הסתכלו מסביב – כוחות הגאות פתרו את תעלומת החומר האפל בגלקסיה המרוחקת

ב-2018 נצפתה גלקסיה עם מעט חומר אפל. הגלקסיה סתרה את כל המודלים הקיימים אבל מסתבר שהחגיגה הגיעה מוקדם מהמצופה ושנתיים לאחר מכן פורסם שכוחות הגאות השילו את החומר האפל. אסטרונומים נשמו לרווחה אבל הקהילה המדעית עדיין מבולבלת, מהו החומר האפל?

קרדיט: נאס"א. תמונה מטלסקופ החלל האבל.

המדע מלא מסתורין ואין בידינו תשובות לכל. פיזיקאים עדיין דנים בשאלה הבסיסית ביותר – מה מרכיב את היקום? אתם בטח לא תתפלאו שיש בידנו תשובה חלקית לשאלה הזו. אנחנו יודעים ממה אנחנו עשויים וממה עשויים דברים הסובבים אותנו בכדור הארץ, אבל אם מביטים בשמיים נראה שהפאזל חלקי ביותר. המהירות בהן גלקסיות מסתובבות סביב מרכזן לא תואם את כמות החומר הנצפית בטלסקופים. לא מדובר בחומר שאינו קורן, לא באבק, ובטח לא בבאריונים החמקמקים. מדובר בכמות גדולה בהרבה מכל אלו. מאחר ואנו חוזים בהשפעתו הגרביטציונית יש מקום להניח שרשימת החלקיקים שלנו לוקה בחסר. לחומר המפוזר הענקנו שם – "החומר האפל" ועד כה אינספור התצפיות איששו את קיומו. המילה "אפל" באה לתאר את חוסר הידע העצום אבל גם על העובדה שהתופעה הייחודית נצפית רק כאנומליה בשדה הכבידה.

עד שהתרגלנו לקיומו של החומר האפל, ב-2018 צוות חוקרים של נאס"א צפו בגלקסיה מרוחקת וגילו להפתעתם שכמות החומר האפל לא תאמה אף מודל ידוע. כשמתגלה ידיעה כזו, הקהילה המדעית מתעוררת מחדש. האם צפינו בגלקסיה שיכולה לשפוך אור על טבעו של החומר האפל? הסיפור אף התעצם כשנה לאחר מכן עם גילוי גלקסיה נוספת בעלת תכונות דומות. כעת מסתבר שהחגיגה הייתה לשווא. נתונים חדשים מטלסקופ האבל הצליחו להסביר את אי ההתאמה למודל בעזרת כוחות הגאות שגלקסיות אלה "חשות" מגלקסיות שכנות. המחקר שפורסם בכתב העת היוקרתי The Astrophysical Journal הובל על ידי החוקרת מיריה מונטס יחד עם קבוצה בינלאומית שהשתמשו בטכנולוגיה של למידה עמוקה כדי לאתר את התופעה המרוחקת מאיתנו כ-45 מיליון שנות אור. כוחות הגאות הוא שם נרדף למשיכה כבידתית של גלקסיות שכנות הגורמות לגלקסיה המדוברת להיקרע, ועל הדרך להשיל מעליה את החומר האפל.

מדידת השפעת הגאות דורשת זמן ארוך

עד כה, ניפוי החומר האפל מכוחות הגאות הוסתר מעיני מדענים משום שצפייה בתופעה זו מצריכה תצפית עם זמן חשיפה ארוך מאוד כדי לאתר אותות חלשים ועמומים. "השתמשנו בנתונים שטלסקופ האבל סיפק בשתי דרכים" מסבירה מונטס. "דרך ניתוח האור הנפלט ודרך פיזור הכוכבים בצביר שצפינו". הודות לרזולוציה הגבוהה של טלסקופ האבל, אסטרונומים יכלו לצפות בצביר הכדורי בגלקסיה באיכות מירבית. מלבד האבל החוקרים השתמשו בטלסקופ הגדול באיים הקנאריים ((GTC כדי להשלים את התצפית.

"זה לא מספיק לצפות באובייקט לזמן ממושך, יש צורך גם בטיפול עדין של הנתונים כדי לחשוף תופעות חדשות" הוסיף ראול סיינז, כותב שותף במאמר מהאיים הקנאריים בספרד. "לכן היה חשוב מאוד שנשתמש בכמה טלסקופים כדי לערוך את המחקר המורכב. בעזרת הרזולוציה הגבוהה של האבל יכולנו לצפות בדיוק רב בצביר הכדורי ובעזרת GTC הצלחנו לפענח תכונות פיזיקאליות רבות".

צבירים כדוריים בעצמם מוגדרים כתעלומה באסטרונומיה. הדעה הרווחת היא שצבירים אלו נבנו בתקופה בה יצירת הכוכבים הייתה בשיאה. הגודל הקומפקטי והבהירות של הצבירים הופכת אותם לאובייקטים קלים לצפייה. פיזור הכוכבים בצביר שימש את כותבי המאמר באפיון התכונות הפיזיקאליות של הגלקסיה אשר עזר להם להצביע על העובדה שהגלקסיה הזו נקרעת מכוחות גאות.

"התוצאות מראות שרק לאחר ניפוי החומר האפל מהגלקסיה, הכוכבים מתחילים לחוש בהפרעה כבידתית ממסלולם הקבוע" מסביר אחד הכותבים. "בבוא העת, הגלקסיה 'תאכל' על ידי מערך כוכבים גדול יותר לידה, כאשר חלק מהכוכבים ירחפו בחלל, מנותקים מכל גלקסיה ביקום".

אפשר לומר שהתגלית שפורסמה העניקה לחוקרים אנחת רווחה, אבל מצד שני אנחנו שוב רחוקים מלהבין את החומר האפל. למאמר

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

15 תגובות

  1. לאריאל
    בימי קורונה אפלים אלה כל תעסוקה מעניינת היא שווה, ותגובה למאמרים מעניינים באתר הידען היא תעסוקה מעניינת ואפילו כיפית.
    לפני שנים תפסתי יוזמה וקבעתי פגישה עם פרופסור מורדכי מילגרום במכון ויצמן. והראיתי לו את דעתי בנושא זה. הפגישה הייתה מאוד מהנה ומאוד מאתגרת ומעניינת אך כבר בתחילה הוא הזהיר אותי, בחיוך,שלא לצפות שעמיתים באקדמיה יקבלו בקלות את הביטול שאני עושה לנוסחת הגרביטציה במרחקים הגדולים של היקום. והוא דיבר מהניסיון שלו בתיאוריית ה MOND .
    כבר בחודש מאי שנת 2007 פרסמתי שני מאמרים כאן, באתר הידען: "על גלקסיות ספיראליות גרביטציה ומסה אפלה" כך שאני מתעסק עם החומר האפל למעלה מעשור, אבל לידיעתך האקדמיה בעימות עם החומר האפל כבר למעלה מ 80 שנה מאז ימי פריץ צוויקי שאעלה את "הרעיון האפל".
    אריאל היקר, אין שום סיבה מדעית שנוסחה שמוכחת לטווח של 50 יחידות אסטרונומיות ( פחות מאלפית שנת אור), תהיה נכונה גם לטווח של מיליוניי או מיליארדיי שנות אור!!!
    אולי העולם אינו בנוי לקבל את האפשרות שאולי גרביטציה כמעט ולא קיימת במרחקים הגדולים.
    בהמשך התאכזבתי מהכפשות חסרות ביסוס שהטלת עלי ולא ארד לרמתך. מזהיר אותך שאני עלול לא להגיב לתגובותיך הבאות אם תמשיך בדרך עלובה זו.

    מה שכן אביא פרדיקציה אחת שהגישה שלי מנבאת וזאת הגישה של התפשטות היקום ואפילו המואצת וזה נעשה כמובן בלי חומר אפל ובלי אנרגיה אפלה. פרטים באתר שלי.

