להחזיר לאחור את השעון הקוסמי: כיצד טלסקופ החלל רומן של נאס”א יריץ לאחור את היקום

באמצעות היכולת שלו לצלם מהר רצועות עצומות של החלל, רומן יעזור לנו להבין איך היקום השתנה מים היולי של חלקים טעונים לרשת המורכבת של מבנים קוסמיים כבירים שאנו רואים כיום

הדמיה חדשה מראה איך טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן של נאס”א, שישוגר במאי ,2027, יחזיר לאחור את השעון הקוסמי ויחשוף את היקום המתפתח באופנים שמעולם לא היו אפשריים בעבר. באמצעות היכולת שלו לצלם מהר רצועות עצומות של החלל, רומן יעזור לנו להבין איך היקום השתנה מים היולי של חלקים טעונים לרשת המורכבת של מבנים קוסמיים כבירים שאנו רואים כיום.

“טלסקופי החלל האבל וג’יימס ווב ממוטבים לחקור עצמים אסטרונומיים לעומק ומקרוב, לכן הם מסתכלים על העולם דרך חרירים”, אמר ארון יונג, חוקר פוסט דוקטורט במרכז טיסות החלל גודרד של נאס”א בגרינבלט, מרילנד, שהוביל את המחקר. “כדי לפתור תעלומות קוסמיות בקנה המידה הכי גדול, צריך טלסקופ שיכול לספק מבט גדול בהרבה. זה בדיוק מה שרומן מתוכנן לעשות”.

השילוב של המבט הגדול של רומן עם כיסוי אורכי הגל הרחב יותר של האבל והתצפיות המפורטות יותר של ווב יאפשר מבט מקיף יותר על היקום.

ההדמיה מכסה פיסת שמים של שתי מעלות רבועות, ששוות ערך לפי עשרה בערך מהגודל הנדמה של ירח מלא, ומכילה יותר מחמישה מיליון גלקסיות. היא מבוססת על מודל מאוד מבוסס של היווצרות גלקסיות המייצג את הבנתנו הנוכחית איך היקום פועל. באמצעות טכניקה מאוד יעילה, הצוות יכול להדמות עשרות מיליוני גלקסיות בפחות מיום – לעומת שנים בשיטות הרגילות. כשרומן ישוגר ויתחיל לשלוח נתוני אמת, המדענים יוכלו להשוות אותם למגוון של הדמיות כאלה, ולהעמיד את המודלים שלהם במבחן האולטימטיבי. זה יעזור לפתור את הפיזיקה של היווצרות גלקסיות, את החומר האפל – חומר מסתורי שניצפה רק דרך ההשפעות הכבידתיות שלו – ודברים רבים אחרים.

מאמר המתאר את התוצאות התפרסם בהודעות החודשיות של האגודה המלכותית לאסטרונומיה בדצמבר 2022.

גלקסיות וצבירי גלקסיות זוהרים בגושים לאורך פתילים בלתי נראים של חומר אפל בשטיח שגודלו כגודל היקום הנצפה. באמצעות מבט רחב מספיק על השטיח הזה, אנו יכולים לראות שהמבנה בקנה מידה גדול של היקום דומה לרשת, עם פתילים המשתרעים לאורך מאות מיליוני שנות אור. גלקסיות נמצאות בעיקר בנקודות חיתוך של הנימות, עם “חללים קוסמיים ריקים” בין כל הפתילים המבהיקים.

כך היקום נראה היום, אבל אם היינו יכולים להריץ אחורה את היקום, היינו רואים משהו מאוד שונה.

במקום כוכבים ענקיים בוערים המפוזרים בדלילות בגלקסיות שביניהן מפרידים מרחקים עצומים עוד יותר, נמצא את עצמנו שקועים בים של פלזמה (חלקיקים טעונים). המרק ההיולי הזה היה אחיד כמעט לחלוטין, אבל למזלנו היו קשרים זעירים. הגושים האלה היו קצת יותר סמיכים מהסביבה שלהם, ולכן משיכת הכבידה שלהם הייתה קצת יותר גדולה.

במשך מאות מיליוני שנים, הגושים משכו אליהם יותר ויותר חומר. הם גדלו מספיק כדי ליצור כוכבים, שהכבידה משכה אותם אל החומר האפל שמהווה את השידרה הבלתי נראית של היקום. גלקסיות נולדו והמשיכו להתפתח, ובסופו של דבר הופיעו מערכות פלנטריות כמו מערכת השמש שלנו.

המבט הפנורמי של רומן יעזור לנו לראות איך היה היקום בשלבים שונים ולמלא פערים בהבנה שלנו. לדוגמה, האסטרונומים גילו “הילות” של חומר אפל שעוטפות גלקסיות, אבל הם לא בטוחים איך הן נוצרו. על ידי כך שנראה איך עידוש כבידתי שנגרם על ידי חומר אפל עוטף את המראה של עצמים רחוקים יותר, רומן יעזור לנו לראות איך ההילות התפתחו במשך הזמן הקוסמי.

עוד בנושא באתר הידען:

• גבוה יותר, רחוק יותר, קדום יותר- מדענים גילו גלקסיה מראשית היקום
• האם ריכוז גדול של האנרגיה האפלה בראשית היקום אחראי להאצת התפשטות היקום שהחלה לפני 7 מיליארד שנה ומורגשת היום?
• המירוץ אחר החומר מראשית היקום