מדענים שמחפשים חומר אפל, צפו בדעיכה האטומית הנדירה ביותר שנמדדה עד כה

המדענים השותפים בפרויקט XENON1T הצליחו למדוד, לראשונה ובאופן ישיר, את זמן מחצית החיים הארוך ביותר שנרשם אי-פעם בגלאי חלקיקים

ליבו של הגלאי בניסוי XENON1T. טבעות הנחושת מעצבות את השדה החשמלי המשמש להסעת האלקטרונים
ליבו של הגלאי בניסוי XENON1T. טבעות הנחושת מעצבות את השדה החשמלי המשמש להסעת האלקטרונים

ליבו של הגלאי בניסוי XENON1T. טבעות הנחושת מעצבות את השדה החשמלי המשמש להסעת האלקטרונים

היקום הוא כבן 14 מיליארד שנה. משך זמן ארוך מאוד במונחים שלנו, אך הרף עין בהשוואה לתהליכים פיסיקליים מסוימים. למשל, קיימים גרעינים של אטומים רדיואקטיביים שמשך הדעיכה שלהם ארוך בהרבה. צוות מדענים בין-לאומי הצליח באחרונה למדוד באופן ישיר את זמן מחצית החיים הארוך ביותר שנרשם אי פעם בגלאי חלקיקים. באמצעות הגלאי XENON1T, אשר נועד בעיקר לזיהוי חומר אפל, הצליחו המדענים לראשונה לצפות בדעיכה של אטומי קסנון 124. מחצית החיים של חומר רדיואקטיבי היא משך הזמן שלאחריו מחצית מהאטומים הרדיואקטיביים שהיו בדגימה, פלטו את הקרינה שלהם – ודעכו. מחצית החיים שנמדדה לקסנון 124 ארוכה פי כטריליון מגיל היקום. עובדה זו הופכת את הדעיכה הרדיואקטיבית שנצפתה, של קסנון 124, לתהליך הנדיר ביותר שהתרחשותו נצפתה אי פעם בגלאי כלשהו. התוצאה החדשה מספקת מידע למחקר נוסף על אודות חלקיקי ניטרינו, הקלים ביותר מבין החלקיקים היסודיים שאופיים טרם הובן במלואו. XENON1T הוא פרויקט ניסיוני משותף לכ-160 מדענים ממדינות רבות. תוצאות המדידה פורסמו בכתב-העת המדעי Nature.

מחפשים חומר אפל

אחת המעבדות שבהן עוסקים כיום מדענים בחיפוש אחר חלקיקי חומר אפל, ממוקמת כ-1,500 מטר מתחת להרי גראן סאסו שבאיטליה, מוגנת היטב מקרינה רדיואקטיבית שעלולה לייצר אותות שווא. חישובים תיאורטיים מנבאים שחומר אפל, לעתים נדירות ביותר, "מתנגש" עם אטומי הגלאי. זוהי הנחת היסוד לעיקרון העבודה של גלאי XENON1T: חלקו המרכזי מורכב ממכל גלילי באורך כמטר הממולא ב-3,200 ק"ג של קסנון נוזלי בטמפרטורה של מינוס 95 מעלות צלזיוס. ההנחה היא שאם חלקיק של חומר אפל יתנגש באטום של קסנון, הוא יעביר אנרגיה לגרעין האטום, שכתוצאה מכך "יעורר" אטומי קסנון נוספים. אם וכאשר זה יקרה, ייפלטו מאיזור המגע אותות חלשים של אור אולטרה-סגול, שייקלטו בגלאי.

את הקבוצה ממכון ויצמן למדע, המשתתפת בניסוי, מוביל ד"ר רני בודניק, ואיתו מדעני הסגל ד"ר הגר לנדסמן וד"ר לורן לוינסון, תלמיד המחקר גרא קולטמן והחוקר הבתר-דוקטוריאלי האנג קיו יחד עם תלמידי המחקר (בעבר) ד"ר רן אתי וד"ר נדב פריאל והחוקר הבתר-דוקטוריאלי אלסנדרו מנפרדיני.

המחקר החדש מראה כי גלאי XENON1T מסוגל גם למדוד תופעות פיסיקליות נדירות אחרות, כמו "לכידת אלקטרונים כפולה". גרעין של אטום מורכב בדרך כלל מפרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי, וניטרונים ניטרליים. את הגרעין מקיפות מעין "קליפות" שבהן נעים אלקטרונים בעלי מטען חשמלי שלילי. בקסנון 124, למשל, יש 54 פרוטונים ו-70 ניטרונים. בתהליך הקרוי "לכידת אלקטרונים כפולה", שני פרוטונים בגרעין "לוכדים" באותה עת שני אלקטרונים מהקליפה האטומית הפנימית ביותר. כתוצאה מכך הם הופכים לשני נויטרונים, ופולטים שני חלקיקי ניטרינו. יתר האלקטרונים באטום מתארגנים מחדש כדי למלא את שני ה"חורים" או ה"חוסרים" שנוצרו בקליפה הפנימית ביותר. האנרגיה המשתחררת בתהליך זה נישאת באמצעות קרני X ("רנטגן") ואלקטרוני אוז’ה (Auger). עם זאת, קשה מאוד לזהות את האותות האלה, מכיוון שלכידת אלקטרונים כפולה היא תהליך נדיר מאוד הממוסך על-ידי אותות רדיואקטיביים "רגילים".

המדידה

במדידה המתוארת, קרינת ה-X מלכידת האלקטרונים הכפולה בקסנון הנוזלי הפיקה אור ראשוני וכן אלקטרונים חופשיים. האלקטרונים הוסעו לחלקו העליון, הממולא גז, של הגלאי, שבו הם יצרו אות אור נוסף. הפרש הזמנים בין שני האותות תואם לזמן שנדרש לאלקטרונים להגיע לחלקו העליון של הגלאי. המדענים השתמשו במרווח זמן זה ובמידע שמקורו בחיישנים שמודדים את האותות, וכך הצליחו לשחזר את מיקום לכידת האלקטרונים הכפולה. האנרגיה המשתחררת בדעיכה נגזרה מעוצמת שני האותות. כל האותות של הגלאי תועדו לאורך יותר משנה. הודות להבנה מפורטת של כל המקורות הרלוונטיים של אותות הרקע, התברר כי כ-126 אירועים שנצפו בנתונים אכן נגרמו על-ידי לכידת אלקטרונים כפולה של קסנון 124.

המדידה הנוכחית תאפשר להבין טוב יותר את מבנה הגרעין, והבנה זו עשויה לסייע בחיפוש 'פיסיקה חדשה'. המדידה מדגימה את היכולות המרשימות של הגלאים האלה, ואת העובדה שבחיפוש אחר החומר האפל אנחנו עשויים לפתור תעלומות אחרות"

ד"ר רני בודניק אומר: "אמנם הפיסיקה ששולטת בהתפרקות הנדירה הזאת היא חלק מן המודל הסטנדרטי, אבל איננו יכולים לחשב את ההסתברות להתחוללות התהליך הזה, בשל מורכבות הפיסיקה של הגרעין. המדידה הנוכחית תאפשר להבין טוב יותר את מבנה הגרעין, והבנה זו עשויה לסייע בחיפוש 'פיסיקה חדשה', שאולי תגלה את המנגנון שמעניק מאסה קטנה לחלקיקי הניטרינו החמקמקים. המדידה מדגימה את היכולות המרשימות של הגלאים האלה, ואת העובדה שבחיפוש אחר החומר האפל אנחנו עשויים לפתור תעלומות אחרות".

ניסוי XENON1T אסף נתונים משנת 2016 ועד סוף פעילותו בדצמבר 2018. כעת מכינים המדענים את השלב הבא – XENONnT, אשר יכלול גלאי בעל מאסה פעילה גדולה פי שלושה, עם הפחתה משמעותית ברעש הרקע, דבר שיגביר במידה רבה את רגישות הגלאי.

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

48 תגובות

  1. רפאל

    בכל נקודה ביקום אם ברשותך ציוד מדידה מדוייק מספיק, תוכל לדעת מהו גיל היקום המדוייק עיי שימוש בנוסחאת פרידמן המופיעה בלינק:
    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/expand.html#c3

    הנוסחה קושרת בין טמפרטורת קרינת הרקע ומס השניות שחלפו מאז המפץ הגדול.

    לכן תוכל לדוגמה לסנכרן התקפה סימולטנית על פלנטה מרוחקת באמצעות ספינות חלל שנעו במסלולים שונים ותאוצות שונות ולכן שעוניהן יצאו מסינכרון. גם התאום המטייל מהפרדוקס לא יוכל לטעון יותר שזמנו קביל כמו זמן התאום שנשאר הנח יחסית לקרינה.

    אם יש לדוגמה 100 תאומים וכולם נעים במהירויות שונות אך נפגשים בשבת אצל אימא לחמין, שעונו של כל תאום יראה זמן שונה משל אחיו, אך שעונה של אימא יראה את הזמן המאוחר ביותר ואף פעם לא מוקדם יותר מאף שעון אחר. זו גם התשובה לטוענים שזמן קרינת הרקע אינו יחודי – הוא כן מכיוון ששעון תקין המראה זמן גבוה משלו התחיל לטקטק עוד לפני המפץ הגדול שברא את אותו שעון..

  2. הגדרה טבעית לזמן יכולה להיות צפיפות היקום, מס׳ פוטונים ליחידת נפח לדוגמה.

    זה מתיישב יפה עם ההנחה שהמפץ הגדול ברא גם את הזמן שלא היה קיים לפניו (הוקינג) ומסביר את אי הפיכות האנטרופיה: גלגל מסתובב בחלל ריק חוזר לכאורה לאותו המצב אחרי כל סיבוב ונראה שלא נשתנה כלום בין שני סיבובים עוקבים. בפועל הוא חזר ליקום צפוף פחות, ואין אפשרות להחזיר את הגלגל אחורה, תרתי משמע. האנטרופיה תמיד גדלה.

    מכייוון שמספר החלקיקים ליחידת נפח – פוטונים לדוגמה – חייב להיות מספר שלם, למרות שמספרם הכולל יכול להיות אינסופי, קיבלנו יקום שהוא קוואנטי בהכרח.

    שעון או כל מנגנון אחר שמודד זמן, נע קדימה ולא אחורה כי הלחץ הולך ופוחת ולא הולך וגדל עם כל פעימה (סיבוב במקרה של שעון יד לדוגמה).

    אם נעבור על מאמר היחסות המקורי של איינשטיין:
    https://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/

    נראה שאפשר להחליף את הזמן היחסי של איינשטיין בזמן מוחלט על פי ההגדרה למעלה. הזמן המוחלט הזה הוא גם הזמן שנמדוד לקרינת הרקע, דהיינו הזמן שחלף מאז המפץ.

    ולכן כשנגיע לחלק ממנו מסיקים את התארכות הזמנים והתקצרות האורך:
    § 2. On the Relativity of Lengths and Times

    נראה שהיא נובעת מההנחה שלקרן אור – או לפוטון בודד – יש מיקום מוחלט ברגע מסויים, דבר שאיינשטיין האמין בו כל חייו אך עומד בסתירה לעיקרון אי הוודאות.

  3. "אם אתה טוען שתורת היחסות אינה נכונה – אז, או שלפחות אחת ההנחות שגויה, או שאייינשטיין טעה בפיתוח המתטמי. אין לנו שום סיבה לחשוב שההנחות שגויות…"

    אף הנחה אינה שגויה והפיתוח המתמטי נכון, ולמרות זאת זו לא התאוריה היחידה שניתן לפתח מתוך שני הפוסטולטים של היחסות.

    בבסיס פוסטולט 2 יש בעיה – הוא מניח שפוטון נמצא במקום וזמן מוגדרים ושיש לו תנע מוגדר. הנחה סבירה ב1905, אך מתנגשת עם עיקרון אי הוודאות המאוחר יותר. מכאן נובעת דחייתו של איינשטיין את מכניקת הקוואנטים, וההתנגשות המתמדת שלו איתה ומייצגיה. הוא כזכור לא קיבל את עיקרון אי הוודאות.

    אולם ניתן לפתח תאוריה שמקבלת את שני הפוסטולטים שהוכחו בניסוי, אך מסקנותיה שונות מאילו של היחסות אך מסתדרות מצויין עם קוואנטים.

    ואין זאת אומרת שהיחסות שגויה – היא מקרה פרטי של תאוריה גדולה יותר שכוללת אי לוקליות, כמו שתאוריית ניוטון היא מקרה פרטי של היחסות.

    ואנו – אנה אנו באים?

  4. ישראל
    אנחנו לא יודעים להסביר מה קורה בשזירה. איינשטיין חשב שזה סותר משהו ביחסות. זה כנראה לא נכון.
    תורת היחסות לא פוסלת שזירה, כל עוד אין פגיעה בקוזליות. תורת היחסות הפרטית היא לא תיאוריה – היא תוצאה של 2 הנחות. ההנחות תואמות לתצפיות, וגם לחיזויים של תורת היחסות.
    אם אתה טוען שתורת היחסות אינה נכונה – אז, או שלפחות אחת ההנחות שגויה, או שאייינשטיין טעה בפיתוח המתטמי. אין לנו שום סיבה לחשוב שההנחות שגויות…

  5. אני איתך ניס, זורם..

    אבל איינשטיין, הוא זה שהציג את הבעיה במאמר אפ״ר, אז אם היא לא קיימת כדבריך מדוע המאסטרו מסבך עניינים ללא צורך?

    בוא נראה מה הבעיה:

    יש לנו שני מטבעות שמוטלים בחדרים שונים. ללא התערבות חיצונית, הסיכוי שב1000 הטלות רצופות תהיה ביניהם קורלציה של 100% היא 1000^2.

    אנחנו יכולים להשיג את אותה קורלציה בדרכים שונות:

    1. בכל חדר יש אדם שצועק על מה נפל המטבע. מהירות התקשורת היא מהירות הקול.

    2. בכל חדר יש מכשיר רדיו שמחובר לחיישן ומערכת מכנית שמסדרת את המטבע בקורלציה עם השני. מהירות התקשורת היא מהירות האור.

    3. אותו כנ״ל אך עם יוני דואר במקום רדיו. מהירות התקשורת היא מהירות התור.

    4. אותו כנ״ל אך עם חלקיקים שזורים. מהירות התקשורת אינסופית.

    אנו רואים אפוא שתקשורת חייבת להתקיים כדי לקבל 100% קורלציה – אם לדוגמה הבטריות יגמרו במכשירי הרדיו אז הקורלציה תחזור מיידית לפיפטי פיפטי – ומכאן אנו מסיקים שמה שעושים החלקיקים השזורים זה לתקשר ביניהם, כמו הרדיו והיונים.

    ובמהירות אינסופית.

    ואיינשטיין – אנא הוא בא?

  6. ישראל
    הסיבה היחידה שאני מכיר לאיסור על מעבר מידע מעל למהירות האור היא בעיית הקוזליות. מה שקורה בשזירה אינו מעבר מידע אלא קורלציה בין מדידות. זה שיש קורלציה ידוע מראש.
    זה שאי-אפשר להעביר מידע בעזרת שזירה, לא אומר שזה לא בדיוק מידע?
    שים שאני יודע מה קרה בקופסה, בלי קשר למה שבאמת קרה בתוך הקופסה, נכון? אז לא עבר מידע מתוך הקופסה אלי.

    מה הבעיה בעולמות מרובים? ברור שאנחנו לא רואים מה קורה בעולמות אחרים, למרות שאנחנו כן יודעים … 🙂
    אני מעדיף את ההסבר הזה על כל הסבר שכולל בתוכו אקראיות.

  7. אנא ערף תשאל אותו, הוא זה שכתב את מאמר אפר, לא סחבק.

    אבל אם קראת את המאמר שצירפתי, הפיזיקאים בהיכל גורסים שאי הלוקליות מהווה איום קטלני על יחסות פרטית.

    יכול להיות שסיינטיפיק אמריקן קצת נסחפו? או שאולי איינשטיין פשוט לא מבין את היחסות? אולי נשלח אותו לקרוא את איינשטיין?

    אז אתה מאמין ביקומים מרובים.. קצת קיצוני בהתחשב בכך שרובינו מביטים סביבינו ורואים רק… אחד…

    אבל שים לב שברגע שאתה מקבל תקשורת אינסטנט אתה לא צריך יותר יקומים מרובים, השפעה על העבר, השפעה על העכבר..

    ולגמרי במקרה, אם המטבע נפל על עץ בתוך הקופסא הסגורה, והוא קשור באופן מכני לחלקיק שזור, אז אתה יכול לדעת על איזה צד הוא נפל גם מחוץ לקופסא, בלי צעקות, בלי רדיו, ובלי הגבלת מהירות.

    לזה אני קורא תקשורת אינסטנט!

  8. מידע: ברצלונה – מדריד 4:1.

    מידע ידוע: ברצלונה – מדריד 4:1, וכולם שמעו את זה בחדשו.

    מידע לא ידוע: ברצלונה – מדריד 4:1, אבל אף אחד לא שמע על זה.

    מידע: המטבע נפל על עץ.

    מידע לא ידוע: הוא נפל על עץ בתוך קופסא סגורה.

    אין סתירה לקוזיליות, אך אם כפי שנאמר פה בעבר בשיטה שתיארנו קודם אי אפשר להעביר מידע, אז על פי נון קום לא עבר מידע גם בינינו, וזאת בניגוד למה שהסכמנו:

    "אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור".

  9. ישראל
    אני לא מכיר מושג של "מידע לא ידוע".
    אם עבר "משהו" בין החלקיקים, וזה לא פוגע בקוזליות, אז אין סתירה. זו נקודה שמראה שמה שעובר הוא לא "מידע", אלא משהו אחר.

  10. המידע שהעברתי לך הוא המצב עליו נפל המטבע – עץ או פלי. אין שום אפשרות להעביר אינפורמציה – תוצאות משחק כדורגל לדוגמה – באמצעות השיטה הזו, כי אינך יודע מראש על איזה צד יפול המטבע. זוהי אינפורמציה לא ידועה.

    ולמרות זאת שנינו מקבלים את מה שאתה אומר:
    "אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור".

    אז האם אין כאן סתירה לנון – קום?

    עכשיו נמדוד את החלקיקים שלנו ולפי תוצאות המדידה נסדר את המטבעות. גם כאן נקבל התאמה של 100%, וללא מגבלת מהירות האור. אז מה ההבדל חוץ מיכולת הבחירה שלך במקרה הראשון לא לצעוק? גם במקרה זה אין אפשרות להעביר מידע, אבל מידע בין החלקיקים עדיין עבר, לא?

  11. ישראל
    אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור. המצב בין החלקיקים שונה. אם מה שהיה "עובר" ביניהם היה מידע, אז אני ואתה היינו יכולים לתקשר במהירות על-אורית. העובדה שלא כך המצב מראה שמשהו שונה במקרה הזה.

    המצב הפוך – אנחנו רואים את קרינת הרקע במרחק המתאים לגיל היקום, כי הקרינה הזו נוצרה במפץ הגדול. צופה במקום אחר יראה גם את קרינת הרקע במרחק הזה – אבל הוא לא יראה את אותו קרינת הרקע שאנחנו רואים.

    כתבתי מקודם – אם זמן היה תלוי במהירות יחסית לקרינת הרקע, אז היינו צריכים לחוש בהשפעה עונתית לא זניחה.

  12. אריאל

    https://www.hayadan.org.il/quantic-threat-on-einstein-theory-060912

    זו אינה הוכחה, זו דיעה.

    שאלה אליך: אם איינשטיין אומר שאי לוקליות סותרת את היחסות ולכן אי לוקליות אינה אפשרית, ואז מתברר בניסוי שאי לוקליות קיימת – אז מה זה אומר על היחסות?

    ואם תיאוריה, תאוריית ניוטון, עומדת בכל המבחנים במשך 300 שנים, האם זה אומר שתאוריית ניוטון נכונה?

  13. ישראל,
    אשמח אם תוכיח שתורה שעומדת איתן במשך 100 שנה היא שגויה. כל הפרדוקסים למיניהם ביחסות פרטית נובעים מחוסר הבנה או מניסוח מטעה.

    יהודה,
    אחזור שוב. העוצמה של מכניקת הקוונטים היא *לא* א0. לא יודע מאיפה הבאת את זה. מצב עצמי קוונטי יכול להשתנות באופן רציף בזמן אפילו אם הוא מקבל ערכים בדידים לכאורה. כל ספר מבוא בקוונטית יסביר לך איך זה קורה.
    בנוסף אפשר לקבל את משוואת מקסוול, משוואות שמייצגות את השדה האלקטרומגנטי בכל נקודה במרחב, לפי הטענה שלך, תורת מקסוול לאל"מ היא בעלת עוצמה של א1.
    תסביר לי בבקשה למה זה לא יתכן שתורה מאחדת בין קוונטית לבין יחסות לא תיהיה קיימת.

  14. אז אתה אומר שאם אמרתי לך שהמטבע שלי נפל על עץ וסידרת את שלך בהתאם אז לא העברתי לך מידע, אפילו אם הצלחנו לסדר את המטבעות שלנו 1000 פעמים ברציפות..

    אבל עשינו משהו, לא? אחרת איך הצלחנו לסדר את המטבעות 1000 פעם בלי טעות?

    ומהו הדבר שעשינו אם לא העברת מידע בצעקות?

    בוודאי שקרינת הרקע היא מיוחדת. אתה מכיר מערכת אחרת שגילה בדיוק כגיל היקום והזמן בה זורם באותו קצב כמו ביקום ואף ניתן למדידה?

  15. ישראל
    כתבתי לך כבר, שאם קרינת הרקע הייתה מערכת יחוס מיוחדת, אז היינו צריכים לראות השפעה עונתית על ניסויים. גם ניסוי מ"מ לא מושפע מהעונות.
    ההשפעה הזו אמורה להיות לא קטנה, ובכל זאת לא נמדדת.
    מוזר, לא?
    גם בקשר למידע אני לא מסכים איתך. מידע מתאר את מידת ההתאמה בין מורכבות לעולם החיצון. במקרה של מדידה של חלקיקים שזורים, מדידה לא מעבירה מידע לפי ההגדרה הזו.

    בכלל – אני מאמין בפירוש העולמות המרובים. אני חושב שזה הסבר כל כך פשוט שהוא חייב להיות נכון. זה גם פותר את בעיית האקראיות שהציקה לי, ואת כל השטויות של צופה שמשפיעה על מדידות.

  16. "ברור שבמקרה הזה אפשר לדעת מה מצבך ביחס למערכת יחוס אחרת".

    אילו אינן רק ״מערכות יחוס אחרות״ אלא מערכות מוחלטות. בכל גוף שנמצא בשדה כבידה שעונו יטקטק בקצב איטי יותר מאשר בחוסר כבידה, ובקצב בר מדידה. ומערכת קרינת הרקע אינה עוד מערכת – היא המערכת שקצב הזמן שלה הוא השעון הקוסמולוגי, ונקודת ה0 שלה היא תחילת הזמן.

    בכלל, איני מבין את ההגנה האוטומטית הזו על היחסות. הבן אדם – איינשטיין – אומר שאין מצב שגם קוואנטים וגם יחסות נכונות. הנושא נבדק בניסוי, וקוואנטים מנצחת. אז מה אנחנו יודעים שהוא לא ידע בזמנו?

    מזכיר לי את הדיון הארוך שהיה לנו בזמנו על מטבעות. אני בחדר אחד, אתה נמצא בחדר השני, אני מטיל את המטבע שלי וצועק לך ״ניסים, המטבע נפל על עץ״ ואתה מסדר את שלך על עץ. אח״כ אתה צועק לי ״ישראל, שלי נפל על פלי״ ואני מסדר את שלי בהתאם.

    ואז בא דיון ארוך אם בצעקות שלנו העברנו אינפורמציה או לא, ומהי בכלל אינפורמציה, כאילו שביולוג שמדבר על האינפורמציה שנמצאת בדין אן איי צריך ללמוד 10 שנים את תורת האינפורמציה..

  17. ישראל
    אם יש לנו מכשירי קשר אז יש מערכת יחוס חיצונית. ברור שבמקרה הזה אפשר לדעת מה מצבך ביחס למערכת יחוס אחרת.
    גם קרינת הרקע היא מערכת יחוס, ואנחנו אפילו יודעים את מהירות כדור הארץ ביחס למערכת זו. לא על המקרה הזה מדברת תורת היחסות.
    כדור הארץ נע ב-600 ק"מ לשנייה יחסית לקרינת הרקע, ומהירות זו משתנה במשך השנה. החללית COBE אכן מדדה את השינויים האלה. אבל – שעוני GPS לא מושפעים עונתית, כך שאפשר להניח שאין השפעה למהירות יחסית ל-CMB על הזמן.

  18. במקרה הראשון, אתקשר איתך שנמצא בגובה 100,000 ק״מ מעל הארץ ונסנכרן את השעונים האטומיים שלנו.

    אחרי שעה, או שנה אם צריך, אתקשר שנית ונראה אם נוצר פער בין השעונים וכמה.

    מכאן gr, מחשב, ואוכל לאמר אם אני בשדה כבידה ומה עוצמת השדה בדיוק.

    במקרה השני אמדוד את קרינת הרקע בכמה כיוונים ומה ההסחה לאדום או כחול בכל כיוון.

    מחישוב הדופלר אוכל לדעת את מהירותי וכיווני יחסית לקרינה, ומכאן את מהירותי וכיווני יחסית לכל עצם שנתוני מהירותו וכיוונו יחסית לקרינת הרקע ידועים לי מראש (אבל לא את מרחקו ממני).

    שים לב שניסוי זה מעמיד סימן שאלה (קטן אמנם) על התארכות הזמן במיואונים. אילו תמיד נעים נגד קרינת הרקע, ואף פעם לא נערך ניסוי הפוך, דהיינו שהמערכת מתחילה בתנועה נגד הקרינה והמיואונים נחים יחסית אליה.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן