התפשטות היקום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

לפי המודל הסטנדרטי, ראשיתו של היקום היא במאורע שהתרחש לפני כ- 13.7 מיליארד שנים, המכונה המפץ הגדול. תאוריה זו קיבלה לאחרונה חיזוק לאחר שהצליחו מדענים ב NASA להפיק תמונת חום של היקום בזמן היווצרותו (פרויקט WMAP). היסוד העיקרי של תיאורית המפץ הגדול הוא תצפיתי מובהק. גם ראשיתו ההיסטורית של המודל היא בסדרת תצפיות אסטרונומיות שערך האסטרונום האמריקני אדווין האבל בשנות העשרים של המאה העשרים. על שמו של האבל נקרא טלסקופ-החלל, שנשלח ב־1990 לחלל ועל שמו נקרא גם חוק עובדתי-תצפיתי המניח את התשתית לתיאורית המפץ הגדול.

במסגרת עבודתו במצפה כוכבים ערך האסטרונום אדווין האבל צילומים של גלקסיות רחוקות. תוך כדי בחינתם במכשיר הספקטרוגראף גילה את התופעה המכונה הסטה לאדום. מסקנתו הבלתי נמנעת מתופעה זו הייתה שהגלקסיות מתרחקות זו מזו ושהיקום נמצא בהתפשטות מתמדת.

אלברט איינשטיין העלה בתורת היחסות הכללית רעיון שהוא לכאורה פרדוקסלי, לפיו כוח המשיכה יכול להפוך במרחקים גדולים לכוח דחייה, ושבעצם היקום עצמו מתפשט כל הזמן. מכיון שהדבר נראה לו אבסורדי (באותו זמן הייתה מוכרת רק גלקסיית שביל החלב והיא נראתה יציבה למדיי), הוסיף את מה שמכונה הקבוע הקוסמולוגי, שנועד "לייצב" באופן מלאכותי את המערכת. בשלב מאוחר יותר, לאחר שהתגלו תצפיותיו של האבל על התפשטות היקום, הגדיר איינשטיין את הוספת הקבוע הקוסמולוגי כטעות הגדולה של חייו.

בשנים האחרונות התברר כי לא רק שקצב התפשטות היקום איננו מאט, אלא שהוא מאיץ. תגלית מפתיעה זו אילצה את הקוסמולוגים להוסיף חזרה למשוואות את הקבוע הקוסמולוגי, אותו מרכיב מסתורי שמתאר את כוח הדחייה.

חוק האבל הוא ממצא תצפיתי שכל הגלקסיות בעולם ניראות כנמצאות במצב של התרחקות מתמדת זו מזו (למעשה מה שמתפשט הוא המרחב). יתר-על-כן, מהירות ההתרחקות של כל שתי גלקסיות זו מזו פרופורציונלית למרחק ביניהן. ככל שהמרחק בין שתי גלקסיות גדול יותר, כך גדולה יותר מהירות התרחקותן זו מזו. כאמור זו עובדה שנמדדת בתצפית והיא ניתנת לפירוש הפשוט ביותר כביטוי לכך שהיקום נמצא במצב של התפשטות. היקום מרחיב את ממדיו ללא הרף, מכאן נובע שבעבר היה היקום בעל ממדים צרים יותר. בפרט נובע מכך, למשל, שצפיפות הגלקסיות בעבר הייתה גדולה מצפיפותן המרחבית כיום. כפי שכבר ציינו לעיל, תצפיות בגלקסיות-רדיו מאשרות אף עובדה זו.

התגלית של התפשטות היקום פתחה עידן חדש באסטרונומיה, ובמיוחד בהתפתחות הקוסמולוגיה למדע, שכן המסקנה הסבירה ביותר שנבעה מתגלית זו הייתה שאי פעם הוא היה מרוכז בנקודה אחת (אם הולכים אחורה בזמן) ואז החלו להתפתח מודלים שונים שניסו לתאר ולהסביר את היווצרות היקום, קוסמוגניה כגון המפץ הגדול. בכל זאת קומץ מדענים סירב לקבל מסקנה זאת והעלה את מודל המצב היציב.

[עריכה] התפשטות אינסופית של היקום

מדענים מנסים כבר שנים רבות להגיע להכרעה בשאלה האם היקום יתפשט עד שלב מסוים, ואז התפשטותו תעצר והוא יחל להתכווץ - או שהתפשטות היקום - כלומר התרחקות הגלקסיות זו מזו - תימשך לנצח.

אם מדמים את הגלקסיות ביקום לנקודות המפוזרות על פני שטח של בלון, ההתפשטות המואצת של היקום דומה לתוצאת ניפוח הבלון בקצב הולך וגובר.

על ידי מדידת קצב ההתפשטות של סופר-נובות היום, והשוו אותם לזה של לפני 4 מיליארד שנים. מתוצאות המדידות הסיקו, שקצב התפשטות היקום כיום, הוא מהיר יותר מקצב התפשטותו לפני 4 מיליארד שנים. כמו כן ניתחו את מהירויות הזרימה של הגלקסיות בכיוונים שונים, מעבר למהירות ההתפשטות האחידה של היקום, והצליחו למפות באמצעותן את התפלגות ה"חומר האפל" באזור נרחב ביקום. זהו חומר בלתי נראה בעל מסה, שכוח המשיכה שלו משפיע על קצב התקדמות הגלקסיות (אם כוח המשיכה שלו חזק, קצב ההתפשטות יואט). המסקנה הייתה כי צפיפות המסה הממוצעת ביקום גדולה יחסית, ולכן כוח המשיכה פועל בעצמה רבה גם בין גלקסיות במרחקים גדולים.

[עריכה] קישורים חיצוניים