"מפץ קטן" גורם להתהוות מערכת השמש

חזית ההלם פגעה בענן קדם-שמשי עם המאסה של השמש שלנו, המכיל אבק, מים, פחמן חד-חמצני, ומימן מולקולרי, והטמפרטורה הגיעה אפילו לגובה של 1000 מעלות קלווין (726 מעלות צלסיוס). לאחר התקררותו קרס הענן וכך נוצרה מערכת השמש

הדגמת מודל יצירת מערכת השמש בעקבות גל הלם מסופרנובה והתקררות מהירה לאחר מכן
הדגמת מודל יצירת מערכת השמש בעקבות גל הלם מסופרנובה והתקררות מהירה לאחר מכן

במשך מספר עשורים מדענים חשבו שמערכת השמש נוצרה כתוצאה מגל הלם של פיצוץ כוכב- סופרנובה- שגרם לקריסת ענן גז צפוף שהתכווץ לכדי יצירת השמש והפלנטות. אך מודלים מדויקים של תהליך ההיווצרות הזה פועלים רק תחת הנחת היסוד שהטמפרטורה במהלך האירוע האלים נשארה קבועה.

כעת, אסטרופיזיקאים במכון קרנגי, מחלקה לחקר מגנטיות בחלל הראו לראשונה שסופרנובה בהחלט יכלה לגרום להיווצרות מערכת השמש תחת הנחת היסוד היותר ריאלית של חימום וקירור מהירים.

התוצאות, שפורסמו בכתב העת Astrophysical Journal באוקטובר, פתרו את המחלוקת הגדולה.

"מאז שנות ה-70, יש לנו עדות כימית ממטאוריטים שמצביעה לכיוון הרעיון שסופרנובה גרמה להיווצרות מערכת השמש ", מציין אלאן בוס, ממובילי המחקר בקרנגי. "אך השטן נמצא בפרטים הקטנים. עד כה, מדענים לא יכלו להציע תרחיש הגיוני, שבו הקריסה יוצרת את המערכת בו בזמן שנוצרים איזוטופים חדשים מהסופרנובה ומושלכים לתוך ענן הקריסה."

איזוטופים רדיואקטיבים בעלי תוחלת חיים קצרה – ורסיות של אלמנטים שלהם אותו מספר פרוטונים, אך מספר נויטרונים שונה – שנמצאו במטאוריטים עתיקים דועכים בתהליך שאורך מיליוני שנים והופכים לאלמנטים אחרים (המכונים גם אלמנטי בנות). מציאת אלמנטי בנות במטאוריטים פרימיטיביים רומז שהאיזוטופים ההורים קצרי-התוחלת נוצרו רק כמיליון שנה לפני שהמטאורים עצמם נוצרו. "אחד מהאיזוטופים ההורים, ברזל-60, יכול להיווצר בכמויות גדולות רק בכורי ההיתוך הגרעיניים העוצמתיים שבתוך כוכבים מסיביים או מפותחים," הסביר בוס. "ברזל-60 דועך לניקל-60, וניקל-60 נמצא במטאורים פרימיטיבים. כך שאנו יודעים היכן ומתי האיזוטופ ההורה נוצר, אך לא איך הגיע לכאן."

מודלים קודמים על ידי בוס ועמית לשעבר מהמחלקה למגנטיות ע"ש פרודנס פוסטר, הראו שהאיזוטופ היה יכול להשתקע לתוך הענן הקדם-שמשי אם גל הלם מפיצוץ סופרנובה האט ל 10 עד 40 קילומטרים לשניה, ולענן ולגל הייתה טמפרטורה קבועה של כ -263 מעלות צלסיוס (10 מעלות מעל האפס המוחלט). "המודלים האלה לא עבדו אם החומר חומם על ידי דחיסה או קורר על ידי קרינה, והבעיה הזו השאירה תהיות רציניות בקהילה לגבי האפשרות שהלם סופרנובה החל את האירועים האלו לפני ארבע מיליון שנה," העיר הארי ואנהלה, שמצא את התוצאה השלילית במחקר הדוקטורט שלו במרכז הרברד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה ב 1997.

בשימוש בתוכנת הידרודינאמיקה מסתגלת, FLASH 2.5, המיועדת להתמודד עם חזיתות גלי הלם, כמו גם חוק קירור משופר, חוקרי קרנגי שקלו מספר תרחישים. בכל המודלים, חזית ההלם פגעה בענן קדם-שמשי עם המאסה של השמש שלנו, המכיל אבק, מים, פחמן חד-חמצני, ומימן מולקולרי, והטמפרטורה הגיעה אפילו לגובה של 1000 קלווין (726 מעלות צלסיוס). בהעדר קירור, הענן לא קרס. אך עם חוק הקירור המשופר, הם מצאו שאחרי 100,000 שנה הענן הקדם-שמשי היה פי אלף יותר צפוף, וכן שחום מחזית ההלם אבד במהירות, כך שנותרה רק שכבה דקה עם טמפרטורות הקרובות ל 1000 קלווין (726 מעלות צלסיוס). אחרי 160,000 שנה, מרכז הענן קרס לפי מיליון יותר צפוף, ויצר את השמש הקדומה. החוקרים מצאו שהאיזוטופים מחזית גל ההלם התערבבו בתוך השמש הקדומה בצורה העולה בקנה אחד עם מקורם בסופרנובה.

"זו הפעם הראשונה שיצרו מודל מדויק עבור תרחיש של סופרנובה הגורמת להיווצרות מערכת השמש", אומר בוס. "התחלנו במפץ קטן, 9 מיליארד שנים אחרי המפץ הגדול."

מחקר זה נתמך בחלקו ע"י מטה המחקר של מערכת השמש וגיאולוגיה פלנטרית ותכניות גיאופיזיקליות של נאס"א וכן בחלקו ע"י המכון האסטרוביולוגי של נאס"א.

לידיעה באתר מכון קרנגי

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

23 תגובות

  1. היגס:
    הריני להזכירך שאין הוכחות במדע – יש רק הפרכות.
    אי התכנסות מצביע על שגיאה.
    זו מטרת הניסוי.
    אמור לי מה מטרת הצעתך שלא לעשות כאלה ניסויים?

  2. מיכאל
    ההתכנסות תצביע על פתרון המערכת אבל מי יצביע על כך שהמערכת משקפת את המציאות הפיסקאלית.

  3. היגס:
    אני חוזר ואומר. כאן לא מדובר במשהו שדומה להשערת רימן ולא בשום דבר הדומה לכך.
    כאן מדובר במערכת של משוואות דיפרנציאליות המהוות את התיאוריה, בתנאי שפה המתארים את ההנחות לגבי המצב בטרם הווצרות מערכת השמש ובסימולציה המחלקת את הזמן למקטעים קצרים ככל שכוח החישוב מתיר ועוקבת אחרי התנועה המקורבת (על פי המשוואות) של רכיביה השונים של המערכת.
    זה מתכנס לתוצאה הרצויה אם ורק אם חוקי הטבע הידועים אכן מובילים את המערכת ממצב הפתיחה למצב הסיום הרצוי בפרק הזמן (המסומלץ) הרצוי (זה שעמד לרשות התהליך במציאות).
    ברגע שאין התכנסות מסוג זה אפשר להסיקר בוודאות ש:
    או שתנאי הפתיחה המשוערים שגויים
    או שחוקי הטבע ש"הופעלו" שגויים

    במילים אחרות – מדובר כאן בניסוי לבחינתן של תיאוריות בדיוק לפי מיטב המסורת המדעית.

  4. מיכאל
    לא חולק בשום אופן על יכולת מיקצועית של מהנדסי התוכנה בטוח שהחבר'ה מוכשרים.
    אולם לגבי סימולציה מהסוג הזה אביא דוגמא מהתחום המתמטי.
    תאר לך לעשות סימולציה לשיכון מדוייק של המספרים הראשוניים או להשערת רימן.
    כל עוד אינך מכיר את מנגנון החוקיות על בוריו התוצאה יכולה להיות כל דבר.
    כמובן שמן הצד השני אתה יכול להתחיל לחשב וכבר עשו את זה אבל אני מתכוון שהסימולציה יודעת ללכת לתחום האין סוף אבל הרי אין כרגע פיתרון חישובי ישיר לשם.

  5. היגס
    אני מבין שבמערכות מוכרות כמו טייס ומזג אויר אפשר לתקן את הסימולציה עד שתתנהג כמו במציאות.
    אבל גם מערכת השמש היא תוצאה ידועה, מישהו ביצע את הניסוי ואם אנו לא מקבלים אותה בסיום ההדמיה זה אומר שמשהו במשתנים שגוי. משהו כמו רוורס אינג'ינירינג של הטבע אבל במחשב. אחרי שיש את קוד המקור אנו מנסים להריץ אותה ולראות אם נקבל אותם תוצאות.
    זה לא שאנחנו מנסים לעשות הדמיה של המאיץ בצרן שם אנו באמת לא יודעים מה התוצאה וכל הדמיה יכולה להיות מתאימה למשאלות הלב של החוקרים. שם צריך לעשות את הניסוי האמיתי.

  6. היגס:
    ואני מבטיח לך שיש להם מספיק תוכניתנים מספיק מוכשרים ועם מספיק נסיון והתיאוריה שלך פשוט כושלת במבחן הניסוי.

  7. מיכאל
    מהכרותי רבת השנים את התחום ידוע לי כמה קל לנווט את התוצאה הרצויה של סימולציות מעין אלו. ישנם הרבה חבר'ה שיושבים במכוני מחקר מקבלים משכורת יפה כותבים תוכנות מעין אלו ומאמרים נחמדים וכולם מרוצים. זה נחמד מאד ואני מפרגן שירבו כאלו. אבל האם סימולציות הן מדע. לדעתי לא כי אלו סימולציות שאין אפשרות לבדוק את הביטוי הפיסי שהן נועדו לייצג. מה שאין כן כשמדובר במטוס או במזג האויר.
    אין לי שום דבר נגד חוקרים מעין אלו מפרגן להם בהחלט בסך הכל ניסיתי לשתף מנסיוני המועט במערכות תוכנה מעין אלו. אם נפגעת אישית מכך אני מתנצל.
    אני עדיין מאמין שאי אפשר לעסוק בכל מקצוע מדעי רק באמצעות הדמייה מבלי אפשרות לבדוק את הדבר עצמו בניסיון של ממש.

  8. היגס:
    ברצינות?
    אתה רוצה לומר לי שלא היה להם כל השנים תכניתן טוב שיגרום לכך שתצא התוצאה הרצויה?
    סלח לי אבל זה נראה לי לא רציני.
    מערכות מסוג זה משמשות היום גם לחיזוי האקלים והן עושות זאת לא רע.
    כמות הפרמטרים שאפשר לשחק בהם אינה כה גדולה ולא כל "משחק" הוא חוקי.
    אגב – אין לי כל מושג מה אתה מנסה להשיג בדבריך.
    האם אתה רוצה שלא יחקרו את הנושא רק בגלל שאין לנו יכולת ליצור מערכת שמש במעבדה? או שמא כל כוונתך היא לומר שכולם לא רציניים ורק אתה כן?

  9. לכולם
    לפני שעה חזרתי מיום עבודה עמוס. אני מבין שקרנג'י הול חיפשו אותי. תגידו להם שאני כבר בבית.
    חוץ מזה היה יום מעייף עם טלפונים מעניינים אפילו, לא תאמינו, אבי בליזובסקי מנהל אתרינו החמוד התקשר אלי. הזהרתי אותו על המאמר שאני עומד לכתוב והוא ניכנס לכוננות.
    אחרי קפה אתחיל להגיב
    ביי בינתיים
    סבדרמיש יהודה

  10. נקודה
    מצטער אם התבטאתי בסגנון חופשי. תכל'ס תוכניתן טוב בעל נסיון וידע מתמטי מספיק יכול לכתוב תוכנת סימולציה שתציג בצורה מאד גרפית כל תיאוריה שתעלה על דעתו.
    ואיש לא יתווכח עם התוצאה או יבדוק את נכונות הסימולציה כי גם אין דרך מעשית לעשות את זה בנתונים מסוג זה. בניית תוכנת סימולציה למטוס מדגם מסויים ובדיקת תקינותה עשויה לעלות במספר רב של שנות אדם. ואילו כאן מדובר בספקולציה שמוצגת באמצעות הרצת הקוד המורכב הזה שמייצג תהליכי מקו ומיקרו בקנה מידה קוסמי. אין מספיק שנות אדם לוודא תקינות של דבר כזה. אין ספק שהבחור שכתב את האלגוריתמים ויישם אותם הוא מהנדס תוכנה טוב אבל זו אינה עבודה מדעית יותר מאשר לכתוב משחק מחשב חדש.
    ולטעמי מדע הוא כל העלאת ספקולציה זו או אחרת וניסיון לאמתה או לסתרה ובעיר להרחיב את נקודת המבט הראשונית.

  11. תא אפור רציני.
    הבעיה היא שבכל ההתארגנויות למינם יש יותר מידי אינטריגות ובזבוז כוחות,פחות מידי
    אמת.
    אבל,כמובן כתא אפור,צוחק,עצוב,מצוורח,גאון,סנסטורי..וכו .
    הבחירה הפנימית בידך..לעת מצוא.

    הוגין.

  12. היגס, יש טווח רחב בין אמת לעבודה בעיניים.
    סימולציות חייבות להניח הנחות מסוימות. בדמות פרמטרים והפעולות עליהן. וזה נקרא המודל. אף אחד לא טען אחרת. אתה סתם שולל.

    ועוד, מה זה : "מה שאתה ומגיבים אחרים מייצרים כאן הוא מדע"? מי בכלל מייצר פה מדע? זה שוטה וזה אידיוט. איזה מדע מיוצר כאן בכלל?

  13. מה שמשתמע מהכתבה, הוא כאילו מנגנון היצירה של השמש הוא יחודי ושונה ממנגנוני יצירה של כוכבים דמויי שמש (סידרה ראשית) אחרים.
    או שמה המודל הוא כללי לגבי כל הכוכבים דמויי
    שמש ורק הניסוח מתייחס ספציפית לשמש "שלנו"
    בכדי אולי להיות אטרקטיבי יותר. אם כך הדבר
    אזי איך מסביר המודל החדש את יצירת הככבים
    הקדומים, לפני היווצרות הסופרנובות הראשונות ?

  14. מיכאל
    המדובר בתוכנה עם אלפי פרמטרים ומליוני משתנים. תהליך החישוב הדינמי הזה כה קל להטייה מספיק שפרפר נתקע למישהו בשערות כשזה מתבצע כדי להטות את התוצאות.
    דבר עם אנשים שכתבו תוכנות כאלו.
    זה לא מדע אלא משחק גרפי. באותה מידה המחשב יכול להפיק מוסיקה ושירה אבל לא ידע לעולם לעשות קפה עפ"י טעמך אם תאמר להוסיף קצת סוכר והרבה חלב.

  15. מיכאל – יפה דיברת !
    המגיבים הנכבדים שכאן,כולל אני, לא היינו מתקבלים לכל מקום עבודה מדעי בנושא הספציפי – לא בארץ ולא בעולם – שלא לדבר על פרסום בעיתונים מכובדים.
    ועדיף ליהודה שידבק בפנסיה שלו – שלא תתמוסס במכשירים הכלכליים של היום…
    אבל הוא יכול לתת הרצאות מדעיות נחמדות במסגרת "תרבות לעם" – ובאמת שאיני מתלוצץ או מנסה להעליב.
    והוגין וכו' : את פרס אי.גי. נובל לשנה זו החמצת – יש עוד סכוי לשנה הבאה,אבל לא במדעים. בפילוסופיה !!!
    בקיצור : כמה קל לתקתק ביקורת על מדעני אמת ועבודות מדעיות המתפרסמות בעיתונים חשובים וברובן מבוקרות לא רע…
    ואם שמתם לב הרי שאני עצמי עוסק לרוב בתגובותי באנשים וכמעט שלא בנושאים. מצטער – ואני מודה : אין לי,לצערי,ידע והשכלה מספיקים בנושאי הפיסיקה והחלל.
    אבל אנשים אני מכיר היטב ..

  16. הוגין:
    אם כך – אז כך וכך…
    אבל לא כך ולכן גם לא נכון להסיק שכך וכך.
    אם יהודה היה יכול לקבל משכורת על ה"מדע" שלו, מצבו הכלכלי היה טוב יותר.
    הוא בעצמו היה קופץ על המציאה.
    זה שאינו עובד במכון קרנגי אינו תוצאה של יד המקרה ולא של כישוף שלי.

  17. היגס:
    הגזמת.
    אפילו במאמר הזה קל לראות שהאשמותיך הן האשמות שווא.
    הרי המודלים לא נתנו עד לאחרונה את מה שמפתחיהם רצו ואנשים לא ראו בזה הוכחה לטענתם אלא הוכחה לבעייתיות – או בטענה או במודל.
    המודלים האלה אינם נוצרים בחלל הריק (למרות שהם עוסקים באירועים שבתוכו). הם מיישמים בתוכם את ההתנהגות בקנה מידה קטן כפי שנלמדה ונחקרה לפרטי פרטים. לא סתם נחוצים מחשבי על לביצוע הסימולציות הללו.
    הגזמה נוספת היא כמובן לכנות את מה שיהודה עושה באתר בשם "מדע".
    האם להפריח באוויר תיאוריות שהופרכו זה מכבר ולדבוק בהן כנגד כל ההוכחות ובלהט שיכולה להעניק רק דת זה מדע?
    האם לפסול תיאוריות אחרות שהאישושים להן רבים, בהבל פה וללא בדל הוכחה ניסויית או נימוק הגיוני זה מדע?
    בכלל – עבודה מדעית כמעט שאיננה מתרחשת כאן באתר.
    רוב מה שקורה כאן הן תגובות על עבודת המדענים.
    חלק מן התגובות מלומדות יותר וחלקן פחות אבל רק קומץ מזערי מתוכן יכול להתהדר בתואר "מדע" וגם זה – בעירבון מוגבל, כיוון שמדובר רק בתיאוריה ולא בניסוי.

  18. סבדרמיש יהודה
    מה שאתה ומגיבים אחרים מייצרים כאן הוא מדע לפחות בקנה מידה של מכון קרנגי וסוג ה"מדענים" העומדים מאחורי "תאוריות" כגון המאמר הנכחי. ההבדל היחיד שאיש לא משלם לך משכורת על זה. אולם אם תתחיל לקבל ממכון מסוג זה משכורת תהיה בטוח שלא יתייחסו יותר בזילזול לתיאוריות שלך וגם יתרגמו אותן לשפות אחרות.

  19. אני חושב שהכותרת "מפץ קטן" שבאה לתאר התפוצצות סופר נובה, היא מטעה! סופר נובה זאת התפוצצות, ומהלכה שונה לחלוטין ממפץ גדול מוקטן.

    זה סתם לתפוס כותרת שאין מאחריה כלום. מערכת השמש לא נוצרה ממפץ קטן. נקודה.
    חתימה טובה
    סבדרמיש יהודה

  20. נקודה
    מי שבתחום יודע, אני מניח שלא כתבת אי פעם תוכנות סימולציה עבור מחשבים מהירים
    סליחה על ההשוואה החופשית מידי הכוונה לכל תאוריה שיוצרת תמונה המתאימה לאמונה הפרטית של מישהו.
    זוהי פסיכולוגיה לא פיסיקה. בדוק כיצד מתנהלים ניסויים פסיכולוגיים על מנת לאשש כיוון זה אחר עבור סטודנטים כמו עבור בעלי מיקצוע המטרה מקדשת את האמצעים.
    התוכניות על חוקיהן נכתבות ומנותחות באופן הטוב ביותר מבחינת התוצאות שיתאימו למצג שנקבע מראש.

  21. היגס,
    מה הקשר? הסימולציות מניחות מצבים מפושטים מסוימים.

    ומה זה "תיאוריות על בריאתנות", אין שום תאוריה כזו.

  22. תוכנות הסימולציה הללו כמו תוכנות סימולציה פסיכולוגיות מגשימות את השקפות העולם והאמונות של יוצריהם. הרי איש באמת לא בדק את אמינותם בתנאים מבוקרים.
    לכן התיאוריות שיוצאות לכאורה מהסימולציות הללו רעועות לא פחות מתיאוריות על בריאתנות. אלו אינם הוכחה לכלום.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן