דמיינו לעצמכם שאתם יכולים לראות את היקום כולו מתפתח וגדל במפת ענק תלת-ממדית? האפשרות הזאת כבר קיימת ותאפשר לחשוף עוד מסודות היקום
תארו לעצמכם מפה שמתארת מה יש בכל פינה ופינה ביקום הענק שלנו. מפה כזאת תכלול את כל הגלקסיות והכוכבים הקרובים והרחוקים לנו ותוכל לומר לנו מאיפה באנו ולאן אנחנו הולכים. ובכן, המפה הזאת אינה דמיונית כלל. חוקרים מאוניברסיטת ווטרלו בשיתוף פעולה עם חוקרים מהמכון לאסטרופיסיקה של פריז יצרו בדיוק מפה כזאת – ועוד בתלת-ממד!
פרויקט המחקר השאפתני הזה אינו הראשון מסוגו, אך המפה שיצרו בו נחשבת למפה השלמה ביותר של היקום שהופקה עד כה. אפשר אולי לשאול "למה לייצר מפה של אירועים שהתרחשו לפני שכדור הארץ אפילו נוצר?" והתשובה מוזרה לא פחות – כדי להבין את טיבו של "החומר האפל" שקיים ביקום.
לפני שאתם שואלים, לא מדובר כאן בכוח אפל כמו זה שהכרנו בסדרת המדע הבדיוני האלמותית "מלחמת הכוכבים", אלא בחידה הכי מסתורית שמעסיקה את האסטרופיסיקאים בימים אלה.
הדבק של היקום
חומר אפל, או מסה אפלה, הוא חומר בלתי נראה שנחשב כיום ל"דבק" שמחזיק את הגלקסיות. שמו נובע מכך שאי אפשר לראות או למדוד אותו בשום צורה ידועה, מאחר שהוא אינו מגיב לאור ואינו פולט אור או כל קרינה אחרת שניתן למדוד.
אז איך מודדים נוכחות של חומר שאיננו מסוגלים לראות? כמו שרואים את הרוח. כשם שאנחנו יודעים על קיומה של הרוח לפי תנועת העצים, סיבוב השבשבת וגלי הים, את החומר האפל אפשר למדוד בעזרת תופעה שנקראת "עידוש כבידתי". אור נע בקוים ישרים, אך כשהוא נתקל בעצמים גדולים מאוד כמו גלקסיות הוא נוטה לעקוף אותן כמו שעוקפים בור בכביש – מסביב. ככל שהגלקסיה גדולה יותר כך העיקוף של האור יהיה גדול יותר. אך כשמדענים צפו בתופעה הזאת של התעקלות האור הם לא הצליחו לקשר בין עוצמת ההתעקלות לגודל הגלקסיות. ההסבר שמצאו הוא שחייב להיות נוכח בגלקסיות חומר נוסף שמרכיב אותן אך איננו יכולים לראות אותו. זהו החומר האפל.
מדענים סבורים שמרגע היווצרותו לפני כ-14 מיליארד שנים היקום מתרחב, ושהחומר האפל גורם ליקום לעשות את זה במהירות גדלה והולכת. לפי ההערכה הנוכחית, רק 5 אחוזים מכל היקום מורכבים מחומר שאנו יכולים לראות ולמדוד, 70 אחוזים נוספים הם "אנרגיה אפלה" ושאר 25 האחוזים הם חומר האפל.
מפה מתפתחת
המפה שיצרו המדענים דומה מאוד למפת מזג אוויר אך צופנת בתוכה מיליארדי שנים של התפתחות. האזורים בה שמיוצגים בצבעי כחול בהיר מייצגים אזורים שבהם קיימות גלקסיות. באדום מסומנים אזורים שבהם יש הצטברות של המוני גלקסיות ביחד ואילו אזורים שלא נחקרו עדיין מיוצגים בכחול כהה.
חתך ממפת התלת-ממד של היקום. גלקסית שביל החלב נמצאת במרכז | תרשים: אוניברסיטת ווטרלו
המדענים הבחינו שגלקסיות שונות נעות בצורות שונות ובמהירויות שונות, מפני שהיקום מתפשט בקצב לא אחיד. המהירויות הללו מכונות "מהירויות ייחודיות". מודלים קודמים שפותחו למיפוי היקום לא התחשבו לגמרי ב"מהירויות הייחודיות", אך צוות המחקר מעוניין לגלות את הסיבה להן. הסטייה של הגלקסיות, שנובעת מהתזוזה שלהן היא כלי חשוב שיכול לעזור לקבוע איך מפוזרים ביקום החומר האפל ושאר החומר בקנה מידה גדול יותר ממה שהכרנו עד כה. כמו כן, ידיעת המיקום והתנועה של החומר האפל ביקום תעזור לאסטרופיסיקאים לחזות את אופן ההתרחבות של היקום ולזהות כמה חומר אפל קיים ביקום ואיפה.
סרטון: Illustris
יעל גרופר
מאסטרנטית, המחלקה לאימונולוגיה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
