Dit jaar is het 90 jaar geleden dat een verbijsterende ontdekking werd gedaan: dat het heelal uitdijt.

De ontdekking werd gedaan onder leiding van Edwin Hubble, naar wie de Hubble-ruimtetelescoop is vernoemd. Als astronoom aan het Mount Wilson Observatory in Los Angeles had Hubble toegang tot de meest geavanceerde apparatuur van die tijd, met name de 2,5 meter Hooker-telescoop. De telescoop, gebouwd in 1917, was de grootste op aarde tot 1949.

Sinds 1919 had Hubble vanuit het observatorium nieuwe sterrenstelsels ontdekt, volgens het Carnegie Institution for Science. In 1923 ontwikkelde hij een methode om de afstand tussen een ver weg gelegen melkwegstelsel en de Melkweg te meten, waarbij de werkelijke helderheid van sterren in een ander melkwegstelsel werd berekend en vervolgens vergeleken met hoe helder ze vanaf de aarde leken.

Dit werk leidde tot een andere onthulling. Volgens het Carnegie Institution wist Hubble ook van het werk van een vroegere astronoom, Vesto Melvin Slipher, die had uitgevonden dat hij kon meten hoe snel een sterrenstelsel zich naar de Melkweg toe of van de Melkweg af bewoog door te kijken naar veranderingen in de golflengten van het licht dat van dat sterrenstelsel afkomstig was. De meting wordt de dopplerverschuiving genoemd, en het principe is hetzelfde als de toonhoogteverandering die lijkt te gebeuren als een ambulancesirene nadert, voorbijschiet en weer wegtrekt, maar dan met licht in plaats van geluid. In het geval van licht lijken de golflengten die worden uitgezonden door een voorwerp dat naar een stilstaande waarnemer toe beweegt, frequenter, en dus blauwer. Golflengten die worden uitgezonden door een object dat zich terugtrekt, komen minder vaak voor en zijn dus roder.

Gewapend met informatie over de afstand van andere sterrenstelsels en hun Doppler-verschuiving, publiceerden Hubble en zijn collega’s in 1929 een artikel dat de astronomie zou veranderen. Het artikel, “A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae”, toonde aan dat de melkwegstelsels die zichtbaar waren vanaf de Melkweg allemaal sneller leken te gaan. (Op 17 januari 1929 werd het artikel “medegedeeld” aan de National Academy of Sciences.)

Wat Hubble en zijn medeauteurs hadden waargenomen was de uitdijing van het heelal zelf. Om een beroemde analogie te gebruiken: de melkwegstelsels zijn als rozijnen in het brooddeeg van het heelal. Naarmate het deeg rijst, komen alle rozijnen verder uit elkaar te liggen, maar ze zitten nog steeds allemaal vast in hetzelfde deeg. De ontdekking maakte het mogelijk de leeftijd van het heelal te berekenen: ongeveer 13,7 miljard jaar oud.

Negentig jaar nadat het Hubble-team zijn bevindingen bekendmaakte, proberen wetenschappers nog steeds te begrijpen hoe deze uitdijing werkt. Vorig jaar meldden astronomen met de naar Hubble genoemde telescoop dat de uitdijing sneller verloopt dan verwacht – 73 kilometer per seconde per megaparsec, om precies te zijn. Een megaparsec is 3,3 miljoen lichtjaar, dus deze meting betekent dat voor elke 3,3 miljoen lichtjaar vanaf de aarde een sterrenstelsel 73 kilometer per seconde sneller lijkt uit te dijen.

Een paar maanden later ontdekten dezelfde onderzoekers dat verder weg gelegen delen van het heelal minder snel lijken uit te dijen, namelijk met 67 kilometer per seconde per megaparsec. De discrepanties suggereren dat iets – misschien donkere energie of donkere materie – de uitdijing van het heelal beïnvloedt op manieren die nog niet worden begrepen.

• De 11 grootste onbeantwoorde vragen over donkere materie
• 8 manieren waarop je Einsteins relativiteitstheorie in het echt kunt zien
• De grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde

Oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.