קרינת רקע קוסמית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

קרינת הרקע הידועה גם בשם קרינת הרקע הקוסמית היא קרינה אלקטרומגנטית, כזו שמקרין גוף שחור, בטמפרטורה של 2.7 מעלות קלווין.

קרינה זו באה מכל מקום ביקום והיא נחשבת להוכחה המובהקת ביותר של תאורית המפץ הגדול.

תוכן עניינים

[עריכה] המחצית הראשונה של המאה העשרים

קיומה של קרינת הרקע שוערה כבר על-ידי הקוסמולוג ג'ורג' גאמוב, שטען כי מצבו ההתחלתי של היקום היה כזה שהיה צריך להקרין אנרגיה כזו שמקרין גוף שחור; האנרגיה אמנם דועכת ומתקררת עם הזמן, אך שרידים שלה אמורים להמצא בכל עבר. לכאורה נדמה שהקרינה צריכה להגיע רק מכיוון אחד - המקום שבו התרחש המפץ הגדול. אלא שהמפץ לא התרחש במקום מסוים - היקום כולו היה שם, באותו אירוע, והתפשט מאז למה שאנחנו קוראים 'היקום הנראה'. לפי תאורית המפץ הגדול, הקרינה חייבת להיות נוכחת בכל הכיוונים.

בראשית היה היקום צפוף ולוהט כל-כך, עד שכל קרן אור נבלעה מיד בחומר שמסביב. רק אחרי שהתפשט במשך 380,000 שנה ירדה צפיפותו של היקום לרמה שאפשרה לקרני אור לצאת לדרכן בין ענני החומר - ואז קרה הדבר בכל מקום, כמעט בבת-אחת. קרינת הרקע שאנו רואים היום היא שריד לאותו רגע שבו הפציעה האנרגיה של היקום מבעד לחומר שלו. (באותה תקופה, לפני שנאספו נתונים מדוייקים די הצורך על התרחקות הגלקסיות וקבוע האבל, היה מקובל לחשוב שרגע זה התרחש 300,000 שנה אחרי המפץ הגדול).

[עריכה] שנות הששים

בסופו של דבר, קרינה זו נתגלתה באקראי על-ידי שני פיזיקאים מ"מעבדות בל", ארנו פנזיאס ורוברט וילסון, בשנת 1965, בעת שעבדו על דגם חדש של אנטנה. הם חיפשו אותות של תקשורת לווינית אך הופרעו מרעשי רקע של קרינת רדיו שהייתה בעלת עוצמה שווה מכל כיוון. על תגלית חשובה זו זכו בפרס נובל לפיזיקה.

התגלית הכריעה בין שני המודלים המתחרים "המצב היציב" ו"המפץ הגדול" , עד שכמעט כל הקוסמולוגים שהאמינו במצב היציב זנחו תאוריה זו; העדויות שהצטברו מאז שכנעו גם את אחרוני הספקנים מבין הקוסמולוגים.

[עריכה] שנות התשעים

מעוצמתה הנוכחית של הקרינה בכל כיוון אפשר להסיק על עצמת הקרינה באותו רגע, כאשר היקום היה בן 380,000 שנה. אילו הייתה הקרינה מסביב אחידה לחלוטין, כפי שנראה היה בתחילה, היה צריך להסיק שגם היקום היה אחיד לחלוטין באותו רגע מוקדם בזמן - ואז לא ניתן יהיה להסביר את היווצרות הגלקסיות. הגורם היחיד שיכול להסביר היווצרות של גושי חומר מרוכזים הוא כח הכובד: המשיכה ההדדית בין חלקיקי החומר. היקום היום אינו הומוגני - הגלקסיות מרחפות ומרחקים עצומים מפרידים ביניהן. מכאן שגם היקום בראשיתו לא היה הומוגני - וזה מוכרח להשתקף בקרינת הרקע.

קרינת  הרקע  הקוסמית כפי שנקלטה על-ידילווין שנשלח לחלל ביוני 2002
הגדל
קרינת הרקע הקוסמית כפי שנקלטה על-ידי
לווין שנשלח לחלל ביוני 2002

אי הסדירויות המעורבות הן זעירות עד-כדי כך, שהמצלמות של שנות השבעים והשמונים לא היו יכולות לאתר אותן. הלווין COBE שנשלח בשנת 1992 לחלל היה מצוייד במצלמות רגישות מספיק, ומלווה במערך מחשבים מתוחכם מספיק, כדי לזהות את הבדלים הדקים בקרינת הרקע ממקומות שונים בחלל. הבדלים אלו שהסבירו במידה רבה את מבנה היקום הנוכחי, על הגלקסיות המסודרות בצבירי גלקסיות, המסודרות בתורן בעל-צבירים. תגובתו של הפיזיקאי הנודע סטיבן הוקינג על הממצאים של COBE, הייתה שזוהי "התגלית הגדולה ביותר של המאה העשרים".

[עריכה] קישורים חיצוניים