בקוסמולוגיה, היקום הנראה מכיל את הגלקסיות ושאר החומר אשר אנו יכולים עקרונית לצפות כעת מהארץ, זאת משום שלאור מעצמים רחוקים לקח זמן להגיע אלינו מאז התפשטות היקום. יש להבדיל בין 'היקום' לבין 'היקום הנראה'.
בהנחה שהיקום הינו איזוטרופי, המרחק לקצה היקום הנראה הוא בכלליות זהה בכל כיוון. כלומר, היקום הנראה הינו בעל נפח כדורי כאשר הצופה נמצא במרכזו, ללא קשר לצורת היקום בכללותו (איזוטרופיות הכוונה שחוקי הפיסיקה הינם זהים בכל כיוון ביקום). בכל מיקום ביקום יש את היקום הנראה שלו אשר יכול, או לא, לחפוף עם היקום הנראה "שלנו" שהארץ הינה במרכזו.
אלקטרונים מפזרים קרינה באופן יעיל מאוד, אך הקרינה ביקום הצעיר לא יכלה להתקדם בחופשיות; למעשה היקום הצעיר היה אטום לקרינה. עם המשך ההתפשטות של היקום הוא הלך והתקרר אל כ 3000 מעלות קלווין, ובשלב זה נוצרו אטומי מימן. כלומר פרוטונים ואלקטרונים התחברו. בשלב זה של היקום, הקרינה יכלה להתפשט ולהתפזר.
מדוע? מפני שבשלב זה רוב האלקטרונים היו לכודים בתוך אטומי מימן, ועל כן הקרינה יכלה להתקדם בחופשיות ולהתפזר עד היום... על פי תאוריה זו של המפץ הגדול, קרינה זו הינה קרינת הרקע הקוסמית. קרינת הרקע למעשה מהווה תמונת מצב של היקום באותה עת. זמן זה נקרא כקליפת הפיזור האחרון, שבו הקרינה התפזרה בפעם האחרונה על האלקטרונים והפרוטונים. המושג 'נראה' לא תלוי באם אמצעים טכנולוגיים מאפשרים גילוי של קרינה מעצם כלשהו באותו אזור. המילה 'נראה' פשוט מצביעה שעקרונית ישנה אפשרות לאור להגיע אלינו (ארץ) מעצם ביקום.
בפועל, אנו יכולים לראות עצמים לא רחוק מקליפת הפיזור האחרון, עד לרגע אחרי שהיקום כבר לא היה אטום לפוטונים.
תמונה של היקום הנראה כפי שעובדה על ידי טלסקופ האבל. כל נקודה הינה גלקסיה המכילה מיליארדי כוכבים.
גיל היקום הינו בערך 13.7 מיליארד שנה, אך בשל התפשטות היקום אנו עתה צופים בעצמים שנמצאים כעת הרחק מהמרחק הסטטי של 13.7 מיליארד שנות אור. הקצה של היקום הנראה הוא עתה ממוקם הרחק יותר בערך 46.5 מיליארד שנות אור. בעוד תורת היחסות מאלצת עצמים ביקום לא לנוע מהר יותר ממהירות האור ביחס אחד לשני, אילוץ שכזה אינו קיים כשהמרחב עצמו מתפשט.
מכאן אנו יכולים להסיק שגודל היקום הנראה יכול להיות קטן יותר מהיקום עצמו: ישנם חלקים ביקום אשר לעולם לא יהיו קרובים מספיק בכדי שאור התגבר על מהירות התפשטות היקום על מנת שנוכל לצפות בהם בארץ. מה גם שחלקים מסוימים ביקום אשר כעת נצפים על ידנו יכולים בעתיד להיות בלתי נצפים עקב ההתפשטות הנמשכת.
סביר מאוד להניח שהגלקסיות ביקום הנראה מיצגות רק חלק זעיר מהגלקסיות ביקום.
על פי תאורית האינפלציה הקוסמית, היקום בכללותו הינו גדולעד כדי פי 1026 מהיקום הנראה.
מן הראוי לציין שלמעשה אין כלל סיבה להניח שגבולות היקום הנראה זהים לאלו של היקום עצמו (אם גבולות כאלו בכלל קיימים). הדבר מאוד לא הגיוני משום שזה יגרום לכך שארץ הינה במרכז היקום, בסתירה גמורה לעיקרון קופרניקוס. נדגיש שוב, שעל אף ששום דבר לא עובר את מהירות האור, זו טעות לחשוב שהרדיוס של היקום הנראה חייב להיות 13.7 מיליארד שנות אור. חשיבה זו הינה מתקבלת על הדעת רק אם היקום עצמו הוא מרחב-זמן שטוח של תורת היחסות הפרטית. במציאות, המרחב-זמן הינו עקום בסקלות קוסמולוגיות.
כמובן שמרחקים המתקבלים ממכפלת מהירות האור באינטרוול-זמן קוסמולוגי אינם בעלי משמעות פיסיקלית.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
