Wat de kosmos ons leert over ouderdom

Welke levenshouding zou jou meer geluk opleveren? Leven alsof het je eerste dag is, of je laatste? Filosoof Lammert Kamphuis presenteert het dilemma tijdens workshops en de meeste mensen kiezen voor de eerste optie. We worden immers niet graag geconfronteerd met onze sterfelijkheid. Zeker in het Westen bestrijden we symptomen van ouder worden: met pillen, crèmes, operaties en fanatiek sporten. Forever young – daar doen we het voor.

En dat terwijl ouderdom in de vezels van alles zit, ook de kosmos ontkomt er niet aan. Vanuit menselijk perspectief is het universum zelfs stokoud.

Het heelal is 13.787.000.000 jaar oud (plusminus 20 miljoen jaar), zo leiden astronomen af uit de kosmische achtergrondstraling ofwel de nagloed van de oerknal. Wij zijn als mensheid beduidend minder oud. Wetenschapsjournalist Govert Schilling gebruikt in dit artikel de metafoor van een encyclopedie om uit te drukken wanneer de mens als soort op het kosmische toneel verscheen. Als je de geschiedenis van het universum beschrijft in een veertiendelige encyclopedie met in ieder boek duizend pagina’s, dan verschijnt de mensheid pas in deel veertien, op pagina duizend, ergens op de onderste helft van de pagina. Dat stukje weerspiegelt de laatste 500.000 jaar. En jij leeft natuurlijk weer in een fractie van de tijd waarin de hele mensheid bestaat. Gebruik het universum als je op zoek bent naar een beetje perspectief op je leeftijd.

Astronomen – het zijn ook mensen – zijn gefixeerd op de jeugd van het universum. Ze willen graag weten wat er gebeurde in het verre verleden, toen het universum slechts honderden miljoenen jaren oud was en de zon en aarde nog lang niet bestonden. Handig daarbij is dat je terug in de tijd kunt kijken door diep het heelal in te turen. Licht doet er namelijk miljarden jaren over om ons vanuit de verre delen van het heelal te bereiken. Wat je daar ziet zijn sterrenstelsels die bestonden toen het universum veel jonger was. De James Webb-telescoop is bij uitstek geschikt om de jeugd van het universum te onderzoeken. Het licht uit die periode is zwak en door de uitdijing van het heelal richting het (infra)rood ‘opgeschoven’, dat is het type straling waar James Webb gevoelig voor is. De telescoop moet ons leren hoe de prille jeugd van sterren en sterrenstelsels eruit zag.

Blik op de jeugd van de kosmos

Het wemelt van sterrenstelsels in het heelal. Ruimtetelescoop Hubble werd in 1995 op een ogenschijnlijk leeg stukje ruimte in het sterrenbeeld Grote Beer gericht. Na een belichtingstijd van ruim veertig uur vond Hubble tot verrassing van veel astronomen zo’n drieduizend verre sterrenstelsels. De meeste van die stelsels waren al redelijk volwassen en bestonden toen het universum miljarden jaren oud was. Met moeite keek Hubble nog wat verder terug in de tijd, tot maximaal 0,5 miljard jaar ná de oerknal. Dat is ruim dertien miljard jaar geleden! Nóg verder terug wordt het plaatje wazig, voor Hubble althans. Een babyfoto van het universum is er overigens wel, daarop zijn geen sterren te zien, alleen de eerder genoemde gloed van de oerknal. Het is eigenlijk alsof astronomen in de reeks ‘fotoalbums’ van het heelal een exemplaar missen: die van de vroege jeugd van het heelal.

Maar hoe kom je van een peuter- naar een volwassen universum? Van de periode tussen de 200 miljoen jaar en 500 miljoen jaar na de oerknal zijn geen beelden, en James Webb kan ze gaan maken. In die tijd moeten de eerste sterren zijn gaan schijnen. Vermoedelijk exemplaren die veel groter waren dan de zon en in een kosmische oogwenk – een paar miljoen jaar – opbrandden en explodeerden, waarbij ze elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof het universum in slingerden. Die chemische elementen kwamen later in nieuwe sterren, planeten en oersoepen terecht waaruit miljarden jaren later (in ieder geval op aarde) de eerste organismen zouden kruipen.

Astronomen tasten nog in het duister over hoe zich na de oerknal groepen sterren vormden die uiteindelijk uitgroeiden tot majestueuze spiraalsterrenstelsels zoals de Melkweg, waar we zelf onderdeel van zijn. James Webb heeft een ruim zes meter grote spiegel om het zwakke licht van die eerste zeer jonge sterrenstelsels op te kunnen vangen, en is uitgerust met gevoelige infraroodapparatuur.