סיקור מקיף

‫חומר אפל – הצצה בבלתי נראה / קלרה מוסקוביץ‬

יתכן שאור מסתורי ממרכז שביל החלב הוא ההתגלות הראשונה לעינינו של חלקיקי חומר אפל

חומר אפל הוא אחד המרכיבים המתעתעים והחמקמקים ביותר ביקום. ייתכן שהוא תופס כרבע מן המסה והאנרגיה הכוללת של היקום, אבל אי אפשר לדעת זאת בוודאות, כי אף אחד לא ראה אותו בעצם. ובכן, ייתכן שהוא מתגלה לפנינו סוף סוף.

 

קרדיט: "אפיון אות בקרני גמא ממרכז שביל החלב: דוגמה משכנעת לאיון חומר אפל" מאת טנסו דילאן ועמיתים, גרסה מוקדמת מקוונת, 26 בפברואר 2014: HTTP://ARXIV.ORG/ABS/1402.6703
 "אפיון אות בקרני גמא ממרכז שביל החלב: דוגמה משכנעת לאיון חומר אפל" מאת טנסו דילאן ועמיתים, גרסה מוקדמת מקוונת, 26 בפברואר

טלסקופ החלל בקרני גמא על שם פרמי של נאס"א, קלט קרינת גמא באנרגיה גבוהה שמקורה במרכז שביל החלב, קרינה המתאימה היטב לתחזית התיאורטית של חומר אפל. "בעיני זה האות המרתק ביותר שקלטנו עד עכשיו," אמר הפיזיקאי רפאל לנג מאוניברסיטת פורדו, שאינו מעורב במחקר, בכנס החברה האמריקנית לפיזיקה שנערך בסוואנה שבג'ורג'יה באפריל 2014. אם האור הזה באמת נפלט מחומר אפל, הרי שזה הגילוי העקיף הראשון של החלקיקים המרכיבים את המסה האפלולית הזאת.

החומר האפל ככל הנראה מורכב ממה שקרוי "חלקיקים בעלי מסה המגיבים תגובה חלשה" (WIMPs), חלקיקים שהם האנטי-חומר של עצמם, ולכן הם מאיינים זה את זה כשזוג כזה נפגש. איון כזה של חלקיקי WIMP מפיק חלקיקי חומר רגיל ואלה יוצרים פוטונים של קרינת גמא. מאחר שהחומר האפל אמור להיות דחוס ביותר בלב שביל החלב, זהו המקום הטוב ביותר לחפש בו את האור הזה.

כבר התקבלו כמה רמזים לכך שטלסקופ פרמי קולט ממרכז הגלקסיה יותר אור מן הצפוי. אבל בניגוד לניתוח הראשוני שלא הניב תוצאה חד-משמעית, המחקר החדש מצא אות ברור: כמות גדולה מן הצפוי של קרני גמא שמקורה משתרע למרחק של לפחות 5,000 שנות אור ממרכז שביל החלב (למעלה). "זה נראה בדיוק כמו שתמיד חשבנו שחומר אפל צריך להיראות," אומר דן הופר, אחד ממחברי המחקר ממעבדת המאיץ הלאומית האמריקנית על שם פרמי בבטאוויה שבאילינוי.

ברור שטענות יוצאות מן הכלל זקוקות לראיות יוצאות מן הכלל. רוב המדענים נמנעים מלחוות דעה לכאן או לכאן בטרם ייקלט האות במכשירים אחרים או שאותות דומים ייקלטו גם ממקומות אחרים. אבל ייתכן שהחומר האפל הוא כבר קצת יותר גלוי.

 

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל

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

29 תגובות

  1. ישראל
    אתה יודע על איזה חומרים יקרים אתה מדבר? תמורת ננו גרם אפל הייתי קונה את עזה ועם סלסלה של אנטי חומר הייתי מפוצץ אותה!

  2. יודה

    אם החומר האפל מהווה את רוב החומר ביקום, מדוע יפקד מקומו כאן בארץ? למה אי אפשר לקנות בשוק 2 קילו חומר אפל וסלסלה של אנטי חומר?

    בריונות לשמה.

