# בראשית היה ריק – כיצד נוצר היקום שלנו? – חלק ג'

> איך אפשר לעשות ניסויים כדי לאשש גדלים כאלה? האם יש לנו דרך לבדוק את כל הזמנים הזעירים וכל האנרגיות הענקיות הללו? התשובה היא שכן, אפשר לבדוק זאת והניסוי שתוצאותיו פורסמו לפני חודש הוא עוד אחת מהבדיקות הללו "במהלך חודש מרץ 2014 קיבלנו אישוש ניסויי ראשון לכך שהיקום עבר התפשטות מואצת שבריר שניה לאחר המפץ הגדול ואישור נוסף לתורת היחסות הכללית של אינשטיין. כך אנו מרחיבים את הבנת המציאות שלנו ומתקרבים…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/in-the-beginning-there-was-nothing-2004141
- Author: ניר להב
- Published: 2014-04-20T00:10:08+03:00
- Modified: 2025-01-27T23:51:56+02:00
- Sections: ראשית היקום
- Topics: בראשית היה ריק, גלי כבידה, היקום האינפלציוני, המפץ הגדול, ראשית היקום, תנודות אקראיות במרחב-זמן

## Article

איך אפשר לעשות ניסויים כדי לאשש גדלים כאלה? האם יש לנו דרך לבדוק את כל הזמנים הזעירים וכל האנרגיות הענקיות הללו? התשובה היא שכן, אפשר לבדוק זאת והניסוי שתוצאותיו פורסמו לפני חודש הוא עוד אחת מהבדיקות הללו "במהלך חודש מרץ 2014 קיבלנו אישוש ניסויי ראשון לכך שהיקום עבר התפשטות מואצת שבריר שניה לאחר המפץ הגדול ואישור נוסף לתורת היחסות הכללית של אינשטיין. כך אנו מרחיבים את הבנת המציאות שלנו ומתקרבים צעד נוסף לעבר תיאוריה של הכל ולעבר הבנה מלאה של היקום שלנו וכיצד הוא נוצר. ברוכים הבאים לחלק השלישי של קיצור תולדות היקום! בסדרה זו נסקור הן את התובנות שהצלחנו להגיע אליהן עד היום בתחום הקוסמולוגיה - [בראשית היה ריק – כיצד נוצר היקום שלנו? – חלק א'](https://www.hayadan.org.il/in-the-beginning-there-was-nothing-1804141/) - [בראשית היה ריק – כיצד נוצר היקום שלנו? – חלק ב'](https://www.hayadan.org.il/in-the-beginning-there-was-nothing-1904141/) - [בראשית היה ריק – כיצד נוצר היקום שלנו? – חלק ג'](https://www.hayadan.org.il/in-the-beginning-there-was-nothing-2004141/) - [בראשית היה ריק – כיצד נוצר היקום שלנו? – חלק ד'](https://www.hayadan.org.il/in-the-beginning-there-was-nothing-2104141/) אישושים ניסיוניים איך אפשר לעשות ניסויים כדי לאשש גדלים כאלה? האם יש לנו דרך לבדוק את כל הזמנים הזעירים וכל האנרגיות הענקיות הללו? התשובה היא שכן, אפשר לבדוק זאת ו[הניסוי שתוצאותיו פורסמו לפני כחודש](https://www.hayadan.org.il/inflation-gravity-wave-and-cmv-2003144/) הוא עוד אחת מהבדיקות הללו. עד היום היו חמישה ניסויים פורצי דרך בתחום הקוסמולוגיה (חקר היקום כולו) על ידי תצפיות אסטרונומיות, אך אנו בודקים את התיאוריות הללו גם בעזרת מאיצי חלקיקים. גילוי חלקיק ההיגס בשנה שעברה נעשה במאיץ החלקיקים הגדול בשווייץ (בשם LHC). במאיץ הם גורמים לפרוטונים להתנגש וכך גורמים לפיצוץ בעל אנרגיה עצומה. האנרגיה המשתחררת מהפיצוץ מתגלגלת בתורה לחלקיקים בעלי מסות גדולות. כדי לגלות את חלקיקי ההיגס הם יצרו התנגשות בה הייתה טמפרטורה של בערך 140,000,000,000,000 (140 אלף טריליון) מעלות צלזיוס. שימו לב שאלו הטמפרטורות ששררו ביקום המוקדם כאשר הוא היה קיים פחות משנייה אחת בעת ששני הכוחות האחרונים נפרדו מהכוח המאוחד, הכוח הגרעיני החלש והכוח האלקטרומגנטי. לכן מיד לאחר מציאת חלקיק ההיגס טענו המדענים כי הם הצליחו לשחזר במאיץ אנרגיה שהיתה בשחר היקום, מיד לאחר המפץ הגדול. ניסוי זה אישש את התיאוריה שלנו שמסבירה את הקשר בין ההיגס לבין שבירת הכוח האלקטרו-חלש לכוח אלקטרומגנטי ולכוח גרעיני חלש וכן את הקשר בין ההיגס ליצירת המסה של החלקיקים היסודיים בטבע. כך בעזרת ניסוי אחד הצלחנו לאשש גם את המודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים המרכיבים אותנו וגם את המודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה ואת רעיון איחוד הכוחות ושבירת הסימטריה שקרתה מיד לאחר המפץ הגדול. אנחנו עדיין לא יודעים איך בדיוק הכוחות מתאחדים לכדי כוח אחד (ומצד שני איך הכוח המאוחד נשבר לכדי ארבעת הכוחות הקיימים כיום), אך לפחות אנו יודעים כיצד הכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החלש מתאחדים לכדי כוח אחד בדרך לאיחוד המיוחל של כל הכוחות כפי שהיה כנראה מיד לאחר המפץ הגדול. הגענו להישג טכנולוגי מרשים כאשר הצלחנו ליצור במאיץ החלקיקים את התנאים והאנרגיות העצומות ששררו ביקום פחות משניה לאחר המפץ הגדול. כך הצלחנו לאשר את הכוח האלקטרו-חלש, אך שימו לב שכדי להמשיך ולאשר את רעיון איחוד הכוחות כעת אנחנו צריכים לבנות מאיצי חלקיקים חזקים עוד יותר. כדי להגיע לאנרגיות הבאות בתור, האנרגיות בהן יש את האיחוד של הכוח החזק עם הכוח האלקטרו-חלש צריך לבנות מאיצים שיצליחו ליצור אנרגיה עצומה שגדולה מהאנרגיה שהצלחנו ליצור כרגע ב-LHC פי מיליארד! https://www.youtube.com/watch?v=U8zimacGobE סרטון שתירגמו במכון דוידסון ובו הסבר כיצד פועל מאיץ החלקיקים הגדול - LHC בו אישרו את קיומו של חלקיק ההיגס האם נצליח לבנות מאיצי חלקיקים כה גדולים? כיצד נוכל להמשיך ולבדוק את התיאוריות שלנו לגבי המפץ הגדול כשמדובר באנרגיות כה עצומות ובזמנים כה מרוחקים בעבר? לשם כך חייבים לעבור לתצפיות אסטרונומיות על היקום עצמו. כפי שרשמתי, עד היום היו חמישה ניסויים פורצי דרך בתחום הקוסמולוגיה (חקר היקום כולו) על ידי תצפיות אסטרונומיות. הניסוי החמישי והאחרון הוא הניסוי שתוצאותיו דווחו כעת. הגדולה של הניסוי הזה היא שעל ידי תצפית אסטרונומית צוות הניסוי הצליח לדלג על פער האנרגיות ולהראות מה קרה בזמנים המתאימים לאותה אנרגיה עצומה ששררה בעת השבירה של הכוח הגרעיני החזק מהכוח המאוחד. אך אנו מקדימים את המאוחר. הניסוי הראשון שהחל את תחום הקוסמולוגיה היו התצפיות שערך האסטרונום הבריטי אדווין האבל בשנות העשרים של המאה העשרים. הוא ניסה להראות שיש עוד גלקסיות חוץ מגלקסיית שביל החלב שלנו. אור שנע מרחק של מליוני שנות אור מגלקסיות מרוחקות נע בחלל הריק ללא הפרעות עד שהגיע אל הטלסקופ שלו. לא רק שהאבל גילה שיש גלקסיות רבות מעבר לגקלסיה שלנו, אלא הוא גם ראה שכל הגלקסיות הללו מתרחקות מאיתנו. לא משנה לאיזה כיוון מסתכלים בשמיים נראה שכל הגלקסיות הולכות ונעות הרחק מאיתנו. איך יכול להיות שכולם מתרחקים מאיתנו? האם עד כדי כך אנחנו מאיימים? אם ניזכר בדוגמת הבלון המתנפח התשובה תתברר מיד. ככל שמנפחים את הבלון, הגלקסיות שמצויירות עליו מתרחקות אחת מהשניה. כל גלקסיה שתסתכל סביבה תראה איך הגלקסיות מכל צידיה מתרחקות ממנה. כך גם במקרה שלנו, כאשר אנו מסתכלים על שאר הגלקסיות הן נראות מתרחקות מאיתנו. אין לגלקסיה שלנו חשיבות מיוחדת, אותה תופעה תמדד בכל גלקסיה. בעצם הגלקסיות לא נעות כלל, מי שמתפשט הוא המרחב עצמו והגלקסיות מתפשטות עימו (בדיוק כמו בבלון שם הגומי נמתח וציורי הגלקסיות נמתחות איתו. אך יש הבדל אחד מהבלון. ביקום לא נראה את ההתפשטות הזו בתוך תחום הגלקסיה משום שכוח הכובד של הכוכבים בגלקסיה חזק ומתנגד להתפשטות. דוגמה מדוייקת יותר תהיה בלון בו הגומי מתפשט ואיתו ציורי הגלקסיות, אבל הגלקסיות עצמן לא מתפשטות). בעזרת המדידות של האבל גילינו את התפשטות היקום. אם היקום גדל והולך ז"א שבעבר הוא היה קטן יותר ובעבר הרחוק עוד יותר היקום היה קטן עוד יותר. כך ניתן לנוע אחורנית בזמן עד שכל הנקודות ביקום יהיו בנקודה אחת, כל המרחב כולו יתכנס לנקודה קטנה. זהו כמובן רגע המפץ הגדול וכפי שציינו כל היקום היה אז דחוס בנקודה סינגולרית. מתוך מדידת גודל היקום כיום ומהירות התפשטותו ניתן לחשב בקלות לפני כמה זמן גודל היקום היה כגודל נקודה. חישוב זה יוצא כ- 13,800,000,000 (13.8 מיליארד) שנה. התפשטות היקום אינה קבועה בזמן וחידת האנרגיה האפלה המפץ הגדול נובע מתוך תורת היחסות הכללית של אינשטיין. אך כאשר אנשטיין החל בעצם את תחום הקוסמולוגיה בשנת 1919 התפשטות היקום עדיין לא היתה ידועה. אינשטיין האמין שהיקום אמור להיות נצחי, אינסופי וקבוע. לכן, כאשר הוא ראה שמהמשוואות שלו נראה שהיקום אינו יציב בזמן הוא הוסיף איבר נוסף למשוואה. קבוע שאמור לשמור על היקום סטטי וקבוע. לאיבר זה קוראים הקבוע הקוסמולוגי. לאחר תגליתו של האבל אינשטיין הסיר את איבר הקבוע הקוסמולוגי וטען ש"זוהי הטעות הגדולה של חיי". היום מסתבר שאיבר זה כנראה לא היה טעות אחרי הכל. לפני כעשור מדידות מדוייקות של כוכבים רחוקים גילו שלא רק שהיקום מתפשט והולך במהירות קבועה (כפי שהאבל מדד) אלא שמהירות ההתפשטות של המרחב-זמן הולכת ומאיצה! במילים אחרות, הגלקסיות נראות מתרחקות מאיתנו במהירות הולכת וגדלה. מאז ימי ניוטון אנו יודעים שכדי שתהיה תאוצה צריך לפעול כוח. כדור, לדוגמה, לא יזוז עד שלא יבעטו בו. הבעיטה היא הכוח שגורם לכדור תאוצה. הכדור מגביר את מהירותו ומתחיל לזוז. אם התפשטות היקום מואצת חייב להיות כוח כלשהו שגורם לו להאיץ. אך איזה כוח יכול לעשות זאת? הכוח היחיד שאנו מכירים שיכול להשפיע בקנה מידה כה גדול של היקום הוא כוח הכובד. אך כוח הכובד מושך כוכבים אחד אל השני, פעולה שהיא הפוכה מהתפשטות! מה קורה כאן? איזה כוח גורם ליקום להתפשט במהירות הולכת וגדלה? עדיין אין לנו מושג. אבל כבר המצאנו לתופעה המוזרה הזו שם! אנרגיה אפלה. יש סוג של אנרגיה שאנחנו עדיין לא מכירים שגורם למרחב זמן שלנו להאיץ את התפשטותו. חידת האנרגיה האפלה היא אחת השאלות החשובות שישנן כיום. מה הקשר לקבוע הקוסמולוגי של אינשטיין אתן שואלות? הקבוע שלו היה אמור להתנגד למשיכה שיש ביקום בין כל הכוכבים כדי שהיקום לא יקרוס לתוך עצמו וכך היקום ישמר במצב קבוע ויציב. אומנם היקום אינו יציב, אך כעת מבינים שהקבוע הקוסמולוגי יכול להסביר את ההתפשטות המואצת של היקום. מעין כוח דחיה קוסמולוגי כל כך גדול עד שהוא יוצר התפשטות מואצת. אין לנו מושג עדיין מהו אותו קבוע קוסמולוגי, אך מסתבר שכשאתה גאון אפילו הטעויות שלך כנראה נכונות.. הניסוי הראשון שאישר שאכן היה מפץ גדול הגיע רק בשנות השישים, לאחר שאלברט אינשטיין כבר נפטר. שני מהנדסים, רוברט וילסון וארנו פנזיאס, בכלל עשו ניסויים בתקשורת מטעם חברת בל. הם לא ידעו דבר על תיאוריית המפץ הגדול. אך בעת הניסויים כאשר הם כיוונו את האנטנות שלהם מעלה הם קלטו רעש רקע בתדירות קבועה. לא משנה לאיזה כיוון הם ניסו למדוד את השמים תמיד היה אותו רעש רקע באותה התדירות בדיוק, תדירות של 160.2 ג'יגה הרץ. זוהי תדירות מיקרו, כמו גלי מכשיר המיקרוגל במטבח והיא מתאימה לטמפרטורה מאד נמוכה של 270- מעלות צלזיוס שהם 2.7 מעלות מעל לאפס המוחלט (במכשיר המיקרוגל הגלים נעים מצד לצד, מזיזים את מולקולות המים באוכל מצד לצד גם כן וכך גורמות לחימום של המים). הם גילו במקרה את קרינת הרקע הקוסמית. אלו הם גלי אור (בתדירות נמוכה שאנחנו לא מסוגלים לראות) והם שאריות מהמפץ הגדול. הערת הכותב: בחודש יוני הקרוב מתכנן ניר להב להרצאות על נושא זה במסגרת הסדרה שאני מעביר בסינמטקים ברחבי הארץ, סדרת המדע וחקר המציאות (בחודש אפריל ההרצאה תהיה במוצאי יום השואה בנושא האם יצר האדם רע מנעוריו?) אנא עקבו אחרי פרסומי הבלוג חופשי ומאושר.   עוד בנושא באתר הידען: - [עדות ישירה ראשונה לקיומם של גלי כבידה שגרמו ליקום להתנפח מיד לאחר המפץ הגדול - ראיון עם פרופ' אבי לייב מאוניברסיטת הארווארד, מנהל המחלקה של החוקר הראשי שביצע את הניסוי](https://www.hayadan.org.il/gravity-wave-new-results-provide-direct-evidence-for-cosmic-inflation-1703147/) - [קיבלנו מסר חשוב משבריר השניה שלאחר המפץ הגדול -  ראיון עם פרופ' מרק קמיונקובסקי שהגה את הניסוי](https://www.hayadan.org.il/marc-kamionkowski-interview-on-inlation-0104143/) - [כיצד פועל הטלסקופ בקוטב הדרומי שגילה את גלי הכבידה שנוצרו במפץ הגדול?](https://www.hayadan.org.il/nasa-technology-views-birth-of-the-universe-1803146/) - [מהם גלי כבידה?](https://www.hayadan.org.il/gravitational-wave-1501081/) - [אוזן קשבת להדי המפץ הגדול](https://www.hayadan.org.il/listening-to-the-big-bang-1903143/)