    כבר אחרי שלוש בלילה, אז
    נא להגיב בעדינות!
    לילה טוב
    יהודה

  2. לא חבל על האנרגיה שאתה מוציא יהודה?
    כמה שנים אתה כבר כותב נגד חומר אפל? שש/שבע? יותר? לא כדאי ללמוד מתמטיקה ופיזיקה כמו שצריך ולכתוב מאמרים שעוברים ביקורת עמיתים כנגד החומר האפל? להציג את המודלים שלך ולהגן עליהם בפורום בו אין אנונימיות?
    המאמרים שלך מלאים בהנחות חסרות כל בסיס, מתמטיקה מפוקפקת ובלי שום דרכים להוכיח/להפריך את התאוריה שלך כמו שאתה תמיד אומר שהתיאוריות הנוכחיות לא מספקות ולכן לא ניתן להתייחס אליהן כאל תיאוריות מדעיות.
    עדיין לא ראיתי פרדיקציה אחת הנתנת *למדידה* מתוך התיאוריות שלך. עדיין לא ראיתי איפה התיאוריה שלך נופלת.

  3. עוד בשנת 1983 עמד פרופ׳ מרדכי מילגרום ממכון וייצמן כנגד הקהילה המדעית וניסה לנמק מדוע אין חומר אפל ביקום. הוא הציע דינמיקה חדשה שהיא למעשה מודיפיקציה לחוקי ניוטון ותורת היחסות של איינשטיין הידועה בשם MOND. התורה אכן ניבאה מדידות מדוייקות אולם עם השנים הטכנולוגיה השתכללה והתצפיות נעשו מדויקות יותר ויותר. למשל באמצעות עידוש כבדתי חלש נמצא שכוח המשיכה של הגלקסיות חזק יותר ממה שהחומר הבהיר כולו יכול להסביר. כמו כן, נמצא שסיבוב הכוכבים השוכנים בזרועות החיצוניות של גלקסיות ספירליות הוא מהיר יותר ממה שחוקי ניוטון או איינשטיין והמודיפיקציה של מילגרום מסוגלים לפרט, ניחא אפילו אם נכניס את הפרמנטרים בהם צפינו לתוך משוואה של MOND או דומה עדיין יווצר נעלם שהוא בגדר ״חומר חדש״ אותו מגדירים בתור ברירת מחדל ״חומר אפל״ – חומר בלתי נראה אשר אינו פולט קרינה אלקטרומגנטית כלל וכלל.

  4. רבותי. גורם אחד חשוב לא נלקח בחשבון. אינפורמציה. למידע יש כוח ויש לה מסה. היא למעשה הכוח החזק והנוכח ביותר ביקום. רק מה. מתי מעט מדברים ועוסקים בגורם הזה.
    אם יתבקש. ארחיב

  5. צודק המגיב "איש חופשי", המצאות מרחיקות לכת באות פעמים רבות לכסות על חוסר הבנה מלא.

    ואוסיף על כך, שבמקרים רבים הפתרון הפיזיקלי מסתבר כפשוט ואלגנטי ביותר, בשונה מתאוריות מסורבלות ועמומות המלוות חוסר ידיעה. הקושי, במילים אחרות, נעוץ בדרך כלל בדרך להבנת חוקי היקום, ולא בחוקים עצמם.

  6. הפילוסוף האנגלי דיוויד יום אמר פעם שיש לך מוכח רק מה שאתה רואה לדוגמא אם בכל אירופה יש ברבורים לבנים זה לא אומר שבכל העולם יש רק ברבורים לבנים ואין בצבע אחר. מה שאפשר לציין שבאירופה יש ברבורים לבנים. נקודה. ובאמת, כשהיגיע האדם הלבן לאוסטרליה הוא גילה ברבורים שחורים.
    ולעיניינינו, אם נוסחת הגרביטציה נימצאה נכונה במערכת השמש, זה לא אומר שהיא תהיה נכונה בכל היקום. זה אומר רק שהיא הוכחה במערכת השמש.
    למרחקים של כמה עשרות יחידות אסטרונומיות לכל היותר, כאלפית שנת אור. אין שום סיבה שבעולם שהיא תהיה נכונה גם במרחקים של פי מיליונים, (גלקסיות), או אפילו טריליונים (מרחבי היקום).
    הצורך בחומר אפל ואנרגיה אפלה, נובע אך ורק מדבקות בנוסחת הגרביטציה של ניוטון במרחקים הגדולים של היקום של מיליוני ומיליארדי שנות אור.

    וצודק המגיב אד שרואה בצורה מוזרה את הדיבורים על החומר האפל כשלא יודעים אפילו אם הוא קיים.

    נכון שעדין נותר להסביראת תנועת הגלקסיות ואת התפשטות הייקום המואצת.
    השעה מאוחרת ומי שירצה את ההסבר שיחפש את האתר שלי "יקום פשוט" בגוגל.
    מאמרים 75 ,30, 33. או כאן בידען לחפש שני מאמרים שלי על "גלקסיות ספיראליות"
    אז נא להגיב בעדינות
    ולא לשכוח שכנסת ארצינו היקרה
    התפזרה היום ובמקומה… אפלה
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

  7. הפילוסוף האנגלי דיוויד יום אמר פעם שיש לך מוכח רק מה שאתה רואה לדוגמא אם בכל אירופה יש ברבורים לבנים זה לא אומר שבכל העולם יש רק ברבורים לבנים ואין בצבע אחר. מה שאפשר לציין שבאירופה יש ברבורים לבנים. נקודה. ובאמת, כשהיגיע האדם הלבן לאוסטרליה הוא גילה ברבורים שחורים.
    ולעיניינינו, אם נוסחת הגרביטציה נימצאה נכונה במערכת השמש, זה לא אומר שהיא תהיה נכונה בכל היקום. זה אומר רק שהיא הוכחה במערכת השמש.
    למרחקים של כמה עשרות יחידות אסטרונומיות לכל היותר, כאלפית שנת אור. אין שום סיבה שבעולם שהיא תהיה נכונה גם במרחקים של פי מיליונים, (גלקסיות), או אפילו טריליונים (מרחבי היקום).
    הצורך בחומר אפל ואנרגיה אפלה, נובע אך ורק מדבקות בנוסחת הגרביטציה של ניוטון במרחקים הגדולים של היקום של מיליוני ומיליארדי שנות אור.

    וצודק המגיב אד שרואה בצורה מוזרה את הדיבורים על החומר האפל כשלא יודעים אפילו אם הוא קיים.
    וצודק גם המגיב חיים שלא מבין למה אין כוכבים אפלים,
    נכון שעדין נותר להסביראת תנועת הגלקסיות ואת התפשטות הייקום המואצת.
    השעה מאוחרת ומי שירצה את ההסבר שיחפש את האתר שלי "יקום פשוט" בגוגל.
    מאמרים 75 ,30, 33. או כאן בידען לחפש שני מאמרים שלי על "גלקסיות ספיראליות"
    אז נא להגיב בעדינות
    ולא לשכוח שכנסת ארצינו היקרה
    התפזרה היום ובמקומה… אפלה
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

  8. עד לפני 400 שנים האמינו שהארץ במרכז היקום והשמש וכוכבי הלכת מסתובבים סביבה ומעל מסתובבים הכוכבים.
    ככל שערכו תצפיות טובות יותר, גילו כי כוכבי הלכת עושים מסלולים משונים מאוד.
    במקום לזרוק את התיאוריה הלא נכונה, המציאו תילי תילים של הסברים כדי לאפשר את התנועה המשונה של כוכבי הלכת.
    החומר האפל להיום הוא בדיוק אותו הדבר.
    במקום לאמר כי לא ניוטון ולא איינשטיין בנו תיאוריה שמסבירה את התנהגות הכוכבים והגלקסיות, ממציאים חומר אפל בכמות שמגמדת את החומר עצמו, ואחר כך אנרגיה אפלה.
    ואז זה עדיין לא מתאים למדידות וממציאים עוד ועוד.
    נכון יותר לאמר, אנחנו לא מבינים מה החוקים בסדרי גודל כאלו.
    יש לנו כמה קירובים שבדרך כלל עובדים, אבל את ההסבר למה שקורה אין לנו.