  3. ישראל היקר
    לגבי שאלתך על הצד האפל בעגבניות, ובכן לשישי שבת הכנתי ממולאי עגבניות ולא הבחנתי בצד אפל כל שהוא בהן, ואף לא בפילפלים שצורפו אליהן בגאון. אבל לא נכחיש שטענתו של אלבנזו שיכול להיות צד אפל בגלקסיה בכלל ובעגבניות בפרט במסגרת אי הוודאות (טענה שלכאורה נכונה) ומכיוון שלא אוכל להוכיח שלא כך הדבר כי לחומר אפל אין כימעט טעם וריח המסורים רק לחומר הבריוני היקר והטוב בכלל ולעגבניות בפרט, אתן לאלבנזו להנות מין הספק ואני אהנה משעת הצהריים הקרבה וטעם הממולאים הקורצים לי בשובבות
    יום טוב
    סבדרמיש יהודה

  4. יהודה,

    אתה מתעלם באופן שיטתי מדברי. ראשית, הראתי לך במפורש (קרא את הלינק ששלחתי לך!) שאתה פשוט טועה כשאתה כותב שהחומר האפל לא אמור (או כמעט לא אמור) להמצא במרכז הגלקסיה. ההנחה שלך שאם הסטייה היא רחוק מהמרכז אז שם צריך חומר אפל היא פשוט טעות. תסתכל על המודלים, תסתכל על המתמטיקה, תראה שאתה פשוט טועה. כדי לתקן את הסטיה הרחק מהמרכז צריך להוסיף חומר אפל *גם* הרחק מהמרכז *וגם* במרכז. זה נמצא בנוסחאות, שחור על גבי לבן. פשוט תקרא.

    שנית, אתה לא יכול לבחור מאילו נתונים להתעלם ומאילו לא. זה שאם מסתכלים רק במרכז לא רואים סטייה מהמהירות הצפויה מהכוח הצנטרפוגלי בלבד זה לא שווה כלום אם קצת יותר רחוק יש סטיה. אין לך הרשות לבחור לאילו מדידות אתה מקשיב ולאילו לא.

    שורה תחתונה – 1. יש סטייה עצומה בין כוח צנרפוגלי בלבד לבין המהירות הנמדדת. צריך לתקן אותה.
    2. התיקון של חומר אפל מכיל בפירוש מוחלט חומר אפל גם במרכז הגלקסיה ולא רק בקצוות כמו שאתה טוען באופן לא מבוסס בעליל.
    3. אין כרגע אף פתרון אחר שגם נותן תוצאות תיאורטיות התואמות את המדידות וגם עומד בכל המבחנים התיאורטיים (כמו למשל, שלא יופיעו בו אנטרופיות שליליות וטמפרטורות שרירותיות שלא ניתן לפרש באופן פיזיקלי).

    תמשיך לטעון מה שבא לך, זה לא משנה את המציאות. אתה כמובן זכאי לגמרי לדעתך וזכאי להביע אותה בכל פורום שיתחשק לך, אבל כאשר אתה פשוט מתעלם מהעובדות – אתה לא יכול לצפות שייתחסו אליך ברצינות.

  5. אלבנזו
    קודם כל הסיבוב במרכז הגלקסיה מתאים בדיוק לגרביטציה של החומר הנימצא שם וזה ניראה באופן ברור בגרף ששלחתי לך. נכון יש אי וודאות מסויימת שעליה אתה מסתמך, אבל אני לא מוצא שום סיבה להוסיף חומר אפל או לא אפל שם. יש גם אי וודאות בכל מדידה התלויה בגרביטציה, אפילו של עגבניות בשוק. האם מזה נובע שמוכרים לנו גם מסת עגבניות אפלה בשוק או בסופר?, קשה לי לקבל זאת. ואם ניראה שהעגבניות פתאום זוהרות האם מזה ינבע שהזוהר הוא של מסת עגבניות אפלה?, שוב קשה לי לקבל זאת. יש גם שאלה יותר גדולה , למה את הזוהר האפל אנו רואים רק במרכז הגלקסיה היכן שהוא לא אמור להיות (כמעט), ולא רואים אותו במרחקי הגלקסיה במרחק של מאה עד שלוש מאות אלף שנות אור ממרכז הגלקסיה שם מרוכזת רוב המסה האפלה של הגלקסיה בכמות של בערך אלף מיליארד מסות שמש. נתון זה גם מגובה מבחינה תיאורתית.
    בקיצור, אינני חושב שהמסה האפלה היא ההסבר לאור הזורח במרכז הגלקסיה.
    שבוע טוב
    סבדרמיש יהודה

  6. יהודה,

    אוקי. אז אתה חוזר בך מטענתך שזה בלתי אפשרי שיהיה חומר אפל במרכזן של גלקסיות, ומודה שזה אפשרי אך "בהסתברות נמוכה". תם שלב א' שבו אתה מודה שקביעתך שזה לא אפשרי הייתה שגויה. עכשיו מתחיל שלב ב' בו תראה שקביעתך שהסבירות היא נמוכה גם היא קביעה שאינה מבוססת על כלום מלבד שנאתך העקרונית לחומר אפל.

    1. ראשית, אם אתה מודה שיש מקום למשחק עם התפלגות החומר האפל שעדיין תשאיר את הגרף בתחום צלבי השגיאה – איך אתה יודע בדיוק שהסבירות היא נמוכה? האם לקחת את הנתונים הגולמיים, הוספת חומר אפל והסתכלת בכמה זז הגרף? בדקת כמה חומר אפל יש להוסיף לפני שהגרף מתרחק מצלב השגיאה יותר ממספר סביר של סטיות תקן? אני מניח שלא. אם התשובה היא כן, אנא פרסם תוצאותיך ואתנצל באופן פומבי וכנה. אבל בהנחה שלא בדקת מה הוא הטווח האפור של החומר האפל שניתן להוסיף במרכז הגלקסיה, איך אתה יכול לטעון שההסתברות לכך היא נמוכה?

    2. וכרגיל, אתה מתעלם מכך שאין צורך לשחק עם הגרף ולהוסיף לו חומר אפל! כפי שכבר אמרתי לך ואתה התעלמת, הגרף היפהפה שאתה רואה, שמתאים בצורה מושלמת לנתונים, כולל בתוכו כבר חומר אפל במרכז הגלקסיה. הנחתך שהוא כולל חומר אפל רק מחוץ לגלקסיה היא פשוט טעות. לראיה, אני מצרף לינק לפרופיל הפופולרי ביותר של הילות חומר אפל בסוף התגובה.

    אם תסתכל על הפרופיל, תראה שאם מסתכלים על כדור ברדיוס r מסביב למרכז הגלקסיה, כאשר r קטן ביחס לרוחב האופייני של ההילה, מוצאים שכמות החומר האפל בכדור זה (כלומר, ממש במרכז הגלקסיה) הולכת כמו שטח פני הכדור כפול האורך האופייני כפול הצפיפות הממוצעת של החומר האפל. עבור גלקסיות עם הילות גדולות יחסית זה יכול להגיע לכמויות *אסטרונומיות* של חומר אפל, שמרוכז ממש במרכז הגלקסיה. ואלו המודלים שאתה רואה שנותנים התאמות ממש מושלמות לנתונים. אז לסיכום, כל הדיון שלנו בנוגע לכמה יזוז הגרף אם נוסיף עוד חומר אפל במרכז והאם הוא עדיין יתאים לתצפיות או לא, הוא דיון חסר טעם. מודלים עם חומר אפל במרכז הגלקסיה מתאימים בצורה פנטסטית לתצפיות ואפשר לראות את זה אפילו מהגרפים שאתה עצמך הבאת!

  7. אלבנזו
    אכן האי וודאות במדידות קרוב למרכז הגלקסיה נותנת מקום למסה אפלה במרכז אבל אני עדיין רואה באפשרות זאת אפשרות קטנה. נכון [ קטנה, אבל לא אפסית.
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

  8. יהודה,

    עכשיו אני מבין שאתה חושב שאם הסטייה מאותרת רחוק ממרכז הגלקסיה, זה אומר שהחומר האפל צריך לשבת רחוק ממרכז הגלקסיה. זה פשוט לא נכון באופן כללי. הילות חומר אפל *אינן* נמצאות רק מחוץ למרכז הגלקסיה, אלא פשוט דועכות לאט יותר מהחומר הבריוני ולכן נמצאות *גם* מחוץ למרכז הגלקסיה.

    בנוסף, כמו שאתה רואה מהגרפים שאתה עצמך הפנת אליהם – לכל המדידות יש צלבי שגיאה (המדידה אינה נקודה אלא קו מרוח) ובמרכז הגלקסיה הצלבים גדולים. צלבים אלה מבטאים בדיוק את חוסר הדיוק במדידות שלנו ולכן גם אם היית צודק בנוגע לכך שסטיה הרחק מהמרכז משמעותה שחומר אפל יכול להתקיים רק הרחק מהמרכז, אתה רואה בבירור שעדיין יש חופש להזיז את הגרף התיאורטי מבלי לחרוג מהנתונים הנצפים. וזה בדיוק מה שדיברתי עליו ושאתה טענת שהוא בלתי אפשרי. כלומר, טענתך שאם נוסיף חומר אפל התיאוריה והתצפיות לא יתאמו אינה מבוססת על נתונים (או תיאוריה), ואלו דווקא מצביעים בדיוק על הטענה ההפוכה (הילות החומר האפל שבזכותן יש התאמות כל כך יפות של הגרפים למציאות מכילות כמות גדולה של חומר אפל גם במרכז הגלקסיה ובנוסף יש גורם שגיאה גדול למדי כך שאין שום אפשרות להגיד ש"אם נוסיף חומר אפל הכל יתקלקל").

    וכמו שאמרתי מקודם, הבעייה שאתה מתרכז בה באופן בלעדי – חוסר התאמה בין מהירות הסיבוב למסה הקורנת – היא רק היבט אחד, ולחומר האפל יש עדויות גם מכיוונים אחרים בפיזיקה. כאשר כמה בעיות שלמראית עין אינן קשורות נפתרות על ידי אותו פתרון, זו ראיה מאוד חזקה לנכונות הפתרון.

  9. אלבנזו
    כמובן שאף אחד לא חקר את שביל החלב מבחוץ ומדד אותו אבל אנו יודעים ששביל החלב הוא גלקסיה ספיראלית וקרוב לוודאי שהגרפים המבטאים את מהירות סיבוב הגלקסיה כפונקציה של המרחק הם דומים בכל הגלקסיות הספיראליות ומכאן שהמסה האפלה אינה נידרשת במרכז הגלקסיה אלא בהיקפים הרחוקים יותר. תבין שאם יוסיפו את המסה האפלה באופן שרירותי למרכז הגלקסיה זה יקלקל את שיווי המשקל במדידת המהירות קרוב למרכז הגלקסיה. אם זה לא שיכנע אותך אז אין לי הוכחה יותר טובה.
    בנוסף, בל ניטעה כי אני לחלוטין לא אוהב את פתרון המסה האפלה, כי הבעיה בגלקסיה היא בכלל לא בעיה של גרביטציה כי אם בעיה של חוסר התאמה בין שתי נוסחאות :- של כוח הגרביטציה והכוח הצנטרפוגלי. פתרון המסה האפלה הוא רק אחת האפשרויות לפתרון מתוך רבים אחרים. אבל זה לדיון אחר.
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

  10. סליחה, לא מדובר ב-1700 פרסק אלא במרחק כפול בערך, כמו שאמר יהודה.

    בכל מקרה הסטייה הענקית בין השפעת המסה הקורנת בלבד לבין ההתפלגות האמיתית כפי שעולה מהתצפיות עומדת בעינה.

  11. יהודה,

    מה שהצגת לא מחזק בשום צורה את טענתך שלא אפשרי שתהיה מסה אפלה בשביל החלב. ראשית, הגרף מתייחס בכלל לגלקסיה אחרת. שנית, הוא דווקא מראה ממש בבירור (בנוגע לגלקסיה המדוברת) שטענתך המקורית שגויה לגמרי – אחרי מרחק של בערך 1700 פרסק כבר אין התאמה בין המסה הקורנת למהירות הסיבוב וחייבים להוסיף משהו שיסביר את הסטייה הענקית. במאמר מדובר על אפשרות אחרת שבה התיקון נובע ממסות שאינן אפלות אך הן מרוחקות, על סמך ההצעה של Carati. הצעה זו הינה בעייתית מאוד (וחלק מהביקורת עליה מופיע במאמרון ששלחת), בעיקר כי היא עושה retrofitting ו-cherry picking. כמו כן, יש לו הנחות מאוד מאוד לא טריוויאליות על התפלגות החומר המרוחק. סה"כ מדובר בהסבר צולע למדי לדעתי.

    כלומר, לא ענית כלל על השאלה (לא הראית ראיות לכך שבשביל החלב לא יכול להמצא חומר אפל), אלא החלפת נושא והצבעת על הסבר אלטרנטיבי למהירות הסיבוב בגלקסיות ספירליות. הסבר זה בעייתי, אינו ממצה, וכמובן שמתעלם מהראיות האחרות שיש לקיומו של חומר אפל (הנובעות משיקולים קוסמולוגיים – חומר בריוני יכול להרכיב רק כ-5% מתכולת היקום שלנו).

  12. יהודה,

    מה שהצגת לא מחזק בשום צורה את טענתך שלא אפשרי שתהיה מסה אפלה בשביל החלב. ראשית, הגרף מתייחס בכלל לגלקסיה אחרת. שנית, הוא דווקא מראה ממש בבירור (בנוגע לגלקסיה המדוברת) שטענתך המקורית שגויה לגמרי – אחרי מרחק של בערך 1700 פרסק כבר אין התאמה בין המסה הקורנת למהירות הסיבוב וחייבים להוסיף משהו שיסביר את הסטייה הענקית. במאמר מדובר על אפשרות אחרת שבה התיקון נובע ממסות שאינן אפלות אך הן מרוחקות, על סמך ההצעה של Carati. הצעה זו הינה בעייתית מאוד (וחלק מהביקורת עליה מופיע במאמרון ששלחת), בעיקר כי היא עושה retrofitting ו-cherry picking. כמו כן, יש לו הנחות מאוד מאוד לא טריוויאליות על התפלגות החומר המרוחק. סה"כ מדובר בהסבר צולע למדי לדעתי.

    כלומר, לא ענית כלל על השאלה (לא הראית ראיות לכך שבשביל החלב לא יכול להמצא חומר אפל), אלא החלפת נושא והצבעת על הסבר אלטרנטיבי למהירות הסיבוב בגלקסיות ספירליות. הסבר זה בעייתי, אינו ממצה, וכמובן שמתעלם מהראיות האחרות שיש לקיומו של חומר אפל (הנובעות משיקולים קוסמולוגיים – חומר בריוני יכול להרכיב רק כ-5% מתכולת היקום שלנו).

  13. לאלבנזו
    יש הרבה מקורות באינטרנט שמסבירים את מיקום המסה האפלה בגלקסיה הספיראלית
    למשל:

    http://www.universetoday.com/91520/astronomy-without-a-telescope-could-dark-matter-not-matter/

    הגרף מראה שעד למרחק כ עשרת אלפים שנות אור ממרכז הגלקסיה מהירות הסיבוב הנימדדת ומהירות הסיבוב המחושבת מהמסה הניראית הם זהות. מעבר לכך המהירות המחושבת הולכת וקטנה ואילו המהירות הנימדדת הולת וגדלה או שומרת על גודלה וההסבר שיכול להיות הוא מציאותה של מסה נוספת מיסתורית מעבר לעשרת אלפים שנות אור ועד למאות אלפי שנות אור.
    יהודה

  14. יוסי,

    מעולם לא אמרתי שהרעיון הוא "רעיון הבלים", אלא רק שהבסיס הראייתי שלו לא מתקרב לזה של Lambda-CDM. אני מכיר את פועלם של התאומים ורלינדה טוב מאוד (ומכיר אותם גם אישית, מהאנשים החביבים בתחום. ד"א, גם הרמן הוא פיזיקאי ולא מתמטיקאי), אבל זה לא משנה את העובדה שהרעיון הזה הוא סקיצה חסרת "בשר" ושאף אחד עדיין לא הצליח להרים את הכפפה ולתת לה חיזוק מאף צורה בתקופה של חמש השנים האחרונות, כולל אריק ורלינדה.

    אני לא יודע לאיזו ביקורת של סטרינגאי אתה מתייחס (אשמח אם תספר לי, וגם אם תגיד לי מה לדעתך הבעיות בביקורת שלו), אבל יש המון ביקורות שלא מפורסמות. למעשה, עצם העובדה שאף אחד לא ממש עובד על הרעיון משקף את זה שהוא לא עומד באותה רמה של הבטחה כמו רעיונות אחרים רבים בתחום הכבידה שחוקרים אותם בכל רחבי העולם מבוקר עד ערב. חוץ מזה, שבסופו של יום לא צריך ביקורת קטלנית שתוודא ב-100% שהרעיון צריך ללכת לפח – מספיק שאף אחד לא יצליח לקדם אותו ואז גם אם לא נדע אם הוא נכון או לא, הוא חסר ערך כתורה מדעית. זו הרי בדיוק הביקורת על תורת המיתרים (ואם תרצה בהזדמנות אשמח להסביר למה אני חושב שבמקרה של מיתרים הביקורת הזו שגויה. גילוי נאות – אני חוקר את תורת המיתרים).

    ושני דברים לסיום – הראשון הוא אי-דיוק בנוגע לפרס שפינוזה. אריק קיבל אותו על כל פועלו בשנים האחרונות, מאז עבודת הדוקטורט שלו ועד היום. הוא עשה דברים די מדהימים שזיכו אותו בתהילת עולם, כאשר המוביל הוא כנראה ה-fusion rules של האלגברה שהזכרת (שבבסיסם שופכים אור על הכלי שהוא כנראה החשוב ביותר בתורת המיתרים, ה-OPE בתורה הדו-מימדית על ה-worldsheet). זה כמו להגיד שלגאנדי מגיע פרס נובל לשלום על המחאה הלא אלימה בהודו ועל זה שהצליח לפייס בין בעל ואישה שרבו בתור לקופה בסופר לידו.. 🙂

    הדבר השני הוא הביקורת של ויסר. אני לא יודע אם עליה דיברת או לא (יש לי הרגשה שלא כי הוא לא סטרינגאי והביקורת שלו לא קשורה למיתרים), אבל היא פשוטה למדי ולכן לדעתי שווה להתייחס אליה. למרות שהמאמר כתוב בצורה גרועה, אני לא מוצא בו דופי. לפחות לא לרמה שמבטלת את הצורך להתייחס אליו – כלומר, מישהו צריך להרים את הכפפה ולהראות מדוע הביקורת שלו לא נכונה, וזה לא קרה בשלוש השנים האחרונות למיטב ידיעתי.

  15. הכי חשוב, אני מאמין שתורת המיתרים נכונה, ויהיה איחוד של רעיונות, אך כמובן שאין לי בסיס מדעי לאמונה זו.

  16. אני מסכים עם דבריך לגבי הדרך המדעית. בעידן של דעש ונדמה לי שאמרתי בעבר שייתכן וניכנס לימי ביניים שניים, הדרך המדעית היא אור שיש לשמור שלא יכבה כלל.
    הרעיון "הבוסרי" של ורלינד קיבל את פרס שפינוזה, פרס וולף ההולנדי – מענק כ 2.5 מליון יורו. אינו רעיון הבלים. האלגברה של האחים וורלינד נחשבת לעבודה מתימטית רצינית. יש אח מתימטיקאי מחונן לאריק וורלינד הזה. כמו האחים ברנולי.
    קראתי את הביקורת על התיאוריה. המאמר העיקרי של חוקר תורת המיתרים, ארוך ונכתב ע"י חוקר בכיר, אבל קראתי אותו במידת עמיקות מסויימת מתוך רצון לגלות את הסדקים מפיו של חוקר בכיר, ולדעתי איננו משכנע.
    היה מאמר אחר שנכתב ע"י חוקר סיני, שביקר את האנטרופיה הכבידתית והוא לפחות הסביר שהתיאוריה מתיישבת עם עקרונות יסוד בפיזיקה יחסותית כללית, כרגע רק בהנחת קיום שימור אנרגיה וקיום שימור תנע כרגע. במובן זה היא בראשיתה. שנינו מסכימים שהוויכוח לא הוכרע.

  17. יוסי,

    הצגת כבר טענות אלה בעבר ולמיטב זכרוני קיבלת תשובות.

    ראשית, אתה צודק לגמרי שכרגע קיומו של חומר נסמך על ראיות תיאורטיות בלבד. כלומר, לא מצאנו אותו ולכן אי אפשר להגיד שאנו יודעים בוודאות שהוא קיים. אבל חשוב להבין את חשיבותן העצומה של ראיות תיאורטיות – מודלים מתמטיים לא יוצאים נכונים "במקרה". ההסטוריה של המדע רצופה בתיאוריות שנתמכו רק על הנייר ונמצאו להיות צודקות אחרי שנים, כאשר אמצעי המדידה התקדמו מספיק על מנת לאפשר לבחון אותן. אני שב ומדגיש שזו לא הוכחה ושאי אפשר להסתמך על תיאוריה בלבד, אבל אם לא היינו מזלזלים בחשיבותן של ראיות תיאורטיות לא היה לנו היום מודל סטנדרטי של החלקיקים, לא היו לנו אנטי-חלקיקים, ואפילו סביר שלא הייתה יחסות כללית.

    אז למרות שיתכן שתיאוריית כבידה חלופית תסביר את כל התופעות בעולם מבלי להזדקק לחומר אפל, יש עם זה בעיה: כיום, אין כזו תיאוריה! ספציפית, התיאוריה שאותה הצגת – כבידה אנטרופית של ורלינדה, היא לא תיאוריה. היא רעיון בוסרי שעלה לפני מספר די רב של שנים במונחים מדעיים ומאז אף אחד, ורלינדה או אחר, לא הצליח לקדם אותו בשום מובן. לא להראות שהוא מסביר תופעות שעדיין לא הוסברו, לא למצוא בסיס לניסוי המפריך את הרעיון, ואפילו לא להתמודד עם מספר די גדול של בעיות מתמטיות במודל. אז זה לא אומר שהרעיון בהחלט לא נכון, אבל אין לו מאית מהראיות או מהבסיס התיאורטי שיש למודל קוסמולוגי של Lambda-CDM הכולל חומר אפל.

    לסיכום, כל מה שיש לנו במדע זה השערות. אבל השיטה המדעית היא הכלי שדרכו אנו מבחינים בין השערות שהן לא נכונות בוודאות (הופרכו), כאלה שיתכן שהן נכונות, וכאלה שנכונות בוודאות מאוד גבוהה. עד שלא נחזיק ביד חומר אפל לא נוכל להגיד שהוא קיים, אבל אי אפשר לשים את התיאוריה שגורסת שהוא קיים על אותו מדף עם תיאוריות של modified gravity מבחינת כמות הראיות התומכות בהן, נכון להיום.

    אולי יום אחד…

  18. הפיזיקה מחפשת היום משמעויות לחשיבותה בעבודה החשובה הנעשית ב LHC,ובחקר היקום. חשיבות המדעים האחרים עלתה: מדעי המחשב, רפואה, ביולוגיה, בינה מלאכותית. התקופה איננה של טועים ומטעים אלא של מנסים, כשברור שעשוי לחלוף זמן עד להכרעה.

  19. קיימות תיאוריות חלופיות לחומר אפל והויכוח לא הוכרע כלל כפי שמוצג במאמר. הן נקראות modified gravity בדומה לרעיונות הלא הזויים שמשמיע יהודה. בנוסף ישנה תיאוריה של פרופסור הולנדי אריק וורלינד, שבאמצעות שימוש באנטרופיה של החומר וללא כבידה כלל הוא גוזר כוח כבידה. גם תיאוריה זו לא סגורה באותה מידה שכן לא ברור כיצד נוצרו חוק שימור אנרגיה ותנע אם לא מניחים את חוקי ניוטון. הכי חשוב: חומר אפל הוא השערה ויש עוד השערות שאינן מכילות חומר אפל.

  20. יהודה,

    הבא בבקשה רפרנס לכך שמדידות מהירות הסיבוב בשביל החלב מול מדידות שטף האור מראות שלא יכול להתקיים במרכזה חומר אפל, ושכל גרם של חומר אפל שנמצא במרכזה, אם היה נמצא, היה מביא לתנועה סיבובית הסותרת את זו שאנו מודדים.

    אולי לא הייתי מספיק ברור בתגובתי הקודמת: מה שאמרתי היה נכון גם לגלקסיות ספירליות. בגלקסיות ספירליות *מסוימות* נמצא שצריך להתקיים חומר אפל הרחק ממרכז המסה הקורנת, אבל זה לא אומר שבגקלסיות ספירליות אחרות, או אפילו באותן גלקסיות ספירליות, לא יכול להתקיים חומר אפל גם בתוך התפלגות המסה הקורנת. ובניגוד לטענתך, המדידות שלנו של סיבוב גלקסיות והשוואה לכמות החומר הקורן לא מתקרבות לרמות הדיוק שיאפשרו לפסול קיום של חומר אפל. הרי אפילו הערכת כמות המסה הקורנת נעשה בצורה גסה למדי דרך שטף האור. ובתוצאות שפורסמו מפרמי אין שום התחייבות לכך שתהיה כמות עצומה של חומר אפל במרכז הגלקסיה.

    אשמח מאוד אם תמצא טעות בדברים שאמרתי ותביא ראיות עם רפרנס למדידות מדויקות מספיק היכולות לפסול קיום של חומר אפל בשביל החלב. לפני שאתה יוצא למסע חיפוש ראיות כאלה, זכור שכיום מתקיימים יחסית הרבה ניסויים על פני כדה"א שמטרתם לקלוט חלקיקים אפלים, ושאל את עצמך אם מישהו היה משקיע מליונים רבים של דולרים בגלאים וניסויים אלה אם הייתה בידנו הוכחה שבשביל החלב אין חומר אפל, כפי שאתה טוען להבנתי.

  21. לאלבנטזו
    אני מתייחס כרגע רק למאמר והם מדברים על מרכז שביל החלב. ולגבי שביל החלב שהוא גלקסיה ספיראלית תגובתי מתאימה. אי אפשר להכניס חומר אפל סתם כך למקום כל שהוא ולהתעלם מהגרביטציה אותה הוא תורם לאותו מקום. אם יש חומר אפל במרכז שביל החלב בנוסף למסה הרגילה אזי הוא יגרום לסיבוב נוסף של החומר סביבו, דבר שעומד בסתירה למדידות. הכוח הצנטרפוגלי מתאים בדיוק לזה הנובע מהמסה קרוב למרכז. כל המוסיף מסה (אפלה או לא) לאזור גורע ומקלקל את החישובים!
    לי ניראה שמדובר בתופעה שאפשר אולי להסביר אותה על ידי החור השחור הנימצא במרכז שביל החלב.
    בינתיים לא ראו תופעה זו בגלקציות אחרות אז רב הנעלם בנושא ואולי אני מחמיץ משהו?
    יום טוב
    סבדרמיש יהודה

  22. סבדרמיש יהודה,

    זה שהמוטיבציה הראשונה לחומר אפל באה מגלקסיות ספירליות לא אומר שזה כל מה שאנו יודעים עליו. היום יש דרכים מאוד מדויקות לאתר חומר אפל בעזרת חקירת אפקטים של עידוש כבידתי שמראה היכן וכיצד מתפלג החומר בחלל, והשוואה לאור הנפלט מהאזור (ובכך אפשר להפריד בין חומר גרביטציוני שקורן וחומר גרביטציוני שאינו קורן, כלומר – אפל).

    אתה טוען שמכיוון שהמוטיבציה לחומר אפל הגיעה (בחלקה, ד"א) מזה שנראה היה שחסר חומר בשולי גלקסיות מסוימות, אז חומר אפל יכול להמצא רק בשולי גלקסיות. אבל זה לא נכון ותצפיות היום מראות שחומר אפל יכול להמצא גם במרכזי גלקסיות, בתווך הבין-כוכבי או בתוך הטוסטר שלנו. מן הסתם – המקום בו זיהינו לראשונה עדויות לקיומו זה המקום שבו רוב החומר האפל נמצא רחוק מרוב החומר הרגיל כי במקומות אלה הוא גורם לסטייה הכי ברורה מהתחזיות של כבידה נטולת חומר אפל.

    הדבר שקול לכך שיגיעו לכדה"א אנשים בלתי נראים. מן הסתם, המקומות הראשונים שיגלו בהם את האנשים הם מדבריות (שם יראו עקבות מופיעים לפתע ללא אדם שמשאיר אותם), מקומות גשומים מאוד (שם ישימו לב לכך שיורד גשם אבל חלק מהקרקע נשאר יבש, כאילו מישהו עומד עליו ומגן עליו מהגשם) וכו'. יהיה קשה מאוד לזהות אותם כאשר הם יסתובבו להנאתם במוזיאון הארץ, אך זה לא אומר שהם לא שם.

  23. הפיזיקה קצת תועה במחוזות לא ברורים בשעה שתחומים כמו בינה מלאכותית, ביולוגיה ורפואה מתקדמים בצעדים גדולים. איפה ענקי הרוח של הפיזיקה.

  24. מחישוביי גרביטציה וכוח צנטרפוגלי של גלקסיה ספיראלית החומר האפל אמור להיות רחוק מאוד ממרכז הגלקסיה ובמרכז הגלקסיה אין צורך בחומר אפל כי הגרביטציה של המסה הרגילה במרכז מספקת לסיבוב הנובע ממנה במרכז. כך שזה מוזר שתופעה כל שהיא במרכז הגלקסיה תוסבר ע"י חומר אפל שלא אמור להיות שם בכלל.
    אבל מה אני מבין.
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן