סיקור מקיף

פרופ' רוברט קירשנר ביקר באוניברסיטת בן גוריון בנגב.

בהרצאתו סיפר קירשנר עלמחקריו למדידת מהירות ההתרחקות של הגלקסיות הרחוקות ביותר בהן ניתן לצפות כדי למצוא את הערכים המדויקים ביותר של קבוע האבל

פרופ' רוברט קירשנר
פרופ' רוברט קירשנר

במהלך ביקורו בארץ, פרופ' רוברט קירשנר ביקר באוניברסיטת בן גוריון בנגב כאורח דיקן המחלקה למדעי הטבע פרופ' אבהרם פרולה ודיקן ביה"ס קרייטמן הפרופ' רמי בורשטיין וקיבל מידיהם את מדלית בן גוריון.

קירשנר, אחד הקוסמולוגים החשובים בעולם כיום הנו החוקר הראשי של קבוצת high – z – supernova. במסגרת מחקרם חברי הקבוצה משתמשים בטלסקופי ענק הממוקמים בחצי הדרומי של כדור הארץ כדי למדוד את מהירות ההתרחקות של הגלקסיות הרחוקות ביותר בהן ניתן לצפות, מטרת הקבוצה היא למצוא ערכים מדויקים לקבוע האבל ובאמצעותם לגלות כיצד היקום מתפשט, האם ימשיך ויתפשט לעד ומה הוא הרכב החומר ביקום.

ב1917- אלברט אינשטיין הוסיף למשוואות תורת היחסות קבוע בשם "הקבוע הקוסמולוגי" אשר אפשר לתאר יקום סטטי – כזה שקיים מאז – ולתמיד, ללא התחלה וללא סוף, שנים ספורות לאחר מכן כאשר פרסם האבל את תגליתו – "ככל שגלקסיה יותר חיוורת – כך מהירות התרחקותה גדלה" וסיפק הוכחה ניצחת לתיאורית המפץ הגדול, אינשטיין חזר בו ולפי סיפורים קרא לקבוע הקוסמולוגי "טעותי הגדולה ביותר". הגרף אותו הראה האבל תאר יחס ישר בין מרחק הגלקסיה (ולכן מידת בהירותה) למהירות התרחקותה מאיתנו, מכוון שישנן גלקסיות בהירות מאחרות מידת הדיוק שלו הייתה נמוכה, והיה צורך ב"נר סטנדרטי" מאור קבוע – כזה שישתנה רק בגלל מידת ריחוקו מאיתנו.

הדגמה למתואר בפסקה זו
הדגמה למתואר בפסקה זו

נרות שכאלה חבל "לראותם בלבד", באמצעות ניתוח עקומת האור שמגיעה מהם – ספקטרוסקופיה – ניתן לגלות את המרחק לעצמים אלו בדיוק רב, ואף את מהירותם. האבל השתמש בכוכבים משתנים הקרויים קפאידים אשר בהירותם משתנה בהתאם למסתם אך קשה מאד להבחין בכוכבים בודדים במרחקי היקום העצומים ובהירות הגלקסיות אינה קבועה לחלוטין כיום הנר המוצלח ביותר, זה אשר קבוצת ה high – z – supernova השתמשה בו הנו סופרנובות סוג Ia. בממוצע פעם ב100 שנה בכל גלקסיה, אחד מ100 מיליארדי הכוכבים שבה קורס תחת העומס שבחיי כוכב בפיצוץ אדיר הקרוי סופרנובה.

כדי לבעור כוכבים זקוקים לכבידה, אשר גורמת לחום עצום בו גרעיני אטומים מתחברים בתהליך היתוך לגרעיני אטומים כבדים יותר. כך נוצרו כמעט כל היסודות אותם אנו מכירים, רק המימן האטום הבסיסי ביותר נוצר במפץ הגדול. בליבות הכוכבים נוצרו אט אט יסודות כבדים יותר, המימן הפך להליום אשר בתורו הפך לפחמן ובכוכבים הכבדים מהשמש שלנו התהליך ימשיך הלאה והלאה עד לברזל. לאחר שליבת הכוכבים הכבדים ביותר תהפוך לברזל ההיתוך הגרעיני כבר אינו אפקטיבי והחום אשר נפלט בהיתוך ייפסק – הכבידה אשר כל העת לחצה את הכוכב בניסיון לכווצו עוד ועוד תקבל הזדמנות פז המסה העצומה של הכוכב תגרום ללחץ כה חזק עד שהאלקטרונים והפרוטונים שבגרעין האטום יתחברו ליצירת כוכב שלם עשוי נויטרונים, כוכבים אלו נקראים "כוכבי נויטרונים". במידה והכוכב המקורי היה מספיק כבד, והכבידה חזקה כל כך שהכיווץ לא עוצר בכוכבי הנויטרונים ייווצר חור שחור. בהתכווצות זו נוצר פיצוץ אשיר אשר מעיף כמויות עצומות של חומר ואף גורם ליצירת האטומים הכבדים מברזל אלו הן סופרנובות מסוג II.

היווצרות סופרנובה סוג Ia מאתר האבל hubblesite.org
היווצרות סופרנובה סוג Ia מאתר האבל hubblesite.org

ישנו סוג של סופרנובות הבהיר אף יותר מאותן סופרנובות סוג II ואלו סופרנובות מסוג Ia, ככל הנראה הן נוצרות כאשר במערכת כוכב כפול (שתי שמשות המקיפות זו את זו) בו אחד הכוכבים הנו ננס לבן (הכוכב שנותר מליבת כוכבים בגודל השמש לאחר מותם) הסופח חומר מן הכוכב השני. החומר מצטבר על שפת הננס הלבן עוד ועוד עד שמסת הננס הלבן היא פי 1.4 ממסת השמש או אז הננס הלבן הופך לכוכב נויטרונים בפיצוץ אדיר – סופרנובה סוג Ia שבהירותה פי 10 ולעיתים אף פי 100 מבהירות סופרנובה סוג II. פיצוצים אלו כה אדירים שכוכב אחד מסוגל לפלוט אור בכמות השווה לגלקסיה שלמה.

אך בהירות סופרנובה סוג Ia אינה קבועה לחלוטין אך תודות לתגלית שבוצעה במצפה סררו טולולו (Cerro Tololo) ניתן להשתמש בהן כ"נר סטנדרטי". ככל שסופרנובה כזו יותר בהירה – דעיכתה יותר ממושכת ועשויה להימשך אף חודש לפני שהכוכב נעשה חיוור מעבר ליכולתנו לראותו. בעזרת מידע זה קבוצת ה high – z – supernova ניתחה צילומים של אלפי סופרנובות בגלקסיות מרוחקות ואפשרו להרחיב את הגרף שמראה את קבוע האבל לעבר תקופת ההיווצרות של הכוכבים הראשונים, התוצאה שהתקבלה הייתה מוזרה יותר מכפי שדמיינו, מסתבר שבאותם טווחים מהירות ההתרחקות של הגלקסיות מאיתנו הולכת וגדלה כלומר, התפשטות היקום מואצת!

הגרף המתואר בפסקה זו
הגרף המתואר בפסקה זו

תוצאות high – z – supernova בגרף העליון ככל שהגלקסיות יותר רחוקות מהירות ההתרחקות שלהן גדלה – ואז מאיצה! בגרף התחתון – אותם נתונים מוצגים ללא השיפוע, במידה והיקום לא היה מאיץ גם הסופרנובות הרחוקות צריכות היו להיות מפוזרות בסביבת הקו השחור, פיזורן לאורך הקו הכחול מראה שככל הנראה עתיד היקום – להאיץ את התפשטותו. (תמונה מאתר אוניברסיטת קולורדו)

בטבע אנו מכירים ארבעה כוחות בסיסיים, הכחות הגעיניים – חזק וחלש, אשר כמעט ואינם מורגשים מחוץ לאטום, הכח החשמלי/מגנטי וכח הכבידה אשר מסבר את סיבוב כוכבי הלכת סביב השמש, השמש סביב הגלקסיה ואף יגרום לכך שבעוד כמה מיליארדי שנים גלקסיית שביל החלב שלנו תתנגש בגלקסית אנדרומדה. אחת התובנות המשמעותיות ביותר של קבוצת ה high – z – supernova היא שבמקום שכח הכבידה יאט את מהירות התפשטות הגלקיות הן למעשה מאיצות דבר שהוליד את המושג "אנרגיה אפלה" אותה אנו רחוקים מאד מלהבין, אך בהתאם לתוצאותיהם האנרגיה האפלה מהווה למעלה מ70% מן החומר ביקום! החיפוש אחר מהות האנרגיה האפלה הוא אחד המרתקים ביותר כיום בתחום הקוסמולוגיה ובמדע בסיסי בכלל. תוצאות הקבוצה תואמות מחקרים נוספים בנוגע להיווצרות היקום וסופו כמו של הלווין WMAP לחקר קרינת הרקע הקוסמית ואף את תוצאות מתחריהם Supernova Cosmology Project.

ה'כוכב' בצד שמאל למטה הנו למעשה סופרנובה בגלקסיה מרוחקת. (תמונה מתוך antwrp.gsfc.nasa.gov)
ה'כוכב' בצד שמאל למטה הנו למעשה סופרנובה בגלקסיה מרוחקת. (תמונה מתוך antwrp.gsfc.nasa.gov)

לדברי קירשנר – גם חובבים המצוידים היטב יכולים לקחת חלק במחקרים אלו, טלסקופים המחוברים למצלמות CCD רגישות אשר בעבר היו נדירות נפוצות עד מאד – ואפילו בארץ (*א.ב.) יכולים לסייע במעקב אחר סופרנובות ואף לגלות סופרנובות חדשות.

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

6 תגובות

  1. חור שחור תביאו לי תמונות או סרטים חור שחור וציצי של בנות

  2. מהי מהירות התפשטות היקום כרגע?
    יש תיאוריה האומרת כי המהירות גבוהה ממהירות האור.
    אם כך, איך יתכן שרואים את התרחקות הגלקסיות?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן