מודל חדש לחומר האפל פותח אפיקים חדשים לחיפושו

מודל חדש שפורסם בהובלת חוקרים ממלבורן ומ-CERN מעלה את האפשרות שהחומר האפל הוא כבד יותר מכפי שחשבנו עד כה. החוקרים מקווים שהמאמר שפרסמו יעודד נסיינים לחפש אפיקים חדשים לאיתור החומר האפל

צביר הקליע. איזור בו יש ריכוז גבוה של חומר אפל. מתוך תמונת היום של נאס"א, 2015.Image Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al. Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.
צביר הקליע. איזור בו יש ריכוז גבוה של חומר אפל. מתוך תמונת היום של נאס"א, 2015.Image Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al. Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

ה"חומר האפל" קיים. אנחנו צופים בהשפעתו בחלל כבר מעל לכמה עשורים, אך טרם הצלחנו לבצע "מדידה ישירה". האם אנחנו מחפשים במקום הלא נכון? חוקרים מאוניברסיטת מלבורן פירסמו לאחרונה מאמר בכתב העת היוקרתי Physical Review Letters מודל חדש להיווצרות החומר האפל ובעקבותיו גם כיוון חדש לחיפושו.

כותב המאמר, ד"ר מיכאל בקר מסביר שהמודל שהציעו קשור ישירות במעבר הפאזה הקוסמולוגי. מעבר הפאזה הקוסמולוגי התרחש ביקום הקדום והמכניזם שלו דיי דומה להיווצרותם של בועות אוויר במים רותחים. כאשר החומר האפל נוצר, רק החומר הכבד חדר את הבועה המתפשטת. לטענת החוקרים, הבועות הדיחו חומר אפל קל והותרו רק לחומר כבד להיווצר. חומר אפל שנמצא בסקאלת אנרגיה נמוכה מ- TeV או אפילו מ- PeV לא שרדו ו"סוננו" מהיקום.

"המודל שפרסמנו מציע לחפש אחר חלקיק כבד הרבה יותר מאלו שהוצעו עד כה. המפורסם בניהם הוא 'חלקיק מאסיבי עם אינטרקציה חלשה' (WIMP). רוב המאמצים המחקריים והניסיוניים הושקעו באיתור חלקיק כזה בעל מאסה נמוכה עם אינטרקציה חלשה", מוסיף פרופ' קופ, מכותבי המאמר. "העבודה שלנו מעודדת חוקרים להרחיב את מעגל החיפושים אל עבר חלקיקים כבדים".

על המאמצים לחיפוש החומר האפל

מרבית המאמצים היום מתמקדים אחר חיפוש חלקיק קל בעל אינטרקציה חלשה עם סביבתו. לעת כתיבת הידיעה, החומר האפל לא התגלה בשום ניסוי. "אנחנו יודעים שהחומר האפל קיים, אבל אנחנו לא יודעים מעבר", הסביר ד"ר בקר. "אם מדובר בחלקיק לא ידוע, יש סיכוי טוב שנוכל לאתר אותו במעבדות. אנחנו יכולים באמצעות ניסויים לאתר את המסה של החלקיק ועל יחסיו עם סביבתו ובכך ללמוד יותר לעומק את יסודות היקום".

כדאי גם לציין שלאחרונה המעבדה XENON1T הממוקמת ביפן פרסמה לאחרונה שגילתה אות (בוודאות של 3.5 סיגמה) החורג מתאוריות המקובלות ומרעשי הרקע המקומיים. האות עדיין לא עומד בקריטריונים הקפדניים של 5 סיגמה, אבל הוא בהחלט גורם למדעים ברחבי העולם לתהות מה מקורו. אם מדובר בחומר אפל, החלקיק שמאותר הוא בעל מאסה של 5 KeV, נמוך פי אלף (לפחות) מהמודל שהוצע כאן. לבינתיים חוקרים בוחנים את האפשרות שמדובר באנומליה מהחלל, ככל הנראה מכוכב ניוטרונים דועך או ענק אדום.

ובחזרה למודל החדש – החוקרים מקווים שהתאוריה תוביל לתכנון ניסויים לאיתור חלקיקים כבדים בעתיד. אחת מהמעבדות החדשות שהחוקרים מכוונים היא המעבדה התת-קרקעית של סטאוול. המעבדה שכרגע בתהליכי הקמה באיזור ויקטוריה, קילומטר מתחת למאגר טבעי של זהב, תשמש בקרוב לאיתור החומר האפל, הראשונה בעומק שכזה.

למאמר על המודל החדש

למאמר על הניסוי ביפן

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

28 תגובות

  1. החומר האפל לא קיים מסיבה פשוטה, חוק tully fisher סותר אותו. לפי החוק יש קשר בין מהירות למסה נראת כלומר אין השפעה של מסה אפלה או במילים פשוטות היא לא קיימת. לגבי bullet claster אז איך החליטו איפה מרכזי הגלקסיות? לגבי תחילת המיקום אז צריך לחפש תיאוריה חדשה. מהי? גיאומטריזציה של פיזיקה. Sergey siparov profesor

  2. לכ': א.עצבר,
    אם אתה טוען כי קיים זמן אוניברסלי לכל היקום, שאתה קורא לו "זמן פסיבי" (נסמן לשם הנוחיות: "TP"), אז אולי תוכל לענות על השאלות הבאות:
    1). מתי היה TP=0
    2) מה הערך כעת (T=t) של TP ?
    3) באיזה אמצעי פיזיקאלי מודדים את TP ?
    4) באיזה קצב TP מתקדם ?

  3. ישנה תיאוריה של MOD מאת אריק לינדה שעמדה לאחרונה בחישובים שבהם לא עמדה בעבר.
    לי כלל התער של אוקם – אם תיאוריה אחת פשוטה מהשנייה, הולכים על הפשוטה יותר.
    אם אין ראיות לחומר אפל מדוע לא לכול הפחות נותנים לתיאוריות חלופיות משקל.

    תיאוריה אחת מניחה קיומו של חומר נוסף ועוד היא מניחה שהכבידה היא אחת לכל סקלת מרחק.
    תיאוריה שניה אינה מניחה את זה, גוזרת את הכבידה מאנטרופיה, ומתקבל שהכבידה מתעדכנת עם המרחק בהתאם לתצפיות. אז מדוע כל כך הרבה מושקע בחומר אפל. לכל הפחות לתת מקום לתיאוריות חלופיות. הן לא אזוטריות והן מדידות, ואין בהן הנחות יסוד.

  4. שאלות המחפשות תשובות

    האם כוח המשיכה הניוטוני הוא ספק אנרגיה ?
    האם כוח המשיכה הניוטוני מכופף את הענף שבקצהו גדל תפוח ?
    האם התפוח הוא זה שמכופף את הענף שלו ?

    ענף מכופף הוא כמו קפיץ שהתכווץ, והוא מכיל כמות של אנרגיה.
    מה מקור האנרגיה הזו ? והאם היא כפופה לחוק שימור האנרגיה ?
    אולי זוהי אנרגיה חופשית, שאינה כפופה לחוק שימור האנרגיה ?

    מה פתאום כמות אנרגיה חופשית זו משקפת את כמות החומר של התפוח ?
    מדוע מד כמות חומר לא קיים, וכולם משתמשים ברעיון השיקוף הזה ?
    האם בכלל יש דבר כזה ? כמות של חומר

    את המושג "כמות של חומר" קבע ניוטון, אבל אין דבר כזה במציאות.
    ואם אין דבר כזה "כמות של חומר" מה פתאום יש נוסחאות המכילות "כמות של חומר"
    ועכשיו מחפשים המדענים אחר כמות נעלמת של חומר אפל
    מה זה "חומר אפל" ?

    כל השאלות האלה באו לעולם, כיוון שמושג האנרגיה לא היה קיים בתקופת ניוטון.

    שאלת חקר : אם מושג האנרגיה היה קיים בתקופת ניוטון, איזו תיאוריה הוא היה מציע למבנה היקום ?

    א.עצבר

  5. ל Macho

    נהנתי לקרוא את תגובתך אבל יש לי כמה השגות על הרשום בה

    כשאתה כותב שיש עשרות אלפי מדענים שחושבים כמו כולם, אתה צריך להבין שהמדע הוא לא דמוקרטי, וההתקדמות המדעית אינה פועלת על פי הרוב.
    לאורך ההסטוריה היא קודמה למעשה על ידי אלה שלא צעדו בתלם של הקודמים להם. תבין שיש בעייה עם החומר האפל הנ"ל ש 80 שנה מחפשים אותו ולא מוצאים.
    אומנם נכון שכבר היו דברים מעולם שחיפשנו אותם ובסופו של דבר גם מצאנו דוגמא ידועה היא חלקיק הנטרינו שקבעו את קיומו, מספר שנים לפני שגילו אותו, וידוע גם המיקרה של האומגה מינוס שאת קייומו קבע פרופסור יובל נאמן ז"ל מספר שנים לפני שהוא ניתגלה, וקיימים בוודאי מיקרים נוספים.
    אבל שמונים שנה שחלקיק החומר האפל אינו מראה את עצמו חייב לעורר ספק מסויים בקיומו.
    תנועת הגלקסיות "מסרבת" לפעול על פי נוסחת הגרביטציה של ניוטון , אבל… האם היא מחוייבת לפעול על פי נוסחת ניוטון? האם תנועת כוכבי הלכת מסביב לשמש אותם מדדנו היטב והם נעים על פי הנוסחה של ניוטון במדוייק (עם תיקוני היחסות הנידרשים) האם תנועה זו מחייבת גם את הגלקסיות לפעול באותו אופן??
    לא ולא!!, מערכת השמש עם כוכבי הלכת שלה היא גוף שגודלו רק כמה עשרות יחידות אסטרונומיות כאלפית שנת אור, והרי הגלקסיות לדוגמה שביל החלב שלנו הן גופים בגודל של מאה אלף שנות אור. שהם פי מאה מיליון ממערכת השמש.
    האם באמת מחייב הדבר שאותה נוסחת גרביטציה המפעילה את מערכת השמש, תפעיל את הגלקסיה האדירה??
    פרופסור מרדכי מילגרום עם תיאוריית ה MOND שלו הבין שבמרחקים גדולים משהו אחר פועל להפעלת התנועה הגלקטית והבין גלקתית.
    אבל יש עוד אפשרויות להסברת התנועה הגלקטית והבין גלקטית, אני ספרתי כעשרים אפשרויות שכמובן רק אחת היא הנכונה. זאת שתסביר את התנועה הקוסמולוגית, ואם אפשר, אז בלי חומר ואנרגיה אפלים- הזויים.
    כבר מאוחר בלילה אז אעצור כאן
    לכן רק אבקש
    נא להגיב בעדינות- תודה
    סבדרמיש יהודה

  6. האור עובר ממקום למקום בעזרת תווך (נח מוחלט) של זמן פסיבי.
    זה סימן ההיכר של היקום החדש – המרחב האינסופי מלא בזמן פסיבי.
    הגלים המכונים אלקטרו מגנטיים, הם גלי זמן פסיבי.
    זמן פסיבי הוא נח מוחלט , וקר מוחלט.
    החומר של היקום החדש, נוצר מצירוף כמויות של זמן פסיבי ואנרגיה.
    צירוף כזה מציג צורה פיזיקלית.
    החומר אינו מושג כמותי, והוא בגדר של צורה פיזיקלית.

    א.עצבר

  7. באנלוגיה החומר האפל שמחפשים מזכיר את חיפוש החומר האפל-האתר כדי להסביר כיצד האור עובר ממקום למקום

  8. I must point out the extremely low level of some of the comments here. In fact, it is clear they were made by folks who simply do not understand the issues at hand and potentially have some character/mental issues. I urge the moderator to remove those without compassion – that will merely improve the reading experience.

  9. נכון מאוד, הגיע הזמן לתיאוריה חדשה לחלוטין על מבנה היקום.
    יש להיפרד מהיקומים של ניוטון ואיינשטיין, ולהעיז להיפגש עם יקום חדש.
    מבנה היקום החדש הוא אחר לגמרי, מזה הידוע היום
    יקום חדש מופלא קיים במציאות, אך הוא לא ניתן לצפייה ישירה.
    נא להכיר את היקום העצברי

    שני המושגים היסודיים ביקום הניוטוני, הם כוח וחומר
    שני המושגים היסודיים ביקום האיינשטייני הם אנרגיה וחומר
    שני המושגים היסודיים ביקום העצברי , הם אנרגיה וזמן פסיבי.

    זמן פסיבי מקפיץ את הפיזיקה אל עידן חדש.
    זמן פסיבי הוא הזמן האמיתי, הקיים במציאות הפיזיקלית, והוא ממלא את המרחב האינסופי.
    זמן פסיבי הוא נח מוחלט וקר מוחלט, והוא התווך הפיזיקלי המאפשר את מעבר האור.
    זמן פסיבי הוא מושג פיזיקלי חדש, הקיים במציאות כנתון טבעי.
    הזמן האקטיבי המוכר לכולנו, עם מושגי קודם עכשיו ואחר כך, לא קיים במציאות הפיזיקלית , אלא הוא קיים רק בתודעת האדם.

    http://img2.timg.co.il/forums/2/7512af65-e1e5-47ac-af36-b3654d2d790b.pdf

    א.עצבר

  10. איש חופשי

    אם חומר אפל לא קיים והמציאו אותו, אז מדוע אתה טוען שהוא שקוף? הוא הרי לא קיים…
    יש סתירה בדבריך. (אני מניח שזה נובע כתוצאה של חוסר ידיעה של החומר המדובר, מצידך)

  11. חומר אפל אינו "קיים".
    הוא גם לא אפל, אלא שקוף, הוא לא מקיים כל אינראקציה עם אור.
    הסיפור שלו פשוט: אם מחשבים את מסת הגלקסיה ואת הסיבוב של הכוכבים בה, מגלים שהגלקסיה צריכה להתפרק.
    מסת הגלקסיה לא מספיק גדולה כדי להחזיק את הכוכבים בה. וכמה המסה צריכה להיות ? פי כמה ממה שיש.
    אז במקום לזרוק את התאוריה הניוטונית/איינשטנית לפח האשפה של ההיסטוריה. המציאו "חומר אפל", הוא מחזיק את הגלקסיה ביחד.
    ממש הרי פוטר לפיזיקאים, הופ, הממצאים אינם תואמים לתיאוריה, אז במקום לשלול את התאוריה, ממציאים משהו שאי אפשר להוכיח או להפריך כדי לאלץ את התאוריה.
    לכן לא מפליא כלל שבמשך כל המאה העשרים ועשרים שנים לתוך המאה העשרים ואחת התאוריה לא התקדמה כלל.

  12. פורת
    הרשה לי רק להשחיז את דבריכם: העידוש הכבידתי זה הראיה ב ה' הידיעה לכך שישנה אנומליה שלא ניתן להסביר אותה באמצעות שום חומר ושום אנרגיה.

  13. כל תיאוריה הדנה במבנה היקום, חייבת לענות על שאלה יסודית
    מה יש במרחב האינסופי שכוכבים אמורים לנוע בו ?
    האם יש בו משהו או שהוא ריק מוחלט ?

    כיום מקובלת התשובה של מרחב אינסופי ריק.
    אבל יכולה להיות גם תשובה אחרת.
    המרחב האינסופי מלא בזמן פסיבי, שהוא נח מוחלט וקר מוחלט.
    המרחב האינסופי מלא גם באנרגיה.
    ואיך הופיעו הכוכבים ? איך נוצר חומר הכוכבים ? החומר נוצר מצירוף כמויות של זמן פסיבי ואנרגיה.
    ומהי צורת המסלול של הכוכבים ? על כך במאמר המצורף

    http://img2.timg.co.il/forums/2/7512af65-e1e5-47ac-af36-b3654d2d790b.pdf
    א.עצבר

  14. macho: רק אוסיף שמלבד תנועת הכוכבים גם עדשות כבידה לא מותירות יותר מדי מקום לספק…

  15. לדעתי החומר האפל הוא חורים שחורים במסה של יקום שמקיפים אותנו מסביב במרחקים שמעבר ליכולת התצפית שלנו כרגע.
    חוקים שחורים אלה הם חומר גלם להיווצרות יקומים חדשים כדוגמת היקום הנצפה שלנו.
    כשהם עוברים מסה קריטית מסויימת החומר הדחוס שבתוכן מאבד את כוח המשיכה שלו ואז הם כאילו ” רותחים,"
    המסה שלהם נפלטת ויוצרת יקומים חדשים

  16. חומר אפל אינו נראה כי לא מקרין אור. מה לדוגמה כל חגורת קופיר? האם זה לא חומר אפל? חגורת אסטרוידים שהיא במסה גדולה מכל כוכבי הלכת שבמערכת השמש שלנו. או שמא אני לא מבין את ההגדרה של חומר אפל…

  17. קצת ענווה לא תזיק כאן לחלק מהמגיבים ,
    לפני שאתם קובעים כי כל המדענים שחוקרים את התחום, לא חשבו על התאוריה/הניסוי שאתם מציעים, קחו בחשבון שמדובר בעשרות אלפי פיסיקאים, שכנראה כמה מהם חוץ מלהיות מלומדים יותר ממכם, הם גם חכמים יותר…
    ולעניינו –
    המושג חומר אפל לא בא לתאר איזה משהו ערטילאי, שאולי קיים ואולי לא. הוא בא לתאר אנומליה מאוד ממשית שנמדדה במסלולי הכוכבים סביב מרכזי הגלקסיות שלהם. האנומליה הזאת ,אם מניחים שמדובר במסה בלתי נראית כלשהי, לא מתיישבת עם ההנחה שכל המסה הזאת מרוכזת רק במרכז הגלקסיות, אלא רק אם המסה מפוזרת הרבה מעבר לחלק הנראה של הגלקסיה. (זאת אומרת שכנראה לא מדובר במסה של החורים השחורים במרכזי הגלקסיות)
    מה שמשאיר בגדול כמה הסברים אפשריים-
    Mond Modified Newtonian dynamics (MOND) wimps Weakly interacting massive particles
    – massive astrophysical compact halo object

    למרות שהאפשרות שתורת הייחסות שונה ממה שאנו חושבים קיימת, ( mond ) , ויתכן שישנם גם machos
    יותר ויותר אינדיקציות מצביעות כרגע לכיוון ה wimps.
    המאמר מתאר מדידה אפשרית של חלקיק כזה.
    ולגבי עצבר, חבל שאתה מוריד בהתמדה, את רמת הפורום הזה. במקום לעשות cut paste לאיזה תאוריה הזוייה שחשבת עלייה ,עשר פעמים פר כתבה,
    הייתי מוצא אפיקים יותר ידידותיים לסביבה , ופחות מייגעים לקוראים כאן .

  18. חומר אינו מושג מדעי.
    מושג מדעי הוא כמותי ונמדד, והחומר אינו כזה.
    יש בעולם רק 5 דברים כמותיים ונמדדים, ושלושה מהם (אורך, שטח, ונפח) שייכים לתחום הגיאומטרי.
    בתחום הפיזיקלי יש רק שני דברים כמותיים ונמדדים, והם הזמן והאנרגיה.
    מד זמן מבוסס על תופעת המטוטלת, ומד אנרגיה על תופעת קפיץ נמתח או מתכווץ.
    לאדם יש ידיעה טבעית המבחינה בחמשת "הדברים הכמותיים".

    אין לאדם ידיעה טבעית של כמות חומר.
    האדם מבחין בכמות הנפח של אבטיח, אבל אין לו הבחנה לגבי כמות החומר של אבטיח.

    ואם זה המצב…..מה פתאום מחפשים המדענים חומר אפל .???? הרי זה אינו מושג מדעי….

    א.עצבר

  19. צירוף האותיות ח ו מ ר הוא שם של צורה פיזיקלית.
    החומר אינו מושג כמותי.
    מד חומר לא קיים

    החומר בנוי מצירוף כמויות של זמן פסיבי ואנרגיה.

    מבנה היקום הוא אחר לגמרי, מזה הידוע היום
    יקום חדש מופלא קיים במציאות, אך הוא לא ניתן לצפייה ישירה.

    שני המושגים היסודיים ביקום הניוטוני, הם כוח וחומר
    שני המושגים היסודיים ביקום האיינשטייני הם אנרגיה וחומר
    שני המושגים היסודיים ביקום העצברי , הם אנרגיה וזמן פסיבי.

    http://img2.timg.co.il/forums/2/7512af65-e1e5-47ac-af36-b3654d2d790b.pdf

    א.עצבר

  20. אם אכן יש חומר אפל הרי הוא מכיף את כל חלל הריק שנימצא אז מה כל כך קשה לאסוף דגימות פשוט להוציא שקית נילון בתחנת החלל הבין לאומית לאסוף בריק שבחלל ולראות האם יש חומר אפל או פשוט ריק

  21. "אנחנו יודעים שהחומר האפל קיים, אבל אנחנו לא יודעים מעבר" – אחד מהמשפטים המוזרים והמביכים שנשמעים בשנים האחרונות מפי אנשי מדע. אם אנחנו לא יודעים על משהו שאמור אולי להיות משהו כלשהו, שום דבר – איך אנחנו "יודעים" שהוא "חומר" ושהוא "קיים"?
    האם רק הכינוי הפיוטי משהו – "אפל"- הוא שעושה את האולי משהו הזה "חומר" "קיים"?
    במדע פרימיטיבי, כמשהו חסר בפאזל הפתרון הוא להוסיף מיד "כוח" או "חומר" מיסתורי, מין רוח רפאים או סוג של אתר אד הוק, ואז – הופ! הכל "מסתדר". האם האמירות על קיומו של "חומר" "אפל" הן עוד דוגמה אמונית של דת מטריאליסטית פגאנית שפיזיקאים חובבי מיסתורין הם נביאיה?
    דיראק אמר פעם: "במדע מנסים לומר בצורה שתהיה מובנת לכולם, משהו שקודם לא היה ידוע לאף אחד. בשירה, זה בדיוק להפך". פיזיקאי אמיתי אמור לומר ביושר שאינו יודע להשיב על קושיה אמפירית מהסוג הנוגע לשאלת כמות המסה בשולי הגלקסיות והתאוצות החריגות הקשורות וכו', ושנדרש כאן מחקר תאורטי ואמפירי נרחב כדי להגיע לפתרון מתקבל על הדעת. אבל זה לא מה שקורה סביב הספקולציות על חומר אפל. אז אם פיזיקאים, כאלה שלא בורכו ביושרה, אינם פנאטים של דת מדע פגאני, אולי הם הפכו בימינו למשוררים?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן