.5 34 Big Bang 14 (13,8) miljard jaar geleden: begrippen tijd en ruimte ontstonden. Spreken over wat er voor de Big Bang was is als vragen wat er noordelijker dan de Noordpool ligt. Dat bestaat niet. Temperatuurkaart Info 1.4 = achtergrondstraling Big Bang, 380.000 jaar na de Big Bang Oudste sterren dateren van 200 miljoen jaar na oerknal toen er ook sterrenstelsel en clusters ontstonden. De foto door Hubble telescoop genomen van het verste object is een object van 800 miljoen jaar oud. De zon en onze planeten zijn 4,5 miljard jaar geleden ontstaan. Onze Melkweg 12 miljard jaar geleden. 35 1.1.5.c evolutie van het heelal info 1.11 Afhankelijk van de hoeveelheid massa (en dus de zwaartekracht) in het heelal is er een andere toekomst. Dat dit nog niet zeker geweten is komt door de onzekerheid over de totale massa in het heelal. Dit komt doordat nog niet geweten is hoeveel donkere materie (materie met massa maar niet zichtbaar) er in het heelal is. De Euclides Telescoop, is een missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) die is ontworpen om het donkere universum te verkennen. Gelanceerd op 1 juli 2023, heeft Euclides als doel een 3D-kaart van het universum te maken door miljarden sterrenstelsels tot 10 miljard lichtjaar ver te observeren. Het primaire doel van de missie is om donkere energie en donkere materie beter te begrijpen, waarvan wordt aangenomen dat ze de expansie en structuur van het universum beïnvloeden. De instrumenten van Euclides omvatten een camera voor zichtbaar licht en een nabij-infrarood spectrometer en fotometer, die zullen helpen bij het meten van de vormen en roodverschuivingen van sterrenstelsels. Bevindt zich in het Lagrangepunt 2, zoals de James Webb Telescope en Gaia Gesloten heelal: heelal expandeert maar de zwaartekracht zorgt ervoor dat het uitdijen afremt en daarna alles weer naar elkaar beweegt tot in een Big Crunch. Er kan zo een nieuwe Big Bang ontstaan. 1) Open heelal of Big Chill: de zwaartekracht zorgt voor een vertraging van de expansie maar het heelal dijt eeuwig uit. De ruimte tussen sterrenstelsels en de ruimte binnen sterrenstelsels gaat toenemen. Sterrenstelsel verdwijnen uit ons zicht. Door afnemende massadichtheid binnen sterrenstelsels zullen geen nieuwe sterren meer kunnen ontstaan. Bestaande sterren doven uit. 2) Open heelal met versnelde uitdijing of Big Rip: de zwaartekracht is te zwak en de expansie neemt toe en versnelt nog, het heelal dijt eeuwig uit. De ruimte dijt zo snel uit dat de alles uit elkaar getrokken wordt zelfs de materie zelf: sterrenstelsels, sterren, planeten en zelfs atoomkernen. Bestaande sterren doven uit. 3) Vlak heelal, Big Chill: de zwaartekracht is even groot als de expansiekracht. Uitdijing komt tot stilstand maar er is geen samentrekking. Er zal nog lange tijd stervorming zijn maar uiteindelijk sterren doven alle sterren uit. 36  In de scenario’s 2,3 en 4 zullen alle huidige en nog te vormen sterren uiteindelijk opgebrand geraken en eindigen we in een donker heelal. In scenario 1 kunnen we opnieuw een Big Bang krijgen… Teken zelf op onderstaande assen de evolutie van de ruimte in het heelal voor de mogelijke scenario’s, zie info 1.11: Grootte van het Big Crunch Gesloten heelal Big Crunch tijd Grootte van het Big Chill Open heelal, lineair Big Chill tijd Grootte van het Big Rip Open heelal, versneld Big Rip tijd Grootte van het Big Chill Vlak heelal tijd Big Chil 37