  9. מוזר לדבר על "צפיה" ב"חומר" אפל, כשלמעשה לא יודעים דבר על מה שטעון צפיה או מהווה כביכול אובייקט לצפיה ואפילו לא ידוע אם בכלל קיים שם "משהו" ושהמשהו הזה הוא דוקא "חומר". מוזר גם לשחרר "אנחת רווחה" כשמסתבר שאפשר להמשיך ולעקם את השכל הישר ובוודאי את ההגיון המחקרי המדעי, ולהניח את קיומו של מה שטעון הוכחה כאילו הוא באמת קיים, ואז לשוב ו"להוכיח" שוב את נכונות קיומו אגב שחרור "אנחת רווחה" (אולי על תקציבי המחקר או על הצלתה של עוד אגדה דוגמטית "מדעית" בקרב קהיליית כנסיית מאמינים פנאטית באיצטלה מדעית).
    כל אדם בר דעת, ואנשים מקהיליית המחקר המדעי בכלל זה, צריכים לגלות מידה משמעותית יותר של רציונליות, ישרות וצניעות, ולהודות שהדבור על מה שמכונה "החומר האפל" הוא בשלב זה לא יותר מאשר ספקולציה, ודוקא ספקולציה די פרועה . לא מדובר אפילו בהשערה מושכלת מספיק כדי להוות השערה מדעית, קל וחומר לא מספיק מושכלת כדי להוות תאוריה מדעית. לכאורה אפשר לפטור את מאמיני הספקולציה במנוד ראש ובמשיכת כתפיים מתוך שוויון נפש, אבל הבעיה היא שהמחקר המדעי נפגע מקיומן של הספקולציות האלה, מפני שהן חוסמות כיווני מחקר ואפיקי מחשבה פוריים. המקרה דנן יכול לשמש לכך דוגמה אחת אופיינית: במקום לנסות להבין באמת מה קרה בשתי הגלקסיות הנדונות במאמר, ולנסות לנצל מקרה מוצלח/שעת כושר אלה כדי לעמוד לעומק על התופעה בהשוואה לתופעות בגלכסיות אחרות ולהסיק מכאן על אמת פיסיקלית מושכלת – האנרגיה המדעית מושקעת במציאת תירוץ בדבר קיומן של גלכסיות שכנות לכך שהספקולציה של "החומר האפל" אינה עובדת (תירוץ ספקולטיבי אף הוא, ולחילופין שכיח ונדוש בקוסמוס עד כדי אי יכולת להוות הסבר לתופעה הייחודית הנצפית); וכל זאת כדי לאשר שוב את הספקולציה הדוגמטית של הכנסיה המדעית החדשה בדבר "החומר האפל", מיסתורין שאיש בעצם אינו יודע עליו דבר…. . חבל מאוד.

  10. לא מבין איך זה שאין כוכבים של חומר אפל.
    הרי לפי המדע רוב החומר ביקום הוא חומר אפל והוא מפעיל גרויטציה – לכן למה אין כוכבים שעשויים ממנו?

  11. השם הנכון יותר היה צריך להיות "החומר השקוף". באופן משונה למדי גם ההיפך קורה: הרה פעמים מתייחסים למשהו ברור מאד כאל "שקוף".

  12. החומר האפל נמצא בחורים שחורים. המכסה שלהם עצומה וטרם מיפו את רובם.

  13. החומר האפל הוא תיאוריה מדעית טפשית בדיוק כמו מדעני ימי הביניים שחשבו שמי שמפליג מעבר לים התיכון נופל לתהום, עד שקולומבוס בר ושינה את התפיסה.

  14. אין חומר אפל, כי לפי חוק tuly fisher אין שום חומר אפל ומצד שני יש קשר בין המסה הנראת למהירות בחזקת ארבע. מוליכים אותנו שולל החוקרים האלה….

  15. החומר האפל הוא ה-nothingness
    הכלום הוא חלל "שלילי" והחומר שואף למלא אותו
    זהו המקור לגרביטציה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן