דינוזאורים, חורים שחורים ומאיץ החלקיקים האזורי – בכנס בינלאומי בטכניון

בכנס האגודה הישראלית לפיזיקה השתתפו יותר מ-600 חוקרים וסטודנטים ובהם פיזיקאים בכירים מרחבי העולם

“אני שמחה להרצות היום במדינה שבה מותר להשתמש בביטוי ‘מבוסס מדע’.” כך פתחה הפיזיקאית פרופ’ ליסה רנדל את הרצאתה בטכניון, תוך התייחסות אירונית להחלטת ממשל טראמפ לאסור על המרכז לבקרת מחלות בארה”ב להשתמש בביטוי “מבוסס מדעית”.

הרצאתה של פרופ’ רנדל חתמה את הכנס השנתי של האגודה הישראלית לפיזיקה שהתקיים בשבוע שעבר בטכניון. נשיא האגודה, פרופ’ יוסי אברון מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, ציין כי בכנס השתתפו יותר מ-600 פיזיקאים וסטודנטים לפיזיקה – מספר שיא בתולדות האגודה, שהוקמה לפני 63 שנה.

בכנס נדונו נושאים מגוונים ובהם תנועת הכוכבים סביב חור שחור עצום במרכז הגלקסיה ופעילותו של מאיץ החלקיקים שנחנך לאחרונה בירדן וישרת מדענים ישראלים, ירדנים, פלסטינאים, אירנים ועוד. את הכנס הוביל פרופ’ עמית קרן מהפקולטה לפיזיקה בטכניון.

ג’ורג’ו פלוצ’י (Giorgio Paolucci) הציג את היכולות המרשימות של מאיץ החלקיקים האזורי SESAME שנחנך בירדן בחודש יוני 2017. המאיץ, הפועל תחת המוטו “מדע למען השלום”, הוא סינכרוטרון שהיקפו 133 מטרים. הוא הוקם במטרה לעודד שיתוף פעולה מדעי בין ישראל, ירדן, מצרים, הרשות הפלסטינית, איראן, בחריין, פקיסטן, טורקיה וקפריסין. פלוצ’י, המנהל המדעי של המתקן, אמר כי “מאיצי החלקיקים בעולם מרוכזים באירופה, בצפון אמריקה ובמזרח הרחוק, ואין ספק שהגיע הזמן שגם במזרח התיכון יהיה מאיץ אזורי שיקדם את המדע והטכנולוגיה ויבלום את המגמה של בריחת המוחות לאירופה ולארצות הברית. כאן, בטכניון, זו הפעם הראשונה שאני יכול לומר שהסינכרוטרון האזורי אינו הבטחה אלא מציאות.”

פרופ’ ריינהרד גנצל (Reinhard Genzel) סיפר על תצפיות מדויקות של חור שחור עצום הנמצא במרכז הגלקסיה ומסתו גדולה פי 3 או 4 מיליון ממסת השמש. גנצל, שקיבל בשנת 2014 את פרס הארווי מטעם הטכניון, הוא חבר סגל באוניברסיטת ברקלי ומכהן כראש מכון מקס פלנק לפיזיקה חוץ-גלקטית בגרכינג, גרמניה. חורים שחורים הם אחת התוצאות המפתיעות של תורת היחסות הכללית של  אלברט איינשטיין, תחזית שקשה לאמת משום שהחור השחור אינו נצפה באמצעות טלסקופים. פרופ’ גנצל ציין כי “בשלושת העשורים האחרונים אספנו ראיות נסיבתיות רבות הודות למערך הטלסקופים ESO בצ’ילה. לשמחתי קיבלנו המון עזרה מהטבע, שנתן לנו אלפי כוכבים שמסלוליהם סביב החור השחור מספקים לנו מידע רב על מאפייניו למרות שהוא עצמו בלתי נראה. האתגר שלנו לשנה הבאה הוא לאמת תחזיות נוספות של תורת היחסות הכללית בסביבה של חור השחור – למשל תופעת ההסחה-לאדום המתרחשת בקרני אור כתוצאה מהשפעתו של כוח הכבידה.”

פרופ’ אריק ורלינדה (Erik Verlinde) מאוניברסיטת אמסטרדם הציג פרשנות חדשה של תורת היחסות הכללית. פרשנות זו, המבוססת על האנטרופיה של המכניקה הקוונטית, מאפשרת לדבריו להחליף את החומר האפל כהסבר לפער הקיים בין תצפיות אסטרונומיות לחוקי הכבידה של ניוטון ואיינשטיין. החומר האפל נחשב לעובדה קיימת בקהילת המדע, אולם פרופ’ ורלינדה טוען שאפשר “להסתדר בלעדיו” באמצעות הפרשנות הקוונטית של הכבידה. פרשנות זו נשענת בין השאר על התובנות של פרופסור יעקב בקנשטיין ז”ל, איש האוניברסיטה העברית בירושלים, לגבי הקשר בין תורת הכבידה לתרמודינמיקה.

פרופ’ ליסה רנדל (Lisa J. Randall), שנשאה את הרצאת הסיום של הכנס, סיפרה על הניסיון להבין מהו החומר האפל ועל ספרה האחרון “החומר האפל והדינוזאורים”. פרופ’ רנדל, פיזיקאית בכירה באוניברסיטת הרווארד, נכללה ברשימת מאה האנשים המשפיעים ביותר של מגזין טיים (2007), ובשנים 2004-1999 הייתה שיאנית הציטוטים בתחום הפיזיקה התאורטית. פרופ’ רנדל ידועה בעיקר כמי שיצרה מהפכה בחשיבה על ממדים נוספים. לפי מודל רנדל-סונדרום, שהציגה ב-1999 עם ראמן סונדרום שהיה אז פוסט-דוקטורנט, קיים ביקום ממד חמישי עקום הממלא תפקיד מרכזי בקביעת מסת חלקיק ההיגס ובעוצמת האינטראקציה האלקטרו-חלשה.

בהרצאתה, שהייתה פתוחה לקהל הרחב, דיברה פרופ’ רנדל על החומר האפל. “תכונותיו של החומר האפל עדיין אינן ברורות לנו אבל קיומו הוא עובדה שאינה מוטלת בספק,” אמרה פרופ’ רנדל. “החומר האפל מחזיק כ-26% מהאנרגיה ביקום – הרבה יותר מהאטומים (‘החומר הרגיל’) המחזיקים 5% בלבד, אך פחות מהאנרגיה האפלה המחזיקה 69% מהאנרגיה ביקום. מדוע הוא נקרא חומר אפל? כי בניגוד לחומר הרגיל, העשוי מאטומים, הוא אינו יוצר אינטראקציה עם האור ולכן איננו יכולים לראות אותו. לכן אולי נכון יותר לכנותו ‘החומר השקוף’. אפילו כשהוא עובר בתוך הגוף שלנו אין לנו מושג שזה קורה.”

המחקר של פרופ’ רנדל בהקשר של הכחדת הדינוזאורים החל בסקירה של כל המכתשים הידועים על כדור הארץ שקוטרם עולה על 20 קילומטר וגילם אינו עולה על 250 מיליון שנה. 26 מכתשים אלה נוצרו, לפי הראיות הקיימות, מפגיעת עצמים גדולים בכדור הארץ. במחקר התגלתה מחזוריות עקבית בהתהוותם של מכתשים אלה: מכתש חדש בכל 30 מיליון שנה בקירוב. לטענת פרופ’ רנדל, הסיבה למחזוריות זו טמונה במחזוריות של סיבוב מערכת השמש סביב גלקסיית שביל החלב – פעם ב-30 מיליון שנה.

אחד המכתשים האלה, שהתגלה על ידי עובדי חברת הנפט המקסיקנית בחצי האי יוקטן במקסיקו, נחקר ותוארך. המכתש נוצר קרוב מאוד לזמן היכחדות הדינוזאורים (K-Pk extinction), ומכאן ההשערה שסמיכות הזמנים אינה מקרית. “מדובר בעצם שקוטרו יותר מ-10 קילומטרים והוא פוגע בכדור הארץ במהירות של 40 קילומטר בשנייה. לכן נהוג להניח שפגיעתו היא שגרמה להכחדת הדינוזאורים ולהכחדת 75% מן המינים היבשתיים באותה תקופה – לפני 66 מיליון שנה. ההשערה שלי היא שזו אחת מסדרה של פגיעות מחזוריות של עצמים גדולים בכדור הארץ, שגרמו בין השאר להכחדות ההמוניות בתולדותיו.”

הכנס נערך בתמיכה של הטכניון, עיריית חיפה וחברת KLA-Tencor שאף מימנה השתתפות ל-80 סטודנטים מכל האוניברסיטאות בישראל.

פרסים הוענקו לחברי הסגל:

• פרס נתן רוזן לבינה קליסקי מאוניברסיטת בר אילן
• פרס יעקב בקנשטיין לבינג האי יאן ממכון ויצמן למדע

ולסטודנטים:

• פרס עמוס דה שליט לעדי אשכנזי מאוניברסיטת תל אביב
• פרס אשר פרס לאדם רובין ממכון ויצמן למדע
• פרס יואל רקח ליעקב קליאורין מאוניברסיטת בן גוריון