# ציון לשבח מהקרן למחקרי כבידה לפרופ' אשר יהלום מאריאל המציע חלופה לחומר האפל

> פרופ' יהלום הסביר מדוע מהירות הסיבוב של החומר בגלקסיות אינה יורדת ככל שמתרחקים ממרכז הגלקסיה החל מהשוליים, אלא נותרת זהה או אף עולה * ההערכה היא שחומר אפל מעורב בתהליך. לטענת פרופ' יהלום ועמיתיו, אפשר להסביר תופעות אלו לפי תורה המכונה תורת השיהוי - משך הזמן שלוקח להשפעת אירוע במרכז הגלקסיה להתפשט עד לקצותיה.

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/%d7%a6%d7%99%d7%95%d7%9f-%d7%9c%d7%a9%d7%91%d7%97-%d7%9e%d7%94%d7%a7%d7%a8%d7%9f-%d7%9c%d7%9e%d7%97%d7%a7%d7%a8%d7%99-%d7%9b%d7%91%d7%99%d7%93%d7%94-%d7%9c%d7%a4%d7%a8%d7%95%d7%a4-%d7%90%d7%a9%d7%a8
- Author: אבי בליזובסקי
- Published: 2021-06-12T09:00:00+03:00
- Modified: 2021-06-12T17:45:22+03:00
- Sections: גלקסיות, היקום
- Topics: אשר יהלום, תורת היחסות הכללית

## Article

פרופ' יהלום הסביר מדוע מהירות הסיבוב של החומר בגלקסיות אינה יורדת ככל שמתרחקים ממרכז הגלקסיה החל מהשוליים, אלא נותרת זהה או אף עולה * ההערכה היא שחומר אפל מעורב בתהליך. לטענת פרופ' יהלום ועמיתיו, אפשר להסביר תופעות אלו לפי תורה המכונה תורת השיהוי - משך הזמן שלוקח להשפעת אירוע במרכז הגלקסיה להתפשט עד לקצותיה. איור אמן המתאר גלקסיה ספירלית בחלל העמוק (תמונה זו היא המחשה בלבד, ואינה מתארת גלקסיה כלשהי). [צילום: depositphotos.com](https://depositphotos.com.%20) פרופ' אשר יהלום, פיזיקאי וסגן הדקן בפקולטה להנדסה אוניברסיטת אריאל זכה ציון לשבח 2021 מאת הקרן למחקרי כבידה. הזכייה ניתנה עבור הסבר ליחס שבין עוצמת האור של הגלקסיה למהירות סיבוב החומר בשוליה, יחס שפועל בניגוד לחוקי ניוטון.  עבודתו של פרופ' אשר יהלום, פיזיקאי מהמחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה באוניברסיטת אריאל זכתה זו הפעם השישית בציון לשבח (הפעם השנייה בנוגע לתיאוריית השיהוי הכבידתי), מאחד המוסדות החשובים ביותר במחקר בתחום זה, הקרן למחקרי כבידה [ Gravity Research Foundation](https://www.gravityresearchfoundation.org/) . בין השאר פרופסור סטיבן הוקינג ז"ל, זכה מספר פעמים בתחרות זו. מטרת הקרן למחקרי הכבידה לעודד את המחקר המדעי בתופעת הגרביטציה באמצעות הפרסים השנתיים שלה לחיבורים בנושא. הרקע למאמר שזכה השנה, קשור למחקרים הקודמים של פרופ' יהלום, שהסביר מדוע מהירות הסיבוב של החומר בגלקסיות אינה יורדת ככל שמתרחקים ממרכז הגלקסיה החל מהשוליים, כפי שצופה התורה של ניוטון אלא מגיעה במקרים רבים, לערך קבוע ובמקרים נוספים אפילו עולה עם המרחק. ## יחס טולי-פישר יחס טולי-פישר קושר בין עוצמת ההארה של גלקסיות למהירות הסיבוב הקבועה של החומר בשולי הגלקסיה (עוצמת ההארה הינה יחסית למהירות הסיבוב ברביעית). היחס נקרא על שמם של האסטרונומים שגילו אותו. עד עתה לא היה הסבר מספק מדוע יחס טולי פישר מתקיים. הסבר ניתן במסגרת תיאוריית השיהוי (אשר מחליפה את תיאוריית החומר האפל) ועל כך ניתן ציון לשבח נוסף השנה. עבודתו של פרופסור יהלום בנושא יחסי טולי-פישר שנכתבה עבור הקרן למחקרי כבידה, זכתה ב[ציון לשבח 2021](https://static1.squarespace.com/static/5852e579be659442a01f27b8/t/609d66c823a9a352bc3b24c3/1620928201758/2021-GRF-Abstracts.pdf). עבודה זו כאמור מעניקה הסבר עיוני ליחס  טולי-פישר הקושר בין עוצמת ההארה (המתכונתית למסה של הגלקסיה) ומהירות הסיבוב של החומר בשוליה. תיאוריית השיהוי המסבירה מדוע אין ירידה במהירות סיבוב החומר בשוליים כאשר מתרחקים ממרכז הגלקסיה, מתוארת במאמר. ## תיאורית השיהוי שוחחנו עם פרופ' יהלום. אתה טוען שאפשר להסביר את אותם ממצאים בהסתמך על תורת היחסות הכללית של איינשטיין בלי להניח קיומו של חומר אפל. מכיוון שהחומר האפל הוא הקונצנזוס המדעי היום תוכל לפרט? "במדע אסור להמציא ישויות וחוקים אלא אם כן העובדות התצפיתיות מחייבות אותנו לכך. הנושא של חומר אפל התחיל בעיקר מעקומי המהירות של גלקסיות. המדענים צפו כיצד מתנהג החומר, בעיקר בשולי הגלקסיה, והצפי היה שככל שמתרחקים ממרכז הגלקסיה, שם נמצא עיקר החומר, המהירות תלך ותקטן (1   חלקי שורש R   כאשר R הוא רדיוס הגלקסיה.)" "במציאות לא רק שמהירות הסיבוב בקצה הגלקסיות לא יורדת בשיעור הזה אלא נשארת קבועה ובמקרה של M33 שחקרנו, אפילו עולה עם המרחק. הפתרון היה להניח קיומו של חומר אפל המסביר ביחד עם החומר הנראה את מהירות הסיבוב כפי שהיא נמדדת במציאות." "השאלה כמובן מהו החומר האפל. הוא לא נובע משום מודל. יש מודלים מפורטים של חומר כמו המודל הסטנדרטי שמנבא בדיוק אילו חלקיקים קיימים בטבע ומה המסות שלהם ויש מאיצים שבודקים את זה .  החומר האפל לא משתלב בתיאוריות הידועות של החומר  קרי החלקיקים. הועלתה השערה שהחומר האפל הוא חלקיקים סופר סימטריים אבל לא מצאו שום חלקיק כזה במאיצים. אין הוכחה נסיונית לחומר האפל מלבד השפעתו העקיפה על הכבידה." "השאלה האם הניתוח הגרביטציוני שנעשה מספק. כולם יודעים שהתורה הגרביטציונית האמיתית היא לא זו הניוטונית אלא התורה של איינשטיין. איינשטיין בנה את התיאוריה שלו בין השאר מתוך שיקולים שאין שום אפשרות שאירוע ישפיע מייד על המתרחש באיזורים מרוחקים. לפי התורה של ניוטון אם מישהו היה מעלים את השמש היינו מרגישים את זה מיד על כדור הארץ. לפי התורה של איינשטיין לכל התפתחו לוקח לה זמן ויש מהירות עליונה בטבע שנקראת מהירות האור." "מהירות האור אומרת שכל דבר לוקח לו זמן להתקדם ולבוא לידי ביטוי ולכן לפי התיאוריה של איינשטיין אם נעלים את השמש לא היינו שמים לב לאפקט מבחינת קרינה אלקטרומגנטית ולא מבחינה גרביטציונית. היית צריך להמתין שמונה דקות כדי להבין שמשהו קרה." "בגלקסיות המצב חמור יותר. לגלקסיות יש קוטר של אלפי שנות אור. אם מתרחש שינוי במרכז הגלקסיה ההשפעה שלו תגיע לקצוות הגלקיה אחרי עשרת אלפים או עשרים אלף שנה. אנחנו בקבוצה של חוקרים דוקטורנטים ופרופסורים מאוני' תל אביב, אריאל ומוסדות נוספים שאפשר בהחלט להסביר את עקומי הסיבוב בגלקסיה על ידי תופעת השיהוי ובתנאי שאנחנו טוענים שהמסה של הגלקסיה משתנה באופן כזה שיש לה נגזרת שניה,  כלומר לא הגידול במסה אלא השינוי בגידול במסה צריך להיות נתון ומסוים. חישבנו את הערך הזה וחישבנו גם את עקום הסיבוב של הגלקסיה במקרה הספציפי שלי M33  והראינו שהוא מתאים במדויק למציאות." "על כך כתבתי מאמר עבור הקרן למחקרי כבידה וכבר לפני שנתיים קיבלתי ציון לשבח על עבודתי. בינתיים חקרה הדוקטורנטית שלי מיכל וגמן עשרים גלקסיות נוספות והראתה שבכל המקרים הנתונים במציאות מתאימים לתיאוריה שלי. בנוסף ראינו שצורת הפוטנציאל שאנחנו מקבלים לפי תיאורית השיהוי זהה לזו שמקבלים גם מתורות אחרות, מתחרות." "יש כיוונים נוספים שרומזים על נכונותה תורת השיהוי. כאמור השנה קיבלי איזכור ציון לשבח על הקשר שבין תורת השיהוי לחוק טולי-פישר הקושר את עוצמת ההארה של גלקסיה לרוחב הספקטרלי של קווים מסוימים בגלקסיה. כאשר התרחבות קווים אלה מעידה על מהירות הסיבוב של הגלקסיה. מדובר על התרחבות שקשורה לאפקט דופלר. אם לנסח אחרת את יחסי טולי פישר לעוצמת ההארה יש קשר למהירות הסיבוב המקסימלית בגלקסיה והיחס הזה הולך כמו המהירות ברביעית. עוצמת ההארה פרופורציונלית לחזקה הרביעית של המהירות." "במילים אחרות יש קשר בין עוצמת ההארה למסה. אחנו יודעים שלשמש יש עוצמת הארה מסוימת ומסה מסוימת הקשר הזה יחס אור למסה, מאפשר לנו לדעת מהו מהי עוצמת ההארה האבסולוטית ולפיכך את מסתו של כוכב מרוחק בהינתן ידיעת המרחק אליו." הראינו שמתוך תורת השיהוי בהכרח נובע הקשר של טולי-פישר. המסה של הגלקסיה חייבת להיות פרופורציונאלית למהירות המקסימלית ברביעית. מאמר חדש שכמעט מסיים את שלב שיפוט העמיתים מראה שגם מתורת השיהוי נובעת המסקנה של מהירות בריחת הגלקסיות כפי שהיא מתבטאת בהסטה לאדום.  במקרה זה המסה לכאורה היא לא מסה אפלה אלא נובעת מתורת השיהוי והיא צריכה להיות זהה גם בתופעת עקומי הסיבוב בגלקסיה וגם בתופעת העידוש הכביתי. לסיכום אומר פרופ' יהלום: "תורת השיהוי מסבירה איפה את אותן לתוצאות בלי להניח את קיומו של החומר האפל אלא ישירות מתורת היחסות הכללית של איינשטיין". מסתבר איפוא שקיימות מספר תורות שמנסות לוותר על הנחת החומר האפל. לפחות כל עוד הן מסבירות את אותן תופעות. האם מי מהן תחליף יום אחד את החומר האפל או לא? ימים יגידו. [למאמר המדעי](https://www.mdpi.com/2073-8994/12/10/1693) עוד בנושא באתר הידען: - [חוקרים מגרמניה: החומר האפל ובעיית ההיררכיה מוסברים בעזרת ממד חמישי](https://www.hayadan.org.il/%d7%97%d7%95%d7%a7%d7%a8%d7%99%d7%9d-%d7%9e%d7%92%d7%a8%d7%9e%d7%a0%d7%99%d7%94-%d7%94%d7%97%d7%95%d7%9e%d7%a8-%d7%94%d7%90%d7%a4%d7%9c-%d7%95%d7%91%d7%a2%d7%99%d7%99%d7%aa-%d7%94%d7%94%d7%99%d7%a8) - [הסתכלו מסביב – כוחות הגאות פתרו את תעלומת החומר האפל בגלקסיה המרוחקת](https://www.hayadan.org.il/%d7%94%d7%a1%d7%aa%d7%9b%d7%9c%d7%95-%d7%9e%d7%a1%d7%91%d7%99%d7%91-%d7%9b%d7%95%d7%97%d7%95%d7%aa-%d7%94%d7%92%d7%90%d7%95%d7%aa-%d7%a4%d7%aa%d7%a8%d7%95-%d7%90%d7%aa-%d7%aa%d7%a2%d7%9c%d7%95%d7%9e) - [מודדים את החום של החומר האפל](https://www.hayadan.org.il/taking-the-temperature-of-dark-matter-2001202) - [מחקר ישראלי מצא הוכחה מוחשית ראשונה לקיומו של החומר האפל ביקום](https://www.hayadan.org.il/israeli-research-has-found-first-tangible-evidence-of-the-existence-of-dark-matter-in-the-universe-01031803) - [גישוש באפלה אחר החומר האפל](https://www.hayadan.org.il/groping-in-the-dark-for-dark-matter-1802172)