בראיון לאתר הידען אומר פרופ’ אבי לייב, ראש המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת הארווארד כי אם הגילוי של גלי הכבידה יאושש בניסוי בלתי תלוי, מדובר בתגלית השווה פרס נובל לצוות החוקרים בראשותו של ג’ון קובאץ’ ומוסיף: התגלית גם תומכת בקיומו של רב-יקום, ולפיכך גם בהבנה של מקומינו האמיתי ביקום שגם הוא רק אחד מיני רבים
אסטרונומים ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה במסצ’וסטס, מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (CALTECH) ומהמעבדה להינע סילוני ׁׁJPL של נאס”א בקליפורניה, טוענים כי גילו עדויות, ששוות פרס נובל, לקיומם של גלי כבידה – אדוות במרקם של המרחב-זמן. מדובר בעדות הישירה הראשונה לכך שהיקום עבר התפשטות קצרה אך עצומה של התפשטות מהירה, מיד לאחר המפץ הגדול.
“מצאנו את האקדח המעשן להתנפחות היקום ואנו גם סיפקנו עדויות ראשונות לקיומם של גלי כבידה החוצים את השמים” אומר צ’או-לין קואו מאוניברסיטת סטנפורד, מתכנן גלאי BICEP2 שסיפק את הנתונים החדשים. החוקרים השתמשו בטלסקופ BICEP2 (ר”תBackground Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization ) הסורק את השמים מהקוטב הדרומי ומאתר שינויים קלים בקרינת הרקע הקוסמית – הקרינה שפרצה 380 אלף שנה לאחר המפץ הגדול כאשר היקום התקרר דיו כדי לאפשר לפוטונים לנוע חופשי ביקום.
עוד בנושא באתר הידען:
- מהם גלי כבידה?
- הגלאי הגדול של NASA וסוכנות החלל האירופאית להוכחת גלי הכבידה של אינשטיין
- אוזן קשבת למפץ הגדול
קרינת הרקע הקוסמית ממלאית כל סנטימטר מרובע ביקום הנראה, ב-400 פוטונים בתחום גלי המיקרו. הזוהר שלאחר המפץ הגדול מפוזר באופן כמעט אחיד לכל הכיוונים אך שינויים שיוריים קטנים (ברמה של 1 ל-100 אלף) בטמפרטורת הקרינה יכול להראות תבניות ספציפיות. אי הסדירויות מתאימות לצפוי אם תנודות קוונטיות רגעיות גרמו לניפוח היקום עד לגודלו של היקום הנראה כיום.
פרופ’ אבי לייב, ראש המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת הארווארד, מנהל המכון לתיאוריה וחישוביות במרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרונומיה וחבר האקדמיה הלאומית האמריקנית למדעים ואמנויות אומר בראיון טלפוני עם אתר הידען: “צריך להתחיל בסייג שזה ניסוי אחד שעשה תצפיות בתדירות של קרינה מסויימת. תמיד יש סיכוי מסויים שהם אינם מגיעים מהיקום המוקדם אלא מאבק בגלקסיה שלנו הפולט בתדיריות הללו אבל החוקרים עשו כמיטב יכולתם כדי לפסול את האפשרות הזו. עם זאת חשוב ששתי קבוצות בלתי תלויות יאשרו אותה. במידה וזה באמת יתברר כנכון, זו התגלית הכי חשובה ב-15 השנים האחרונות מאז שגילינו (בעזרת טלסקופ החלל האבל. א.ב.) שהיקום לא רק מתפשט אלא שהתפשטות שלו מואצת בזמן.
אסטרונומים פיתחו עוד בשנות השמונים את תיאורית היקום האינפלציוני לפיה בתקופה שמיד לאחר המפץ הגדול (למעשה עשר בחזרת מינוס 34 שניות לאחר המפץ הגדול) התנפח היקום באופן מעריכי (בסדרי גודל של פי 10 בחזקת 25 או 10 מיליון טריליוני טריליונים). בעת ההתנפחות הזו הוגברו התנודות הקוונטיות הללו לקנה מידה קוסמי. “לא רק שהאינפלציה סייעה להסביר מדוע היקום כל כך אחיד בקנה מידה גדול אלא גם כיצד נוצרו ההפרעות הקוונטיות בקנהמידה של הרבה פחות ממילימטר, לגופים עצומים כגלקסיית שביל החלב”. מסביר לייב
“אנחנו קיימים בגלל ההפרעות הללו כי האיזור שבו נוצר שביל החלב היה בגדר הפרעה קוונטית. ההפרעות הללו יכולים להיות מתוארים על ידי פונקצית גל כי כידוע בתורת הקוונטים הכל הסתברותי, ומכיוון שהיקום נמתח לממדים עצומים ההפרעות הקוונטיות נמתחו והפכו לעצמים גדולים כמו גלקסית שביל החלב בזמן מאוחר יותר. התגלית מספקת קשר בין העולם הקוונטי שמתאר ממדים קטנים לעולם הקלאסי שאנחנו קיימים בו. כמו כן, היא גם מקשרת אותנו לזמנים הכי מוקדמים ולכן מדובר בתגלית משמעותית מאוד.”
בעוד האינפלציה היא עמוד התווך של קוסמולוגית המפץ הגדול, היא נותרה במסגרת התיאורטית. אסטרונומים רבים אינם ‘קונים אותה’ מכיוון שאיננו יכולים להסביר מהו המנגנון שמסביר מהו המניע להתפשטות מאסיבית כזו, שלא לדבר על עצירתה. הממצאים שפורסמו היום (ב’) מספקים תמיכה לאינפלציה.
הטריק היה לחפש בקרינת הרקע הקוסמית את חתימת ההתנפחות האינפלציונית של היקום שתתבטא בתבניות חיוורות במיוחד של אור מקוטב – לחלק מגלי האור יש מישור מועדף של תנודות. אם גלי הכבידה חצו את מארג המרחב-זמן הם היו אמורים למחוץ את המרחב-זמן בכיוון אחד (ובכך לחמם אותו) ולמתוח אותו בכיוון אחר (כלומר לקרר אותו). ההתחממות תגביר את התנודות הקוונטיות הזו לכדי אות הניתן לזיהוי: הפוטונים החמים יותר ולפיכך בעלי האנרגיה הגבוהה יותר יהפכו לנראים בקרינת הרקע הקוסמית ויותירו חתימה מעט מקוטבת.
האפקט ייצר שתי תבניות מובחנות E-modes ו- B-modes, הנבדלים ביניהם בסוגיה האם יש להם שוויון בזוג או בפרט. במונחים פשוטים: תבניות E-modes ייראו אותו הדבר גם כאשר ישתקפו במראה בעוד תבניות B-modes לא ייראו זהים.
E-modes נצפו ונחקרו בעבר ואולם בעוד שני המצבים הם תוצר של גלי כבידה מהעידן של ראשית היקום, ה- E-modes יכולים להיווצר באמצעות מנגנונים רבים בעוד ה- B-modes יכול היה להיווצר רק באמצעות גלי כבידה ראשוניים. גילוי הגלים הללו יהווה הוכחה לקיומם של הגלים הללו או כפי שהאסטרונומים מכנים “הוכחת אקדח מעשן” להתפשטות האינפלציונית של היקום שהגבירה את גלי הכבידה ביקום המוקדם.
חברי הצוות ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה ניתחו את נתוני התצפיות במשך למעלה משלוש שנים במטרה לשלול טעויות ולזהות באופן חד משמעי עדויות ישירות להתנפחות.
“המחקר מציע תובנות חדשות לכמה מהשאלות הבסיסיות ביותר: מדוע אנו קיימים?, כיצד החל היקום? אומר פרופ’ לייב. “תוצאות המחקר אינן מספקות רק אקדח מעשן לאינפלציה, הם גם מספרים לנו מתי התרחשה ההתנפחות ומה היתה עוצמתה.”
“הניסוי גם פותח חלון לאנרגיות גבוהות פי 10 טריליון יותר מאלו שניתן להשיג במעבדה ב-LHC בסרן. הסיבה שאנחנו יכולים להגיע לאנרגיות כל כך גבוהות היא כי היקום שקוף לגלי הכבידה והם נוצרו בשלב מוקדם בקיומו של היקום (10 בחזקת 34 שניות). מידות החום היו גבוהות מאוד, ומתאימות למצב שבו הכוחות שאנחנו מכירים – האלקטרו מגנטטי הכוח החלש והכוח החזק מתאחדים. (מדובר בשלושה מתוך ארבעת כוחות הטבע. הכוח הרביעי הוא כמובן כוח הכבידה א.ב).
“האנרגיה שנדרשת כדי לייצר את גלי הכבידה שאנחנו רואים היא בערך האנרגיה שגם גרמה למידות החום הגבוהות הללו. התוצאות מתאימות להשערות לפיהן ברגע שאיחוד הכוחות נשבר היה מעבר פאזה שייצר את התקופה הזו של האינפלציה שבה היקום התפשט בצורה מאוד מהירה מגודל נקודתי, לקוטר של היקום כמעט כמו שאנו רואים אותו היום. זו גם הסיבה מדוע היקום אחיד, כי הוא התחיל מאיזור קטן מאוד שנמתח, כמו שמותחים איזור קטן בחולצה בעזרת מגהץ וכל אי אחידות קטנה נמרחת והאיזור הופך לאחיד.”
“הפיסיקה של האינפלציה היא מעבר למודל הסטנדרטי שאיתו עבדנו עד עכשיו. כדי להבין מה קרה שם חשוב מאוד להמשיך לבצע תצפיות על סדירות של קרינת הרקע הקוסמית. אפשר לחשוב על זה כניסוי שמודד דברים שקורים באנרגיות מאוד גבוהות.” אומר לייב ומוסיף: “לא רק שהאינפלציה הצליחה להסביר את מקורו של המבנה הקוסמי – הדרך שבה המארג הקוסמי נוצר מההדף שלאחר המפץ הגדול – אלא גם מאפשר לנו לשער השערות פרועות. נראה שהמודל מייצר לא רק יקום אחד, אלא אוסף של יקומים, תכונה המכונה רב-יקום. לאוסף הנתונים אין סוף ולא היתה התחלה והם ממשיכים לצוץ לנצח.
“תוצאות המחקר שפורסם היום מספקות הוכה חזקה לקיומה של “אינפלציה נצחית” המספקת לנו נקודת מבט על המקום השומם שלנו בתוך היקום, בגלקסיה אחת מתוך מאות מיליארדי גלקסיות, אלא שגם כל היקום שלנו עשוי להיות רק בועה אחת באוקיאנוס קוסמי של בועות אחרות.”
לייב מדגיש כי למרות שמדובר בתצפית זהו למעשה ניסוי שבו השתמשו החוקרים באלקטרונים החופשיים ביקום כמכשיר למדידת גלי הכבידה. “אנחנו משתמשים באלקטרונים החופשיים שהיו ביקום המוקדם. בשעה שגל הכבידה עבר דרך האיזורים עליהם אנו צופים הוא גרם לחומר לנוע ואת התנועה הזו אנחנו מודדים, למרות זאת ניתן בהחלט להגדיר את הגילוי כגילוי ישיר של כלי כבידה ולא ככזה המסתמך על שיקולים עקיפים. עד כה גלי כבידה לא נמדדו בצורה ישירה. במידה והתגלית הזו תאושש יוענק פרס נובל למגלים.”
ומיהם המגלים?
לייב: “בקבוצה יש 4 חוקרים מרכזיים והרבה סטודנטים ופוסט דוקטים, החוקר הראשי שמו ג’ון קובאץ’ פרופסור ללא קביעות במחלקה לאסטרונומיה בהרווארד שאני עומד בראשה. סביר להניח שאם זה יתברר כנכון, יש סיכוי סביר שהוא יקבל קביעות וחשוב מכך פרס נובל. זה מאוד מרגש, בפרט שאני זה שהבאתי אותו להארווארד לפני שבע שנים”.
74 תגובות
האם מתכוונים לגלי כבידה לאנרגיות ברמות עצומות? קובי.
לפי דעתי:
אם מקבלים את ההסבר של תפיחת היקום אז אין לנו ברירה אלא ליחס לחללית שני סוגים של מהירות:
1)המהירות הרגילה.
2)המהירות הנובעת מתפיחת היקום.
צבי
תודה!
ב
קרא את מה שצבי כתב….
נניח שחללית יוצאת מכדור הארץ לחלל.
האם ניתן להפריד את מהירות החללית למהירות רגילה ולמהירות שנובעת כתוצאה מהתנפחות היקום?
ב.
הרעיון הוא שהגלקסיות המתרחקות זו מזו אך ורק כתוצאה מהתפשטות האבל אינן נעות (כמובן ייתכן גם שגלקסיות ינועו ביחס להתפשטות האבל כפי שלמשל אנדורמדה נעה לכיווננו). הדרך בה שמוליק תיאר זאת היא נכונה למדי – ישנו GRID, הוא עצמו הולך ומתרחב וכל עוד אתה סטטי ביחס אליו המהירות שלך היא 0 ביחס לשאר היקום ואף על פי כן אתה הולך ומתרחק מהגלקסיות האחרות.
אז האם יש כאן שתי הגדרות שונות של מהירות או שבאמת מדובר בהתפשטות של המרחב עצמו?
נתחיל בזה שפעם ראו בזה מהירות – כאשר האבל גילה את התפשטות היקום הוא התייחס לזה כאל גרף של מהירות כפונקציה של מרחק – כלומר ההתיחסות אל התפשטות היקום כמהירות אינה שגוייה, היא פשוט מפספסת יותר מידי דברים. רק לאחר הגילוי הזה התגלה כי הוא בעצם תואם את הפרדיקציה של פרידמן לפיה יקום חייב להתפשט (או להתכווץ) ואם אכן כך הדבר אפשר ללמוד עוד דברים, כמו למשל שיש אזורים ביקום אותם איננו יכולים לראות המתרחקים מאיתנו במהירות גבוהה ממהירות האור.
אז האם זוהי מהירות או לא – זו שאלה של הגדרה.
תחת ההנחה כי אנו מאמינים לתורת היחסות ובהתאם לפרידמן ולרעיון המפץ הגדול, הרי המהירות הזו מוזרה מאד בה ניתן לכאורה לנוע במהירות גבוהה ממהירות האור. כמו כן זהו שדה מהירות תלוי מקום כך שתצטרך להגדיר מהירות לכל גלקסיה כיוון שלכל אחת המהירות שלה (רק לשביל החלב תייחס מהירות 0). אתה מבין אם כך שתוכל להגדיר את התנועה הזו כמהירות אך תצטרך לשים לזה כל כך הרבה מגבלות וכל כך הרבה “כן אבל” שבסופו של דבר נראה כי פשוט לא חכם להגדיר אותה כך.
מצד שני תוכל להתייחס אל המהירות הזו כפי שמתיחסת אליה מטריקת פרידמן-רוברטסון-וקר (חפש בויקודפיה, אפילו בעברית בערך “משוואת פרידמן”), כאל פקטור “R” תלוי בזמן הקובע עד כמה שתי נקודות מרוחקות זו מזו – בשיטה הזו הכל הרבה יותר פשוט ואינטואיטיבי. יותר מזה יש לך משוואות המתארות בדיוק את התפתחות R הזה כפונקציה של הזמן (אגב את המשוואה הראשונה בויקפדיה תוכל לפתח למעט החלק של הקבוע הקוסמולוגי משיקולים קלאסיים לגמרי, זהו מקרה ממוזל אף כי לא מפתיע, המעיד אם תרצה על כך שהיחסות הכללית משמרת אנרגיה כאשר זה נדרש).
לסיכום, תוכל לומר שזוהי אינה התפשטות של המרחב אלא מהירות תלויית מקום כפי שעשה במקור האבל, אבל בדרך זו תאבד כל כך הרבה הבנות ותסבך כל כך הרבה את הפורמליזם שכלל לא ברור למה רצה לעשות זאת.
מצד שני אם נתייחס אל המהירות הזו כאל התפשטות של המרחב – הכל נהיה ברור הרבה יותר.
שתי הערות נוספות:
ניסים,
אכן יש כאן מערכת מועדפת ובקוסמולוגיה זה המצב – המערכת של ה-CMB, או של הגלקסיות היא במידה מסויימת מערכת מיוחדת. אין כאן הפרה של עקרון היחסות שכן אין זו מערכת מיוחדת מבחינת חוקי הטבע המושלים בה (חוקי הדינמיקה אינם נכונים רק שם ובכל מערכת אחרת הם מתוקנים), אלא שזוהי מערכת מיוחסת מתוקף ההיסטוריה המיוחדת של היקום שלנו. באותה מידה יכול נוצרי לטעון כי הכיוון בו המביע הצלב עליו נצלב ישו הוא כיוון מועדף במרחב – אבל זהו מקרה היסטורי ורק בחירה שלך היא לקבוע כי זהו כיוון חשוב.
אנלוגיית הבלון,
אנלוגיית הבלון היא אחת האנלוגיות השימושיות, החמודות והמבלבלות ביותר שיש בתחום.
היצור הבסיסי ביותר בתורת היחסות הכללית הוא המטריקה. המטריקה היא המרחק בין שתי נקודות – תעמוד בנקודה, עכשיו תלך dx לכיוון x אח”כ תלך dy לכיוון y ולבסוף dz לכיוון z. כעת תבדוק מה המרחק שלך מהנקודה ממנה יצאת. בעולם הרגיל המטריקה היא פשוט משפט פתגורס. בעולם היחסות הפרטית מתווסף גם איזשהו רכיב המתייחס למרחק הזמן בין שתי נקודות אך ההחלק המרחבי הוא עדיין פתגורס – הדבר נשבר ביחסות כללית ושם, כתוצאה מקיומן של מסות משפט פתגורס אינו מתקיים.
הדיון במרחבים בהם משפט פתגורס אינו מתקיים התחיל במאה ה-19 (בעיקר ע”י גאוס ורימן). אחת התוצאות היא כי לעיתים, ניתן לקחת מרחב דו מימדי בו משפט פתגורס אינו מתקיים ו-“לשכן” אותו בעולם תלת מימדי בו משפט פתגורס כן מתקיים. בדרך זו ניתן להסתכל מבחוץ על מרחב כזה ולבחון את תכונותיו – זוהי המקרה של הספירה הדו מימדית.
עם זאת חשוב להבין כמה נקודות:
– הספירה הדו מימדית היא דו מימדית – אין מה לדבר על כך מה שמחוץ אליה והיא מתקיימת גם ללא המרחב התלת מימדי בו שכנו אותה. המשמעות היא כי אין מרכז, המרכז של הספירה הוא תוצאה של זה ששמנו אותה בתלת מימד אך כאשר מדברים על יקום תלת מימדי הנראה כמו מעטפת ספירה ארבע מימדית הספירה ה-4 מימדית הזו לא קיימת!
– ישנן צורות אשר לא ניתנות לשיכון במימד גבוה יותר – כך למשל לספירה יש אח בעל עקמומיות הפוכה בסימן (כלומר משולש בו יהיה בעל סכום זוויות של פחות מ-180 מעלות) אשר אינו מוכר באנלוגיות מסוג זה כיוון שלא ניתן לתאר איך הוא נראה בתוך תלת מימד – הוא פשוט משהו שלא מקיים את משפט פתגורס אך כן מקיים את כל שאר הגאומטריה |(אשר אינה נובעת ממשפט פתגורס) וזהו.
ב
כתבת “ומה שלא טוב הוא שהסברים לא נכונים נכנסים לתודעה ומתיחסים אליהם כאילו שהם הסברים נכונים.” – לזה התייחסתי. גם משוואות ניוטון אינן נכונות, אבל הן מאוד שימושיות. כנ”ל חוק אוהם בחשמל. יש עוד הרבה מיקרים כאלה. מה שאני אומר זה, שבהרבה מיקרים, מספיק מודל מופשט כדי להבין, או לפחות לדעת על מה מדובר. דארווין גילה את האבולוציה בלי להבין מאומה בגנטיקה.
מי שרוצה להבין לעומק, צריך לדעת המון. זה נכון במיוחד במדעים המדוייקים. אין בזה כל רע.
אבל – לתת פה הסבר להתפשטות של המפץ הגדול בעזרת מרחבי דה-סיטר לא יעזור לרוב הקוראים כאן, נכון?
ניסים:
אין שום רע בלנסות להבין.
להיפך
כל המרבה הרי זה משובח.
ב
לא נכון. זה שאני מנסה להבין את התפשטות היקום ע”י הפשטה לא עושה שום נזק. אני לא מפתח מודלים מתמטיים על סמך הפשטה כזו. אני בסה”כ מנסה להסביר לעצמי דברים שהם מעבר להבנה ולידע שלי.
בעקרון הפשטה זה כלי שימושי ביותר. אני מפתח תוכנה למחשב, בלי להבין את תורת הקוונטים ברמה גבוהה. נגר בונה רהיטים בלי לדעת מה הכימיה מאחרי הדבקים בהם הוא משתמש.
שוב – אתה רוצה להבין לעומק – תצטרך ללמוד הרבה מאוד. אין בזה כל רע. ככה תוכל להתמחות בתחום צר. אם תרצה הבנה רחבה על העולם – תצטרך לקבל שצריך לפשט דברים.
לניסים:
מה שברור זה שעדיין שום דבר לא ברור.
“אני אינני יודע מה אינני יודע”.
ומה שלא טוב הוא שהסברים לא נכונים נכנסים לתודעה ומתיחסים אליהם כאילו שהם הסברים נכונים.
ב
לתשובה רצינית צריך הבנה רצינית, במתמטיקה ובפיסיקה. אתה מוזמן ללמודי פוסט בסטנפורד.
בהצלחה עם זה 🙂
עם כל הכבוד:
דימוי הבלון (או עוגת הצימוקים) זה רק דימוי.
זה לא נותן אפילו שמץ של הבנה אמיתית.
הבלון הוא משטח דו מימדי שנמצא במרחב תלת מימדי.
עוגת הצמוקים תופסת חלק מן המרחב ומתנפחת בתוך המרחב. היא אינה משנה את הנתונים של המרחב.
על פי ההגדרה :
מהירות זה מרחק לחלק בזמן.
אם המרחק בין גלקסיות גדל במשך זמן מסויים אז יש מהירות הדדית בין הגלקסיות.
ונשאלת השאלה:
האם קיימים שני סוגים של מהירות?
1)מהירות שבה יש אנרגיה קינטית (המהירות הרגילה).
2)מהירות שבה אין אנרגיה קינטית (מהירות שמתקבלת משינוי של המרחק בין הגלקסיות כתוצאה מהתנפחות המימדים).
זו איננה בעיה שולית.
זו בעיה מרכזית מאוד.
אי אפשר לחפך תשובה.
התשובה צריכה להיות מנומקת היטב ולעמוד במבחן המציאות.
ניסים,
תודה על ההסבר ועל התזכורת לספר המדהים הזה!
שמוליק
אין אמצע לבלון. אתה מכיר את הספר flatland של אדווין אבוט? מסופר שם על יצורים בעולם דו-מימדי שמנסים להבין מה זה עולם תלת-מימדי (ספר מלפני 130 שנה!!). הבלון הוא המרחב, והנמלים חיים בתוך המרחב, כלומר רק על פני הבלון.
תנועהלכיוון אמצע הבלון פרושה לנוע אחורה בזמן. “מים נושפים” מומחה לזה……
דרך אגב – אם אתה לוחץ עם האצבע על הבלון, אתה מדמה גוף מאסיבי שמעקם את המרחב 🙂
ניסים,
שאלה קלה.
בהסבר הקלאסי הנ”ל, יש משמעות לבקש מהנמלה לנוע לאמצע הבלון או שכאן האנלוגיה קורסת ואין אמצע בלון אלא רק מעטפת?
ב
ההסבר הקלסי הוא ע”י בלון מתנפח. דמיין שעל הבלון פזורות נמלים. דמיין שכל נמלה עומדת במקום – היא בכל זאת תראה שכל שאר הנמלים מתרחקות, בגלל התנפחות הבלון. עכשיו, אם הפעלת כוח על נמלה מסויימת יגרום לתנועה של נמלה זו על פני הבלון וזה יורגש במיוחד ע”י הנמלים השכנות.
מה שלי לא ברור זה – שיוצא שיש מאין מערכת יחוס אחת שהיא מוחלטת, וזה נוגד מה שאני מבין בתורת היחסות פרטית. מערכת זו היא המערכת בה התרחקות הכוכבים הרחוקים זהה בכל הכיוונים.
ב,
מתוך הלינק שצרפתי:
Basically, space-time is the three physical dimensions of our existence-length, breadth and depth-combined with the additional dimension of time; think of it as a wire grid that connects every part of the universe to every other part. When we say an object has motion, we’re referring to its change in position relative to the space-time grid. The speed of light is only a constraint for objects that exist within space-time, not for space-time itself
כלומר, תנועה מתרחשת רק כאשר יש תזוזה יחסית לגריד וזו תנועה עם אנרגיה קינטית ואילו ההתרחבות אינה תנועה מסוג שני כי אין תזוזה יחסית לגריד, זה להבנתי. אני מניח שצבי יכול לספר עוד על הנושא
שמוליק:
האם יש שני סוגים של תנועה ביקום?
האם יש תנועה רגילה שבה יש אנרגיה קינטית ותנועה שנובעת מהתנפחות היקום שבה אין אנרגיה קינטית?
ב,
אין שום סתירה.
חומר לא יכול לנוע ולעבור את מהירות האור אבל על החלל עצמו אין מגבלה כזו כי בעצם החלל לא נע אלא מתרחב. כלומר, תורת היחסות של אינשטיין לא שמה גבול עליון לקצב ההתרחבות באותה מידה שהיא שמה גבול עליון על תנועה ולכן אין סתירה.
http://scienceline.org/2007/07/ask-romero-speedoflight/
ניסים:
אם המדידה מראה שהגופים נעים אז הם נעים. אם הם נעים יש להם אנרגיה קינטית.
אם מהירותם הולכת וגדלה אז האנרגיה הקינטית שלהם הולכת וגדלה.
אלא אם אתה טוען שיש שני סוגים של מהירות.
כלומר אם אתה טען שיש סוג של מהירות שאין בו אנרגיה קינטית.
אבל גם טענה כזו לא פותרת את הבעיה.
ובפרט את הפרדוקס של שני הסעיפים שכבר הזכרתי ואני מזכיר שוב:
הסתירה שמתקבלת כאשר מתיחסים לשני הסעיפים הבאים:
1)על פי תורת היחסות מהירות האור היא הגבול העליון של המהירויות של המסות ביקום.
2)על פי תורת היחסות (המפץ הגדול) קיימות גלקסיות שנעות במהירות גדולה ממהירות האור.
ב
תחשוב רגע על כדור הארץ. אנחנו רואים את כל הגופים מתרחקים מאיתנו. אנחנו מרגישים שאנחנו לא זזים, נכון? לפי העקרון הקוסמולוגי – כל אחד ביקום מרגיש אותו דבר. הגופים הרחוקים אינם נעים במהירות גבוהה, אלא המרחב מתפשט – וכל גוף רואה את הגופים הרחוקים מתרחקים ממנו, כאילו שהוא במרכז.
האם האנרגיה הקינטית שלנו הולכת וגדלה? נראה לי שלא, הרי לא פועל עלינו כוח שמאיץ אותנו. לכן, מאותו העקרון, זה נכון לגבי כל כוכב.
ככה אני מבין את הדברים. אני לא יודע אם ההבנה שלי נכונה, אבל היא נראית לי עיקבית לפחות 🙂
לניסים:
אין לי הסברים. רק נסיון להבין. ולפעמים אני גם מתעייף אפילו מלנסות להבין. אבל בכל זאת יש דחף לנסות להבין.
מתוך הנסיון להבין עולות שאלות:
כמו למשל:
א)הסתירה שמתקבלת כאשר מתיחסים לשני הסעיפים הבאים:
1)על פי תורת היחסות מהירות האור היא הגבול העליון של המהירויות של המסות ביקום.
2)על פי תורת היחסות (המפץ הגדול) קיימות גלקסיות שנעות במהירות גדולה ממהירות האור.
או למשל:
ב)האנרגיה הקינטית של הגלקסיות הולכת וגדלה כיוון שמהירותן הולכת וגדלה.
אז מהיכן הן שואבות את האנרגיה הקינטית?
ב
הייתי מקצין עוד יותר – אני לא יכול לחשוב על מקרה שהמציאות קבעה איזו שהיא נוסחה. בוא ניקח את החוקים של קפלר. היו המון מדידות וקפלר התאים להם 3 נוסחאות. אבל, הנוסחאות הן רק קירוב למציאות. פלנטה לא נעה בהתאם למשוואת אליפסה. משוואת האליפסה היא רק קירוב טוב למסלול האמיתי.
ב
אני חצי מסכים איתך. אין לנו דרך לדעת מה באמת היה. כל מה שיש זה שני דברים – מודלים מתמטי ואישושים. המודל המתמטי מנבא שיהיה קיטוב מסויים ל- CMB עקב גלי כבידה, ועכשיו כנראה שיש לכך אישוש.
האם אתה טוען שיש דרך אחרת להבין את 380 אלף השנה שאנחנו מדברים עליהם?
ניסים:
המציאות אינה נקבעת על ידי הנוסחה.
להיפך:
הנוסחה היא שנקבעת על ידי המציאות.
לפיכך יש שגיאה בניסוח :
“ואז תידע את מצב היקום בזמן t.”
הניסוח המדוייק יותר יהיה:
ואז תידע את ערכי הפונקציות בזמן t.
אם הפונקציות הללו אכן מתארות את היקום זו בדיוק השאלה ועל כך לדעתי אין לנו עדיין תשובה.
