Hoeveel ‘weegt’ de straling in ons heelal?

KIJK-redactie

2019-05-13 10:59:29

heelal straling massa

Het universum zit vol met straling die energie heeft met een equivalente massa.  Hoe verhoudt die ‘stralingsmassa’ zich tot de normale massa in ons heelal?

Hans de Wolf mailt: “Ons universum zit vol met straling. Gewoon licht, radiostraling, gammastraling, enzovoort. Deze straling heeft energie, en aan energie kun je een equivalente massa toekennen. Hoe verhoudt die ‘stralingsmassa’ zich tot de normale massa in ons heelal? En als die hoeveelheid stralingsmassa naar verhouding niet verwaarloosbaar klein is, houden sterrenkundigen daar dan wel rekening mee in hun modellen?”

Equivalente massa

Voordat we de vragen van De Wolf beantwoorden: wat bedoelt hij eigenlijk met ‘equivalente massa’? Daarvoor moeten we de beroemdste formule uit de natuurkunde van stal halen: E = mc2. In deze formule staat E voor energie, m voor massa en c voor de lichtsnelheid. Deel je dus de energie van licht – of van een ander soort straling – door het kwadraat van de lichtsnelheid, dan krijg je een massa. Wat overigens niet betekent dat licht iets weegt. Het is dus terecht dat De Wolf spreekt over ‘equivalente massa’, en niet simpelweg over massa.

Maar hoe groot is dan de rol die deze ‘stralingsmassa’ speelt? Het overgrote deel van de stralingsenergie in ons huidige heelal, zo’n 90 procent, zit hem in de zogenoemde kosmische achtergrondstraling: het ‘nagloeien’ van de oerknal, zegt natuurkundige Patrick Decowski (Universiteit van Amsterdam/Nikhef). Doordat we de temperatuur van deze straling weten (-270,42 graden Celsius, oftewel 2,73 graden boven het absolute nulpunt), kunnen we uitrekenen hoeveel energie en dus hoeveel equivalente massa hij bevat. Dat blijkt per kubieke meter grofweg 10.000 keer minder te zijn dan de hoeveelheid massa in sterren, planeten enzovoort. Oftewel: verwaarloosbaar.

Miljarden jaren geleden, toen het heelal veel compacter en heter was, lagen de verhoudingen overigens anders: toen speelde straling wél een rol van betekenis. Maar, zo stelt Decowski De Wolf gerust: “Dat is allemaal netjes verwerkt in de modellen die de evolutie van ons heelal beschrijven.”

Deze vraag kon je vinden in KIJK 10/2018.

Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Laat hem via onderstaand formulier achter.

[contact-form-7 id=”141402″ title=”Vraag antwoord formulier”]

Tekst: Jean-Paul Keulen

Beeld: NASA

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!







De nieuwste editie!

Editie 1-2020




Meer KIJK antwoordt