Je zou vermoeden dat de ruimte tussen planeten en sterren een leeg vacuüm is, maar dat is niet juist. Het bevat naast stof- ook gasdeeltjes die door onze zon, andere sterren en supernova's de ruimte in worden geblazen. Eind 1950 kwam het idee dat er een Heliosfeer zou bestaan n.a.v. het bestuderen van kosmische straling en de interactie met de zonnewind van onze zon. Sinds die tijd is en wordt er veel onderzoek over gedaan. Om de Heliosfeer te kunnen bevatten is het nodig om te begrijpen hoe de zon werkt en hoe de zonnewinden ontstaan. De zonnewinden verplaatsen zich door het zonnestelsel totdat ze uitkomen aan de grens van ons zonnestelsel waar ze tezamen met het magnetisch veld van de zon de Heliosfeer vormen Deze Heliosfeer zorgt voor een rustige bel in de heftigheid binnen het melkwegstelsel. Een schild dat ons beschermt.

Hoe groot is het universum waar wij in leven en welke vorm heeft het? Er zijn verschillende kosmologische theorieën die invulling proberen te geven aan het ontstaan en de evolutie van het universum, waarbij zwaartekracht, tijd en ruimte een belangrijke rol spelen. De relativiteitstheorieën van Einstein blijken veel van het waarneembare universum te verklaren, maar voorbij het grensvlak met de kwantumfysica blijkt het universum zich anders te gedragen. Er zijn nog zoveel dingen die we niet kunnen zien en die we dan als 'donker' benoemen. Verklaart donkere materie de ontbrekende massa in sterrenstelsels, kan donkere straling aan de zwarte gaten ontsnappen en wordt ons universum door donkere energie uit elkaar getrokken? We gaan een aantal van die theorieën beschouwen en filosoferen over het universum of het bestaan meerdere universums.

Met de deep field foto's van de Hubble telescoop (HST) wierpen we een eerste blik op de grootsheid van het universum. De telescoop stond gericht op een plek waar niets te zien was, maar waar uiteindelijk op de foto vele sterrenstelsels te zien waren. Met de James Webb telescoop (JWST) kunnen we nog verder kijken en daarmee dus ook verder terug in de tijd! Miljarden lichtjaren ver, betekent tenslotte ook licht dat miljarden lichtjaren onderweg is geweest. We zien dus een beeld van miljarden jaren geleden. Met de JWST kunnen we terugkijken tot aan het ontstaan van het eerste licht in het universum. Er is de afgelopen jaren veel onderzoek gedaan naar de beelden van dit vroege universum en de eerste sterrenstelsels die daarin zijn ontstaan. We gaan in op wat er is onderzocht en welke bevindingen/theoriën er over zijn gevormd.

Het ontstaan van sterren en planeten is een terugkerende cyclus in het universum. Door de tijd heen worden in deze cyclus steeds zwaardere elementen gevormd die de bouwstenen vormen voor de objecten die rond een ster draaien. Zo ook zijn onze zon en aarde ontstaan vanuit een koude nevel van gas en stof. Door rotatie en zwaartekracht wordt deze zonnenevel samengetrokken tot een schijf en warmt deze op. In het centrum wordt daardoor een ster geboren. Dichtbij de ster smelten de zwaardere elementen samen tot rotsachtige brokken. verder van de ster vandaan ontstaan door de accretie van deze schijf steeds complexere moleculen die - mede door ijsvorming - samenklonteren. Hoe ontstaan dan de planeten en de andere objecten in ons zonnestelsel. Waarom is er zoveel water op aarde en kon hier leven ontstaan? Verschillende theorieën, onderzoek en simulaties geven hier opheldering over.

Welke krachten beïnvloeden de bewegingen van de sterrenstelsels en wat bepaalt de structuur van het heelal waarbinnen dat gebeurt. De materie in het heelal die dusver met directe waarnemingen is gevonden, blijft beperkt tot wat wij binnen het elektromagnetisch spectrum zichtbaar kunnen maken. Uitgaande van het standaard kosmologische model moet er veel meer massa aanwezig zijn om de benodigde (zwaarte)krachten te kunnen verklaren. Bestaat er dan donkere materie en donkere energie die wij (nog) niet hebben kunnen waarnemen? Het sterrenstelsel "De Melkweg" - waar ons zonnestelsel zich in bevindt - is bijna net zo oud als het universum. Wat hebben we geleerd door het onderzoek van onze Melkweg en wat kunnen we daar voor alsnog uit afleiden over de structuur van het heelal?

Het bestaan van zwarte gaten was door Albert Einstein al voorspeld vanuit zijn relativiteitstheorie. Pas veel later zijn de eerste zwarte gaten ontdekt en er wordt gesproken over een grote verscheidenheid aan soorten zwarte gaten, van theoriën over kleine deeltjes met een zeer grote dichtheid, naar normale/superzware gaten die we ook in het centrum van sterrenstelsels vinden, tot extreme voorbeelden die vanuit alternatieve (zwaartekracht)theoriën beschreven worden. Hoe kunnen we deze zwarte gaten waarnemen en waarom is een zwart gat op een foto zichtbaar terwijl er geen licht uit kan ontsnappen? Waar gaat dat licht dan heen en wat gebeurt er met ruimte en tijd als je in de buurt komt van de event horizon van het zwarte gat? Als er matiere in een zwart gat valt, kan het er dan ook weer uitkomen? De kwantummechanica komt dan om de hoek kijken, maar geeft een ogenschijnlijk strijdig beeld. Er is veel bekend over zwarte gaten en zoveel ook nog niet bekend. Het is één van de grote mysteries van het universum die blijft fascineren.

Jupiter is de grootste planeet in ons zonnestelsel en Saturnus is bij reputatie bekend door zijn ringen. Er zijn door de tijd heen veel ontdekkingen gedaan over deze gasreuzen. Verschillende ruimtesondes hebben deze planeten verkend, inclusief de meest recente Juno-ruimtesonde die sinds 2016 informatie verzamelt en daar nog steeds mee bezig is. Er zijn interessante ontdekkingen gedaan over de samenstelling van deze planeten, de ringen, de atmosfeer en de verschillende stormen die erin woeden. Naast de alom bekende rode vlek op Jupiter zijn er nu ook andere vlekken ontdekt, de blauwe, koude en zwarte vlek genoemd. Welke rol speelt het magnetisch veld van Jupiter in deze, waarom zijn er de drie magnetische polen en wat heeft IO - één van de manen van Jupiter - hiermee te maken. De mysteries van Jupiter worden stukje bij beetje steeds verder onthuld.

De sterren worden uit gas en stof geboren en vergaan ook weer tot gas en stof. Deze cyclus blijft zich herhalen, waarbij de samenstelling van het gas en stof door de tijd heen verandert. Deze interstellaire gas en stofwolken bevatten de bouwstenen van elke zonnestelsel dat zich rondom de ster vormt. Deze worden verrijkt met de overblijfselen van afgestorven sterren, in de vorm van planetaire nevels of supernovaresten. Er zijn verschillende soorten nevels met namen geïnspireerd door hun vorm of samenstelling. Vroeger werden sterrenstelsels en sterrenhopen ook voor nevels aangezien, maar met steeds betere telescopen kunnen we de echte nevels, hun samenstelling en historie steeds beter achterhalen en begrijpen.

Bij het verkennen van het universum vanaf de aarde worden we gehinderd door onze atmosfeer, lichtvervuiling en andere beperkingen die volgen uit de positie van de aarde ten opzichte van het object of deel van het universum dat we willen bestuderen. Daarom hebben we ruimtesondes en ruimtetelescopen gelanceerd die de waarnemingen van buiten de aarde doen en de resultaten daarvan naar de aarde sturen. Welke soorten telescopen en verkenningsmissies zijn er geweest en hoe worden de waarnemingen gedaan. Welke technieken worden daarbij toegepast en wat gaat de toekomst ons nog brengen?

Het bestaan van leven buiten de aarde is statistisch gezien zeer waarschijnlijk gezien de immense omvang van het universum. De voorwaarden om leven te laten ontstaan (zoals wij dat kennen) komt met grote zekerheid voor en daar wordt ook naarstig naar gezocht. Hoever is die ontwikkeling van het leven dan en welke levensvormen heeft dat voortgebracht. Zijn er dan andere intelligente levensvormen en hoever zouden zij zijn met hun ontwikkelingen of zouden zij zichzelf al ten gronde hebben gebracht. Is het waarschijnlijk dat wij elkaar ooit gaan ontmoeten. Door nuchter naar de feiten en wetenschap te kijken valt daar een hoop over te zeggen en te filosoferen.

Tussen 1961 en 1972 zijn door er de NASA verschillende "Apollo" missies uitgevoerd. Op 16 juli 1969 heeft Neil Armstrong de eerste stap op de maan gezet. In 2022 zijn er door NASA weer nieuwe vluchten naar de maan gestart als onderdeel van de "Artemis" missies. Voor April 2026 staat er een bemande missie gepland. Medio 2027 zouden er dan weer mensen op de maan gaan landen. Inmiddels is niet alleen meer NASA een speler, als het gaat om reizen naar de maan. Naast de andere Amerikaanse initiatieven zijn ook de Chinesen druk bezig de maan te verkennen. Wat zijn de volgende stappen met de missies naar de maan en in het verlengde daarvan het faciliteren van bemande missies naar Mars.

Bestaat er leven op andere planeten? Dit is een vraag die de mensheid bezighoudt. Als we ervan uitgaan dat er minimaal 1 planeet rond een ster draait en er alleen al in onze Melkweg meer dan 100 miljard sterren zijn, dan is het statistisch waarschijnlijk dat er andere planeten bestaan waar leven mogelijk is. Of er werkelijk op andere planeten leven bestaat en of dat leven intelligent is, dat hebben we nog niet kunnen vaststellen. Men is druk op zoek naar feitelijke waarnemingen om dit beter te kunnen bepalen. Zo is er vastgesteld dat er planeten zijn die rond andere sterren draaien (de zo geheten exoplaneten) en we proberen vast te stellen of daar leefbare omstandigheden bestaan. Hier worden verschillende methoden en analysis bij toegepast. Inmiddels zijn er meer dan 5000 exoplaneten gevonden en de teller blijft doorlopen.

Onze eigen planeet aarde heeft een wervelend verleden. Een planeet vol leven, maar dat is niet altijd zo geweest. Hoe is het leven ontstaan en kan het blijven bestaan? Er zijn in het verleden al verschillende massa uitstervingen geweest, maar de natuur heeft de drang om te overleven. Of dat met of zonder de mensen zal zijn, dat zal de tijd ons leren. Welke invloed hebben wij als mensen daarop en kunnen wij de natuurkrachten de baas? Klimaatverandering is een onderwerp dat tegenwoordig veel aandacht heeft, maar welke factoren spelen daar nou echt een rol bij en is dat dan de grootste zorg voor de mensheid om te kunnen overleven?

De mensheid is de ruimte rondom onze planeet steeds meer in gebruik aan het nemen. Van de eerste satellieten en ruimtestations tot aan de hedendaagse drukke bezetting. Het zijn veelal de politieke en commerciële belangen die de maat voeren. Wetenschappelijk onderzoek is daar zeker een onderdeel van, maar alles is afhankelijk van de middelen om in de ruimte te kunnen komen. Tegenwoordig zijn er verschillende landen die dat – al dan niet in samenwerking – kunnen faciliteren. De ruimte buiten onze atmosfeer kent vooralsnog geen territorium en is dus van ons allemaal. Dat brengt echter wel de uitdaging met zich mee over de verantwoordelijk om daar alles goed te regelen en wie heeft er dan de bevoegdheid om in te grijpen en ongelukken te voorkomen. Het risico op ongelukken door botsingen van ruimtevoertuigen of ruimteafval groeit gestaag en als het mis gaat kost het vele miljoenen. Nog los van het feit dat wij met onze communicatie en navigatie sterk afhankelijk zijn geworden van satellieten. Gaan we hier grip op krijgen of wordt de sterrenhemel binnenkort verlicht met alle brokstukken die in onze atmosfeer verbranden en soms hier en daar op het aardoppervlak neerstorten?!