חסוי
זה לא זמן נמדד כמובן…. לפיסיקאים יש משוואות מתמטיות שמתארות מה שהם חושבים קרה אז. יש במשואות באלה משתנה t שאתה יכול להציב בו כל ערך שתרצה ואז תידע את מצב היקום בזמן t. עקרונית, זה דומה למשוואת הפרבולה שמתארת את המסלול של אבן שנזרקת בזמן t=0. גם במשוואה הזו יש המון הנחות. במקרה של האבן, ההנחה העיקרית היא שמשוואות התנועה של ניוטון נכונות. במקרה של המפץ הגדול, ההנחות כוללות את התיאוריה של ההתנפחות, וכו’.
ניסים,
ואיך מודדים בערך איך הזמן היה שם באופן יחסי? (מקוה שהתשובה לא מסובכת מידי)
אני רק שאלה
הזמן הוא “זמן מקומי”, כלומר – הזמן של מי שנמצא שם. קוראים לזמן הזה “זמן עצמי” – proper time. מי שהיה בתוך המפץ היה מודד זמן של 380 אלף שנה. במקרה הזה אין זמן אחר, כי אין צופים חיצוניים לארועים האלה.
זה מעט יותר מסובך מזה, אבל בגדול זה כך, להבנתי.
הזמן מתעוות מכח הכבידה, אזי מה המשמעות של 380,000 שנה לאחר המפץ? האם שנה זה שנה שלנו? כנל למיקרו השניות לאחר המפץ. מה המשמעות של אלו?
היו דעות כנגד תורת האינפלציה, לא זניחות כלל. האם מישהו כאן יודע משהו: האם תורת התפיחה אושרה מעל לכל ספק, או שזו ראיה תומכת אך לא חד-משמעית נשללו תורות אחרות.
צבי, ציטוט מתגובתך “כשהגיע היקום לגיל מסויים החלה אינפלציה”. האם לא עדיף לומר שהאינפלציה החלה מיקרו מיקרו מיקרו שנייה לאחר המפץ?
השואל שלום,
הנחתך כאילו ליקום יש קצה או מרכז ומיקומם תלוי בגלקסיות שגוייה. המפץ הגדול התקבל מלכתחילה ע”י פרידמן מתוך כתיבת משוואות איינשטיין ליקום תחת ההנחה כי הוא הומוגני ואיזוטרופי – כלומר כי אין לו נקודות מיוחדות כמו קצה או מרכז ונכון להיום אין אף ראיה הסותרת עקרון זה.
יתר על כן, הנחתך כאילו מרחב בעל גודל סופי חייב להיות בעל גבולות שגויה כאשר המטריקה אינה אוקלידית (כמו למשל בפני מעטפת כדורית – ראה תגובתו של ניסים). לבסוף, דבר אינו מבטיח כי היקום הוא סופי – כל שאנו יודעים הוא כי היקום הנראה המוכל בתוך האופק שלנו הוא סופי.
לצבי שלום
תודה על התשובה, כתבת “אינני מבין את המשפט “הגלקסיות יוצרות את המרחב והתנועה את הזמן””. הכוונה היא, כאשר המרחב נוצר, החומר הנמצא במעטפת המרחב הוא הקובע את גודל המרחב, ולכן כיום המרחב נקבע ע”י הגלקסיות, ואם יש מרחב יש לו גם מרכז כובד, ואם כל המרחב בתנועה אז גם מרכז הכובד בתנועה. ואם כן, כדי לקבוע את הזמן מרגע המפץ הגדול, נדרש לדעת את המהירות של המעטפת, ואת המרחק של המעטפת ממרכז הכובד.
כך הבנתי את הדברים.
שואל,
הוקינג אינו רלוונטי לדיון ולא יצרתי שום יצור כלאיים.
המפץ הגדול הנובע ממשוואות איינשטיין לא קרה בשום מקום ספציפי – המרחב והזמן מוגדרים רק אחריו.
מעבר לזה אינני מבין את המשפט “הגלקסיות יוצרות את המרחב והתנועה את הזמן”.
אומר לך על רגל אחת את תקציר הסיפור בהמשך למה שאמר ניסים.
היה מפץ גדול מאותו רגע החל המרחב להתפשט ותוך כדי להתקרר. כשהגיע היקום לגיל מסויים החלה אינפלציה והיא גרמה לקיומם של גלי גרוויטציה ואלו התפשטו בכל היקום (לפחות ע”פ מה שגילו לפני כמה ימים).
לאחר האינפלציה, המשיך היקום בגדילתו ובשלב מסויים נהיה קר מספיק, המימן נעשה אטומי והיקום נעשה שקוף.
כעת הרבה שנים אחרי אנחנו מסתכלים אל השמיים – ככל שאנו מביטים למקומות רחוקים יותר כך אנחנו מביטים למקומות קדומים יותר ואם נביט מספיק רחוק נראה את הרגע בו נעשה היקום שקוף – מכאן ואילך לא נראה עוד אחורה בזמן והמראה הזה של יקום אטום בעל טמפ’ כמעט אחידה כפי שהיה בגיל 380,000 הוא ה-CMB שהתגלה כבר בשנות ה-60 והווה את ההוכחה המכרעת בזכות המפץ הגדול.
אבל הטמפ’ של ה-CMB אינה אחידה כי היקום אז לא היה אחיד לגמרי – כך למשל רצו בו גלי גרוויטציה מהאינפלציה ואלו יוצרים חוסר אחידות ב-CMB. לכן, כאשר אנחנו מסתכלים ב-CMB אנחנו יכולים לראות את עקבותיהם של גלי הגרוויטציה הללו ומזה ללמוד על כך שהייתה אינפלציה.
השואל
כתבת “אנחנו מתרחקים ממרכז המפץ במהירות נמוכה ממהירות האור” – אנחנו לא מתרחקים מהמרכז, כי אנחנו בדיוק ב”מרכז”. אתה מדמיין לך את המפץ הגדול כפיצוץ שמתפשט במרחב, אבל לא זו הכוונה.
היקום הוא ארבע מימדי ואנחנו לא רגילים לחשוב ככה. הסתכל על דוגמה יותר מובנת: דמיין שכדור הארץ מתחיל להתפשט. מה תראה? אתה תראה שכל מה שאתה מסתכל עליו, מתרחק ממך, וככל שהעצם שאתה מסתכל עליו רחוק יותר, הוא יראה מתרחק יותר מהר. לכן, כל נקודה רואה עצמו כמרכז.
עכשיו – אומרים שאנחנו רואים את ה-CMB, קרינה הקיימת במרחק עצום, אבל לא כך המצב. הקרינה הזאת היא כאן, היא בכל מקום, מקורה כ-380 אלף שנה אחרי המפץ הגדול, והסיבה לזמן זה הוא מסובך, ונקרא רי-קומבינציה (או אי-צמיד, שזה משהו דומה). מה שגילו עכשיו זה קרינה (גלי כבידה) שנוצרו לפני זמן זה, והגילוי מאשש ניבוי של מודל המפץ הגדול.
לסכם – אנחנו לא מתרחקים מהמרכז ….
לנסים שלום
שאלתי הייתה “איך יתכן כי אפשר למדוד אנרגיה המתפשטת במהירות האור מהמפץ, כאשר אנחנו מתרחקים ממרכז המפץ במהירות נמוכה ממהירות האור. האפשרות היחידה היא, כי אנחנו מודדים אנרגיה הבאה מהגלקסיות הנמצאות מהעבר השני של מרכז המפץ. כלומר, הגלקסיות אשר מתרחקות מאתנו במהירות פי 2 מהמהירות שאנחנו מתרחקים ממרכז המפץ. אך עדיין, אני לא מוצא את האפשרות שנמדוד את גלי הרוטציה. אלא אם כן, אנחנו מתרחקים מנקודת המפץ, במהירות הקרובה לחצי ממהירות האור.”
לצערי אינני רואה בתשובתך תשובה לשאלתי.
לצבי שלום
ברור לי כעת, כי יצרת כלאים בין השיטה של הוקינג לבין היוצא ממשוואות של איינשטיין. המשוואות של א’, קובעות כי המפץ הגדול התחיל מנקודה סינגולרית. וכך פשוט הוא, שלפני כן לא היה מרחב וזמן. אם כן, הגלקסיות יוצרות את המרחב והתנועה את הזמן, איך יתכן שאין מקור ווקטורי לתנועה כאשר הכוח המניע הוא סינגולרי.
אם כן, שאלות ההתחלה חוזרות על עצמם.
השואל
הניסוח צריך להיות “אין מחוץ ליקום שלנו”…
כמה שאני מבין, העניין הוא שפוטונים נוצרו רק 300,000 שנה מרגע המפץ, אבל לפני זה היה כבר מסה. לכן היינו צפויים לגלות גלי כבידה ממה זו, במרחק יותר גדול מהמרחק שבו נוצרו הפוטונים (ה-CMB).
לצבי שלום
תיקון טעות, במקום הופקינס צ”ל כמובן, סטיבן הוקינג. זה מה שקורה שחסר שעות שינה.
לצבי שלום
אם הבנתי נכון, מחוץ ליקום שלנו, אין מרחב וזמן. כך שכל היקום הוא למעשה, לא “קיים” ביחס ליקום אחר. למעשה אתה משלב את השיטה של הופקינס, בתוך המשוואות של איינשטיין. אך עדיין, מניין לנו לדעת את המקור של הגלים, כאשר הנידון במרחקים של מיליארדי שנות אור, ומבלי לדעת את המהירות של שביל החלב ביחס למקור.
צבי,
מה לגבי החלק הנוסף של השאלה? איך אנחנו עדיין מודדים גלי גרוויטציה/אור. מדוע אלו לא עברו אותנו מזמן?
השואל
אענה לך בדף הרלוונטי 🙂
שוב לגבי ה -“רב יקום”, ראשית תודה למשיבים השונים.
אנא 2 שאלות הבהרה (ויש הרבה):
1. האם קיימת השפעה כל שהיא כמו כוח משיכה בין יקום1 ליקום2 ?
2. האם באותה נקודת חלל/זמן יכולה להכיל חלקיקים אלמנטריים מיקומים שונים?
שואל,
בגדול, השאלה שלך מאד בעייתית.
אין מה לדבר על מרחק מנקודת הפיצוץ – בטרם המפץ הגדול לא היה מרחב או זמן, כך שלא ניתן לדבר על מיקומו ביחס לאיזה מרחב מסביב. יותר מזה, השאלה איפה היה המפץ הגדול ביחס ליקום היום גם היא אינה נכונה – הוא היה בכל מקום כיוון שאז כל מה שהיום הוא היקום שלנו היה הנקודה בה התרחש המפץ.
.
לנסים
כתבת “הם כן יכולים להתרבות עם נשים עם אותה המוטציה”. האם זאת עובדה או השערה.
ועוד, איך אתה קובע, כי העובדה שקוף לא יכול להתרבות עם אשה, נובע ממוטציה.
ולפי זה, מספר רב של נשים או קופים יבואו במגע, התוצאה תהיה חיובית.
השואל,
השואל
התכוונת אולי לצבי/ניסים/ישראל שפירא :)?
אני מניח שהאשם הוא באינפלציה. לפי המתואר, לאחר המצץ הגדול היקום עבר תהליך תפיחה מהיר מאוד, של 30 סידרי גודל (אני לוקח את זה מפרופ. לורנס קראוס, ואני מקווה שאני מצטט אותו נכון) כאשר תהליך התפיחה עצמו אינו מוגבל ע”י מהירות האור. מכאן שאנחנו עדיין יכולים לקבל מידע אשר מגיע במהירות האור, 13.81 מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול.
חברים, זו התשובה או שקישקשתי שטויות?
השואל
לא – זה לא “פגם”. זהו שינוי גנטי, סוג של מוטציה. הם כן יכולים להתרבות עם נשים עם אותה המוטציה.
אתן לך דוגמה דומה. יש מוטציה נפוצה באפריקה שגורמת לאנמיה חרמשית. לטענתך זו פגם, אבל מוטציה זו מונעת הידבקות במלריה, ולכן היא דווקא מועילה. היא מועילה – בהתאם לסביבה.
אנשים נמוכים סובלים ממוטציה – הגורמת לתופעה הניקראת אכונדרופלסיה (הגפיים גדלים בקצב איטי לעומת שאר הגוף). אנחנו אולי רואים בזה “פגם”, אבל סביר שלא מגייסים אנשים כאלה, הם אינם נהרגים במלחמות, ולכן אחוז בעלי המוטציה עולה. כלומר, יש למוטציה יתרון השרדותי, וזה כל מה שחשוב באבולוציה.
עכשיו – תחשוב שיש יתרון לאנשים האלה שציינתי (שיש להם רק 22 זוגות כרומוזומים). ייתכן בהחלט שבעתיד הרחוק – ייוצר מין חדש של הסוג “הומו”. ואולי אף יגרום להכחדתינו.
מה שניסיתי להראות בנושא הלידה הוא שאתה לא יכול לטעון שאין מסלול רציף מחד-תא לאדם. נתתי דוגמה אחת שסותרת את הטענה שלך, ולכן הטענה לא תקפה. ככה זה עובד במדע 🙂
האם האבולוציה הגיעה לאופטימום באדם? שאלה טובה. כל עוד לא חל על האדם ברירה טבעית אז האבולוציה אכו תעצר. יהיה באכולוסיה הרבה שונות, אבל כל עוד אין יתרון לשונות זו, יחסי השונות יהיו קבועים (נניח, אחוז בעלי העיניים הכחולות ישאר קבוע). אבל, אם יהיה ברירה, אז בודאי תהיה אבולוציה (נניח – גברים יעדיפו נשים עם עיניים כחולות).
באבולוציה נדיר מאוד שיש שינויים גדולים בזמן קצר, משתי סיבות. הראשונה היא שכל מין הוא תוצאה של מיליארדי שנה של אבולוציה וכנראה כבר מאוד מתאים לסביבה שלו. הסיבה השנייה היא שהמוטציות הן בד”כ קטנות, נניח – עיניים מעט חדות יותר, ולא סביר שפתאום תהיה עין שלישית…
לשמואל שלום
תיקון טעות,
במקום “גלי הרוטציה”. “גלי גרביטציה”.
לשמוליק שלום
איך יתכן כי אפשר למדוד אנרגיה המתפשטת במהירות האור מהמפץ, כאשר אנחנו מתרחקים ממרכז המפץ במהירות נמוכה ממהירות האור. האפשרות היחידה היא, כי אנחנו מודדים אנרגיה הבאה מהגלקסיות הנמצאות מהעבר השני של מרכז המפץ. כלומר, הגלקסיות אשר מתרחקות מאתנו במהירות פי 2 מהמהירות שאנחנו מתרחקים ממרכז המפץ. אך עדיין, אני לא מוצא את האפשרות שנמדוד את גלי הרוטציה. אלא אם כן, אנחנו מתרחקים מנקודת המפץ, במהירות הקרובה לחצי ממהירות האור.
האם יש לך תשובה אחרת, אשמח להתעדכן.
אריה,
נכון, אבי שינה את הסדר. החדשות מופיעות למעלה.
אבי, יש אפשרות להוסיף מספרים, לתגובות?
דומני שהתגובות מסודרות הפוך; כלומר זו שנכתבה ראשונה, מופיעה אחרונה
אהוד,
אומר לך פחות או יותר מה שאני מבין מקריאה באינטרנט (לצערי, אינני מבין בנושא מורכב זה).
ניתן לפרק קיטובים לשני רכיבים:
רכיב אחד קרוי ה- E mode והוא הרכיב חסר הרוטור והשני קרוי B mode והוא הרכיב חסר הדיברגנץ.
הפרעות ב-E mode קל מאד להסביר – אם יש הפרעות בצפיפות היקום, אזי ישנם איזורים דחוסים יותר וחמים יותר (מבחינת קרינת הרקע הקוסמית). הפרעות ב-B mode קשה הרבה יותר להסביר. הסבר אחד יכול להיות עידוש גרוויטציוני אך זה כמובן לא רלווונטי לקיטוב בקרינת הרקע הקוסמי (ובסקאלות שגודלן גדול כל כך). ההסבר השני יכול להיות גלים גרוויטציוניים שמקורם באינפלציה.
הפרדיקציה בדבר קיומם של גלים גרוויטציוניים שמקורם באינפלציה הועלתה ע”י Linde (ע”פ ויקיפדיה). במודל שהוא מציע לאינפלציה, נעשה טיפול המבוסס על טיפול בכלים של תורת שדות במרחב עקום. ההנחה שנעשיית היא כי המרחקב עקום, אך שטוח באזור קטן מספיק (כמו ביחסות קונבנציונלית) – טיפול דומה לזה שנעשה ע”י הוקינג בדיון בקרינת בקנשטיין-הוקינג, קירוב זה הוא שמונע את הצורך בתורת כבידה קוונטית מלאה. מטיפול זה עולה כי צפוי קיומם של גלים גרוויטציוניים ואלו צפויים לגרום לקיטוב הקרינה הקוסמית (ההסבר לאמירה האחרונה מופיע בקישור שהוספתי).
טרם מצאתי הסבר מספק למדוע אינפלציה אמורה ליצור גלים גרוויטציוניים ונראה כי במודלים אחרים של אינפלציה זה לאו דווקא קורה. המשמעות היא שאי גילוי B modes אינו יכול לשלול אינפלציה אך גילויים יכול לאשר את קיומה.
http://www.skyandtelescope.com/news/First-Direct-Evidence-of-Big-Bang-Inflation-250681381.html
אולי הוא מתכוון שהן נעו לכיוונים שונים
משתמש אנונימי (לא מזוהה)
“שתי גלקסיות שהיו צמודות תוך מליונית השניה נמצאות בצד השני של היקום מרחק 27 מליארד שנות אור” – מאיפה המשפט המבולבל הזה? הוא שגוי בכל כך הרבה מובנים …. בתחילת היקום כלל לא היו גלקסיות, הן נוצרו הרבה יותר מאוחר. ומאיפה המספר 27 מיליארד שנות אור? זה אמור לתאר את המרחק בין 2 גלקסיות? איך בדיוק??
צבי,
תודה רבה על ההסבר. אשמח אם תוכל לציין מה מקור גלי הגרווטציה ביקום הקדום, האם המקור הוא פשוט התפשטות היקום? מדוע מתייחסים לקרינה כניסוי שמודד דברים שקורים באנרגיות מאוד גבוהות או במלים אחרות מה קובע את סקלת האנרגיה של גלי הגרווטציה? מהכתבה נרמז כי הגלים נוצרו באנרגיות מאד גבוהות בהן עדיין לא נפרדה הגרוטציה משאר שלושת הכוחות, מהי האינדקציה לכך? האם יש קשר תאורטי בין מודל האינפלציה לשבירה הספונטנית של הסמטריה בין הכוחות?
די כבר עם הפרס נובל. מדע לא נמדד לפי נובלים אלא לפי כמה הוא מתאר את המציאות.
צריך לבטל את הנובל המנובל הזה.
ירון
תזכיר לי בבקשה איפה הפניצילין מוזכר בתורה. שכחתי….
לא ברור איך יכולה תפיחה מהירה ממהירות האור ליצור גלי כבידה
שני גלקסיות שהיו צמודות תוך מליונית השניה נמצאות בצד השני של היקום מרחק 27 מליארד שנות אור
נראה יותר ספקולציות מדעיות ממדע
הכתבה בדיוק במינון הנכון להדיוטות ומתעניני מדע פופולרי.
חדשה מרעישה. אותו פרופסור ללא קביעות או איזה דוקטור בדרך הבינו איך לעשות את זה.
לא היה ידוע על גלי כבידה מדידתית קודם, ולא היו ראיות לנכונות תורת המיתרים קודם, ולא היה אישור ליקום האינפלציוני, ולא
אישור כה מובהק לתורת היחסות הכללית למעט לווין COBE שמיפה את קרינת הרקע ביקום.
הסיכון שלקח אותו פרופסור שעבד על כך 3 שנים והיה מחויב בפרסומים מדי שנה אדיר.
ירון, אז אתה אומר למעשה שגלי כבידה מוזכרים בתנ”ך? איך אין רבנים שמקבלים פרסי נובל על זה עד היום?
ספר לי עוד תגליות לעתיד בבקשה
יוסי,
למיטב ידיעתי יש מספר אופציות ל”רב יקום”:
האחת קוונטית שלפיה היקום “מתפצל” כל פעם שיש קריסה של פונקציית הגל, והשנייה שישנם clusters של יקומים, כך שחור שחור מהווה למעשה “מפץ גדול” של יקום אחר
קראתי את הכתבה, בתור מהנדס אני חייב להודות שלא קיבלתי שום INSIGHT לגבי שום דבר
אין כאן הסברים אלא מקבץ מונחים סתומים שכנראה חוץ מלאותו אבי לייב לאף אחד אחר אין מושג מה הם אומרים.
היה נחמד אם היו הסברים יותר פרטניים לגבי כל המושגים וכדומה
כשלמדתי בעבר הרחוק פיסיקה, היה סיפור על הרצאה של פרופ’ דרור שדה, בה הוא טען שמדד גלי כבידה. מישהו מהקהל הגיב “מדדת נאד שתקעו באוסטרליה”….
הפיזיקאי מגלה והבנקאי מקבל את הבונוס. אילו הם חוקי הפיזיקה…
באשר לרב יקום,
חלק מהספקולציות סביב רעיון האינפלציה מייצרות רב יקום.
אם (כפי שמנבאות חלק מהתיאוריות) האינפלציה נמשכת לנצח באיזורים מסויימים של היקום הרי שאיזורים אלו מתפשטים מהר הרבה יותר מסביבתם. את הסיבה לזזה קל להבין.
תניחו שיאוזר במרחב בגודל סמ”ק מתפשט מאד מהר ונהיה מטר מעוקב בעוד כל הסמ”קים סביבו נשארים סמ”קים. ברור שהמ”ק הזה לא יוכל להשתלב כמו שצריך והפתרון הוא שהוא יקפל מרחב גדול בהרבה במקום שמבחוץ נראה קטן יותר (כמו האוהלים בהארי פוטר או התיק של מרי פופינס). זהו רב יקום.
אם זה אכן נכון הרי שביקום שלנו יש המון כיסים כאלה שבכל אחד מסתתר מרחב גדול בהרבה (יקום תינוק) וייתכן שאנחנו בעצמנו חיים בכיס כזה של יקום אב.
http://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology)#Eternal_inflation
ראשית חשוב לציין כי אם כל זה אכן נכון, הרי שזוהי אכן תגלית ענקית – יש כאן אישוש של הנחה תיאורטית מוזרה בת כ-30 שנה שעד כה לא זכתה לשום אישוש תצפיתי (הנחת האינפלציה). ועל הדרך גילוי כמעט ישיר של בן חמקמק של תורת היחסות הכללית (קרינה גרוויטציונית). אם אכן יסתבר שהדברים נכונים הרי שזהו מהגילויים שיכנסו לרשימת הגילויים שעיצבו וייצבו את הבנתנו את העולם.
כמה מילים על מה בעצם אישרו כאן.
האישור הפחות חשוב לדעתי הוא הרמז הנוסף לקיומה של קרינה גרוויציונית.
תורת היחסות הכללית מקשרת את המטריקה של המרחב (כלומר את העקמומיות שלו) לקיומן של מסות. אחד הניבויים הטריוויאליים של התורה הוא כי כאשר מתרחש אירוע גרוויטציוני במהלכו מסתדרות מסות מחדש מחדש (תחת מספר מגבלות מוגדרות היטב) מתפשטות הפרעות קלות במטריקה בדומה לאור, כיוון שההפרעות הללו מתפשטות כגלים הם מכונות “גלי גרוויטציה” והשפעתם דווקא פשוטה מאד להסבר – אם נסתכל על מקל שגל גרוויטציה עובר במקום בו הוא מונח, נראה אותו מתרחב ומתכווץ.
הבעיה היא שעוצמתם של גלים אלו חלשה מאד. עוצמתה של הקרינה הגרוויטציונית של כדור הארץ במסלולו סביב השמש היא כ-200 וואט בלבד, כלומר משהו כמו שתי נורות להט. http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave#Power_radiated_by_orbiting_bodies
מסיבה זו ברור כי יש ללכת לעצמים מאסיביים יותר, קומפקטיים יותר ומהירים יותר כדי להצליח לאתר קרינה גרוויטציונית.
עדות עקיפה לקיומם של גלי קרוויטציה אכן התגלתה ב-1974.
כאשר שני גופים מאסיביים וקרובים מקיפים זה את זה הקרינה שנפלטת באה על חשבון האנרגיה האורביטלית שלהם. מסיבה זו הם יתקרבו זה אלא זה וזמן המחזור שלהם ילך ויתקצר. ב-1974 גילו צמד מדענים בשם הולס וטיילור שינויים בזמן המחזור של זוג כוכבי ניוטרונים אשר תואמים במדוייק את הפרדיקציה שמקורה בקרינה גרוויטציונית. על תגלית זו הוענק להם פרס נובל.
http://en.wikipedia.org/wiki/Hulse%E2%80%93Taylor_binary
נכון להיום אין מחלוקת אמיתית על עצם קיומה של קרינה גרוויטציונית וכיוון שבשנים הקרובות צפויים להתחיל לפעול גלאים ישירים של קרינה גרוויטציונית, עוסקים פיסיקאים רבים בנושא במטרה לחזות מראש איך נראות תבניות הקרינה הגרוויטציונים מאירועים שונים, זאת כדי להבין מה מקורם האסטרופיזיקאלי של האותות הצפויים להתגלות שם.
הגילוי החשוב יותר הוא האישור שניתן לרעיון האינפלציה.
http://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology)
רעיון המפץ הגדול כפי שעלה ממשוואות תורת היחסות וכפי שאושר ע”י גילוי קרינת הרקע הקוסמית עורר מספר בעיות בעיקר היות והוא תבע “fine-tuning” מאד עדין. על רגל אחת:
נניח שיש פיצוץ גדול מאד והגלקסיות מתחילות להתרחק זו מזו:
אם הפיצוץ חלש מידי, יתרחקו הגלקסיות זו מזו בהתחלה אך באיזשהו שלב יעצרו ויתחילו ליפול חזרה זו אל זו.
אם הפיצוץ חזק מידי לא תצליח הכבידה שבין הגלקסיות לעצור אותן והן יתרחקו זו מזו לנצח ומהר מאד לא יראו מאף גלקסיה אף גלקסיה אחרת. היקום שלנו נמצא איפשהו במקום שמאזן מאד יפה בין שני המצבים – כאילו עוצמתו של המפץ הגדול “כוונה” בצורה מאד מדוייקת. בעיה זו מכונה “בעיית השטיחות” היות והיא מתבטאת ביקום שטוח (קרי אוקלידי) במונחי המטריקה שתהיה לו.
בעיה נוספת היא אחידותה של הטמפ’ של קרינת הרקע הקוסמית וגם כאן נראה כאילו מהטמפ’ כוונה בכל היקום להיות דומה מאד בכל רגע ורגע וזאת על אף שאיזורים שונים של היקום רחוקים מאד זה מזה.
ב-1980 הציע אמריקאי בשם אלן גות’ את רעיון האינפלציה.
הרעיון הוא שאם נניח (בלי סיבה ישירה ממשוואת תורת היחסות) שבראשיתו עבר היקום שלב של גדילה מעריכית במהלכה הוא עבר חלק משמעותי מגדילתו, בעיות אלו יפתרו מעליהן:
התפיחה המהירה תשטיח את היקום ותמחק כל חוסר כיוונון שהיה בו בהתחלה ותבטיח קשר בין איזורים מרוחקים ביקום – כך נעלמות שתי בעיות ה-fine-tuning עליהן דיברנו. יתר על כן אי האחידות של היקום בן זמננו מוסברת באופן טבעי כתנודות קוונטיות שהיו ביקום הקדום ופשוט הלכו וגדלו בגלל האינפלציה (וכך ייצרו את ריכוזי החומר שאח”כ נהיו הגלקסיות). אלן גות’ גם הציע מודל מסויים המסביר את מקורה של האינפלציה ומכמת אותה ובסה”כ על אף הרבה תיקונים שהוכנסו למודל מאוחר יותר, נראה כי זהו רעיון מוצלח למדי.
רעיון האינפלציה הוא התיקון המשמעותי ביותר (יחד עם גילוי האנרגיה האפילה ב-1998 שבינתיים לא ניתן לה הסבר מספק) שהוכנס במפץ הגדול “הקלאסי” של פרידמן ולמטר (המפץ הגדול כפי שעולה ממשוואות תורת היחסות). זהו לפיכך רעיון חשוב מאד, אולי החשוב ביותר שטרם הוכח בקוסמולוגיה המודרנית.
עד כה לא היה אישוש תצפיתי לאינפלציה (כלומר מעבר למה שאנחנו רואים ביקום), אך כעת טוענים המדענים הללו כי מצאו אישור לרעיון. נחיה ונראה.
אם הפרופסור יקבל קביעות הוא יפסיק לעבוד
http://www.youtube.com/watch?v=VxzxI5sCXfk
במקום לגשש באפילה ולגלות השערות שנסתרות שוב ושוב, פשוט תפתחו ספר תורה שנכתב על פי בורא עולם
רב יקום זה אומר שיש עוד הרבה מאד יקומים אשר דומים לשלנו או שונים, כאשר בכל יקום יש את הקבועים הפיזיקליים שלו.
זה אומר שאנו נוצרנו מתוך הרבה מאד אפשרויות ואם זה יד המקרה אזי האנושות זה דבר מיוחד מאד.
מה עשויות להיות ההשלכות התאורטיות והפרקטיקות של הממצאים ופרסומם?
אודה אם המשיבים יכולים לציין את סמכות הידע שלהם
לאריה סתר!
המילה “יקום” כפי שאני מבין כלול כל חלקיקי החומר והשדות השונים, בכל מקום שבמרחב ובזמן. האם לא כך?
יש עוד יקומים כמו שלנו. מערך של יקומים נקרא רב יקום.
מה הכוונה בכינוי “רב יקום” ?