סיקור מקיף

פרס נובל שלישי בקוסמולוגיה

התגלית משנת 1998 של סול פרלמוטר, בריאן שמידט ואדם ריס, זוכי פרס נובל השנה,זיעזעה את עולם הקוסמולוגיה. מאז תגליתו של האבל שלטה בכיפה תורת המפץ הגדול שהפכה לקונצנזוס

היקום מתפשט בקצב מואץ. איור: נאס"א
היקום מתפשט בקצב מואץ. איור: נאס"א

עד לשלהי המאה ה-20 לא זכו האסטרונומיה והאסטרופיזיקה להכרה כענפי מדע בסיסיים המתארים את אושיות הפיזיקה, דוגמת המדעים הקשורים למבנה החומר ולחלקיקי היסוד המרכיבים אותו. למרבה האירוניה, אדווין האבל, מגדולי האסטרונומים בכל הזמנים שגילה בשנות העשרים של המאה ה-20 את התרחקות הגלקסיות ואת החוק הנקרא על שמו מעולם לא זכה בפרס נובל… תגליתו של האבל גרמה לאלברט איינשטיין להודות ב"שגיאה הגדולה של חייו" – הכנסת הקבוע הקוסמולוגי למשוואת היחסות הכללית המתארת את היקום. 43 שנים לאחר מותו של איינשטיין התגלה שאולי צדק ככלות הכל. בתחילת 2011 הוענק על תגלית זו פרס נובל לפיזיקה.

אם לא נביא בחשבון את גילוי הקרינה הקוסמית, שלמרות שמה נתגלתה כתופעה אטמוספרית (פרס נובל 1936), האסטרופיזיקאי הראשון שזכה בנובל (בשנת 1967) היה הנס בתה (Bethe), על הבנת התגובות הגרעיניות בכוכבים. פרס נובל הבא באסטרופיזיקה ניתן לפיזיקאים ארנו פנציאס ורוברט וילסון, שבשנת 1965 גילו את הקרינה הקוסמית בגלי המיקרו, את הקרינה הזו חזה מודל המפץ הגדול שתגליתו של האבל מהווה את בסיסו הנסיוני.

מאז הוענקו עוד חמישה פרסי נובל בפיזיקה על תגליות הקשורות באסטרופיזיקה (1983,1993, 2002,2006 ו-2011). שני הפרסים האחרונים, כמו גם גילוי קרינת הרקע הוענקו על תגלית בענף חדש יחסית – הקוסמולוגיה, המתארת את מבנה היקום בגדול.

ב-2006 זכו ג'ון מאטר וג'ורג' סמוט בפרס על גילוי אי האחידות של קרינת הרקע הקוסמית בשנות התשעים. מדובר בפלוקטואציות בשיעור של אחד למאה אלף בטמפרטורה של קרינת הרקע, שהן זרעי המבנה של הגלקסיות.

איור מתוך גלילאו, נובמבר 2011
איור מתוך גלילאו, נובמבר 2011

התגלית משנת 1998 של סול פרלמוטר, בריאן שמידט ואדם ריס, זוכי פרס נובל השנה,זיעזעה את עולם הקוסמולוגיה. מאז תגליתו של האבל שלטה בכיפה תורת המפץ הגדול שהפכה לקונצנזוס לאחר גילוי קרינת הרקע. לפי תורה זו, היקום מתפשט אולם בקצב הולך ומאט, בשל כוח המשיכה שהגלקסיות המרכיבות אותו מפעילות זו על זו. ממדידת המרחקים של התפוצצויות סופרנובה בגלקסיות מרוחקות, הסיקו פרלמוטר ועמיתיו כי קצב התפשטות היקום בכ-5 מיליארד השנים האחרונות (כשליש מגילו הנוכחי) דווקא הולך וגדל. למסקנה זו השלכה מרחיקת לכת על הבנתנו את טבע היקום.

מכיוון שהגרביטציה פועלת רק בכיוון משיכה, חייב להיות כוח דחייה, מעין לחץ, המתגבר על המשיכה הגרביטציונית וגורם להאצת ההתפשטות. אפשר לתאר כוח זה על ידי הוספת איבר קבוע למשוואה, בדומה לזה שהוסיף בזמנו איינשטיין כדי להגיע ליקום סטטי, הנקרא בשם "הקבוע הקוסמולוגי" או בשמו החדש – אנרגיה אפלה, על משקל החומר האפל.

בעקבות שילוב תגלית זו עם תצפיות מפורטות של קרינת הרקע הקוסמית, אנו יודעים כיום שאיננו מבינים את רוב היקום הסובב אותנו: כ-70% ממנו אנרגיה אפלה וכ-30% הנותרים חומר, שרובו אפל ושונה במהותו מהחומר המוכר לנו. שניהם טרם הובנו ונמצאים בין החידות הגדולות של הפיזיקה הממתינות לפרס נובל הבא.

הכתבה פורסמה במגזין גלילאו, נובמבר 2011

פרופ' מריו ליביו בשיחה עם אתר הידען  – לאדם ריס יש סיכוי לנובל שני

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

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן