תיאוריה של מדען ישראלי זכתה לראשונה לאישור בעדויות-תצפיתיות * העידנים שלאחר המפץ הגדול
תמונה: האיור מתאר התקדמות האור (נקודה אדומה) ממקור מרוחק (קוואזר). המקור מוקף ערפל של מימן נייטרלי. הכדורים הצהובים מתארים אזורים שבהם אטומי המימן נשברו למרכיביהם, בקרינה מגלקסיה שנוצרה במרכזם. עם התקדמות האור, נוצרו יותר גלקסיות וצפיפות הכדורים גדלה. בשלב זה הערפל הבראשיתי התפוגג. האיור: באדיבות פרופ' אבי לייב וד”ר רנן ברקנה
בספר “בראשית” נאמר: “ויעש אלהים את שני המאורות הגדולים… המאור הגדול לממשלת היום ואת המאור הקטן לממשלת הלילה ואת הכוכבים”. דורות של מדענים התלבטו בשאלה: מתי בדיוק, לאחר המפץ הגדול, נוצרו הכוכבים הראשונים ביקום?
על תיאוריה בנושא זה שקד עשר שנים מדען ישראלי, האסטרופיסיקאי פרופ' אבי לייב, כיום באוניברסיטת “הרוורד” בארה”ב – ורק בימים אלה היא זכתה לאישור תצפיתי, בידי שני צוותי אסטרונומים אמריקנים הללו ערכו מיפוי דיגיטלי של רבע מהשמיים, בציוד משוכלל שהופעל במיצפי הכוכבים בצ'ילה ובהאוואי, שם מצוי הטלסקופ הקרקעי הגדול
בעולם (בקוטר 10 מטר). כך אותר תוצר-לוואי מ”לידת” הכוכבים הראשוניים-ביותר: הקרינה שנפלטה מהם ופירקה את רוב אטומי המימן שביקום הבראשיתי למרכיבי-יסוד: אלקטרון ופרוטון חופשיים.
בעקבות זאת סומנה סידרת העידנים שעבר היקום-הבראשיתי, מרגע
לידתו:
* המפץ הגדול התרחש לפני 14-12 מיליארד שנה (ביתר דיוק: 12.5 מיליארד שנים).
* הכוכבים הראשונים, נוצרו 100 מיליון שנה לאחר “המפץ הגדול” ו”לידת” היקום.
* לאחר מכן שקע היקום לתקופה של “ערפל לוהט” שנמשכה 900 מיליון שנה. תקופה זאת מכונה “העידן האפל”. חלקיקי המימן שהתפזרו ב”מפץ הגדול”, התקררו ונהיו נייטרליים. התצפיות החדשות סיפקו עדות לקיומו של “המימן הנייטרלי” הזה.
* לאחר 1 מיליארד שנים מ”המפץ”, החל “הרנסנס הקוסמי”: עידן ההתהוות הראשונית של כוכבים (קוואזרים) וגלקסיות.
פרופ' לייב, בראיון ל”מעריב”, מפרט: “מיליון שנה בלבד לאחר 'המפץ הגדול', החל התהליך הבא: החומר הלוהט שנזרק לכל הכיוונים ב'מפץ' והתפשט בחלל – התקרר. כשהטמפרטורה ביקום ירדה מתחת ל-3000 מעלות קלוין – התמזגו האלקטרונים והפרוטונים מחדש לאטומי מימן, והיקום נעשה שקוף.
“המימן לא היה מפוזר במרחב באופן אחיד. היו הפרעות קטנות בצפיפות החומר. ההפרעות גדלו עם הזמן. אזורים ביקום שהיו יותר צפופים מהמוצע, נדחסו עוד-ועוד – עד שקרסו. כך נתהוו צבירי הכוכבים הראשונים. עד כה היו לעניין זה רק חישובים תיאורטיים. עתה, לראשונה, התצפיות אישרו אותם”.
בתוך הצבירים הראשונים נוצרו הכוכבים הראשונים. הם פלטו קרינה. הקרינה שברה את אטומי המימן הבראשיתיים לאלקטרונים מפזרי-אור ולפרוטונים חופשיים. בנוסף לכוכבים התהוו חורים שחורים מאסיביים, שספחו אליהם גזים וגם הם פלטו קרינה.
“עם הופעת מקורות האור האלה, התחיל תהליך ה”ינון מחדש”, בו נשברו רוב אטומי המימן הבראשיתיים למרכיביהם הבסיסיים אלקטרון ופרוטון”.
עד כה לא יכלו המדענים לראות מקורות אור כה-קדומים, כה מרוחקים – כיוון שהיו חלשים מדי. עדות תצפיתית לקיומו של “העידן האפל”, ולתקופה שבה נשברו אטומי המימן – נתקבלה במחקר על מקורות האור החלשים ועם גילויו, באפריל השנה, של קוואזר – מקור-האור המרוחק ביותר במעמקי היקום. הקוואזר נוצר כשהיקום היה צעיר פי עשרה מגילו היום (לפני כ-1.25 מיליארד שנה).
פרופ' לייב: “כיוון שהיקום מתפשט והתרחקות מקורות-אור מאיתנו יותר מהירה ככל שהמקורות רחוקים יותר – מודדים האסטרונומים מרחקים שכאלה בעזרת “ההסחה לאדום”, הנגרמת ע”י אפקט דופלר. ככל שההסחה לאדום גדולה יותר, כך מקור האור רחוק יותר מאיתנו, והאור נפלט ממנו, קדום יותר. הקוואזר שנתגלה הוא בעל ההסחה לאדום הגדולה ביותר בספקטרום האור שלו, שנמדדה עד כה: .”6.3
פרופ' לייב, יחד עם עמיתו ד”ר רנן ברקנה (כיום בטורונטו ומאוקטובר, פרופסור-מתחיל באוניברסיטת תל-אביב), השלימו סקירה מפורטת על התיאוריות והתגליות האח רונות בנושא זה, שפורסמה בחודש שעבר בכתב-העת הנחשב “פיזיקס ריפורטס”.
מאת אלכס דורון
