הקרינה הקוסמית היא קרינה אנרגטית של חלקיקים תת-אטומיים ומעט קרינת גמא בחלל הבין כוכבי. מקורותיה העיקריים של הקרינה הקוסמית נובעת מפעילות גרעינית סולארית שבשמש וכן מפעילות בגלקסיה כמו התפוצצות של סופרנובות. השטף של הקרינה הקוסמית פוגע כמובן גם בכדור הארץ. הקרינה הקוסמית הינה שונה מקרינת הרקע הקוסמית.

קרינת הרקע הקוסמית הינה קרינת רדיו אחידה והומוגנית, בקרוב טוב, בתחום המיקרוגל. זוהי קרינה אלקטרומגנטית, קרינה כמו שמקרין גוף שחור. קרינה זו פוגעת בכדור הארץ בתחום קרינת גלי המיקרו אך עוצמתה חלשה מזו של מיקרוגל ביתי. כפי שציינו קרינת הרקע הינה הומוגנית ומגיעה מכל כיוון ואנו לא יכולים להצביע על מקור מסוים הפולט אותה.

מהיכן מגיעה אם כן הקרינה, מהו מקורה? מקור הקרינה שהתגלתה הוא בראשית היקום ממש כלומר, במפץ הגדול עצמו. כידוע, על פי תאורית המפץ הגדול, היקום התחיל בנקודה סינגולריות כבידתית. המפץ הגדול מתאר למעשה את האירוע שהתרחש בנקודה זו ובמהלכו נוצר היקום. במהלך הזמן היקום התפשט לכדי היקום המוכר לנו כיום. קרינת הרקע הקוסמית הינה למעשה חלק מהוכחה לתאוריה זו. למעשה, קרינת הרקע הקוסמית מהווה תמונת מצב של היקום באותה עת. במילים אחרות, ניתן לומר שקרינת הרקע היא למעשה מעין שריד לאירוע המפץ הגדול. ככל שהיקום מתפשט האנרגיה והטמפרטורה של היקום מוסחים לאדום, וכיום קרינת הרקע נמדדת ב 2.725 מעלות קלווין כלומר כ 270- מעלות צלסיוס.

הערה חשובה על אי-הומוגניות קרינת הרקע:
כשגילו את קרינת הרקע הקוסמית, הניחו כי היא לחלוטין אחידה בכל הכיוונים. הבעיה עם הנחה שכזו היא שמכאן אנו צריכים היינו להסיק שגם היקום הבראשיתי היה אחיד לחלוטין באותו רגע נתון בזמן. אך אם אנו מניחים כי היקום הבראשיתי היה אחיד לחלוטין איך אנו יכולים להסביר את עובדת היווצרות הגלקסיות ביקום שלנו? דבר אחד אנו כן יודעים, שכח המשיכה ההדדי, חוק הכבידה הבסיסי של ניוטון (גרוויטציה), בין כל המסות ביקום הוא הדבר היחיד שיכול להסביר לנו את היווצרות הגלקסיות, דהיינו את היווצרותם של גושי החומר המרוכזים ביקום. כידוע, היקום כפי שהוא היום, אינו הומוגני כלל וכלל (כלומר הוא אינו אחיד) זאת אנו יודעים על סמך מרחקן הגדול של שלל הגלקסיות הפזורות ביקום.
אם היקום אינו הומוגני, אזי גם היקום הבראשיתי לא היה הומוגני ומכאן אנו מסיקים שכך גם הדבר לגבי קרינת הרקע הקוסמית. זאת משום שכפי שציינו לעיל, קרינת הרקע מהווה "שריד" ליקום הבראשיתי, ועל כן אי ההומוגניות של היקום אמורה להתבטא גם באי-הומוגניות של קרינת הרקע הקוסמית. בשנות ה- 90 לווין המחקר "קובי" (COBE=Cosmic Background Explorer) שוגר על מנת לחקור את קרינת הרקע הקוסמית. הלווין "קובי" היה מצוייד באמצעים מדוייקים להפליא שהצליחו אכן לזהות הבדלים קטנים בקרינת הרקע ממקומות שונים בחלל החיצון.

משלל המדידות והתצפיות העדכניות שנאספו עד כה, המתבססות על קרינת הרקע הקוסמית, אנו הגענו לכלל הנחה כי גילו של היקום נאמד על כ 13.7 מיליארד שנה, (פלוס מינוס 200 מליון שנה...).

 

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.

9 תגובות

  • טל

    והקרינה הקוסמית לא אחידה?

    רק קרינת הרקע? אז איך מתחלקת הקרינה הקוסמית?

  • מנהל

    שטף החלקיקים בא ממקורות שונים ומיפוי גס מראה מיפוי אחיד- ראה המש

    הקרינה קוסמית הינה למעשה אוסף של חלקיקים אנרגטיית הכוללת אלקטרונים, פרוטונים, קרינת גמא, קרינת בטא, קרינת אלפא וגרעיני אטומים אחרים. מתצפיות,שטף הקרניים הקוסמיות על כדור הארץ הוא בערך ההופכי לריבוע האנרגיה. המגוון הרחב של אנרגיות חלקיקים משתקף במגוון רחב של מקורות. קרנה קוסמית נובעת מתהליכים אנרגטיים בשמש עד לאזורים הרחוקים ביותר של היקום הנראה.

    השדות המגנטיים של הגלקסיה, מערכת השמש וכדור הארץ משנים ללא הרף את מסלולי החלקיקים הללו כך שאין אפשרות לאתר שוב את מקורותיהם בגלקסיה. אם נמפה את השמיים על פי עוצמת הקרינה הקוסמית מכל כיוון, אנו נראה שהמיפוי אחיד לגמרי. על מנת לאתר את מוצא הקרינהאנו צריכים להשתמש באמצעים עקיפים.

    בקרוב אפרסם תשובה מפורטת על הקרינה הקוסמית.

  • גלית

    קרינת הרקע

    אני מקבלת את תיאורית המפץ והוכחותיה
    אבל הרבה אנשים בלי קשר לדת שואלים: האם
    קרינת הרקע לא היתה יכולה להיות קיימת
    בלי קשר למפץ אולי תוצאה של משהו אחר?
    נכון שהטמפ' מתאימה לניבוי ,אבל איך מוכיחים שהיא התקררה ועדיין מתקררת עפ"י התיאוריה? הרי עברו מיליוני שנים וצריך עוד כמה מיליוני שנים
    כדי לבדוק הלאה.

  • מנהל

    הרחבה בלינק מצורף

    גלית, על מנת להרחיב את ידיעותייך קראי את הלינק המצורף (בעברית):

    http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%A8%D7%99%D7%A0%D7%AA_%D7%94%D7%A8...

  • יניב

    שאלה טובה שאין עליה תשובה

    אי אפשר לדעת כמה התקררה וכמה מתקררת גם אני חושב כך, רק לקבל את ההוכחה הזאת שכך התגלתה הקרינה.

  • לגבי התשובה

    קרינת הרקע

    ת ו ד ה !!!!!!!!! גלית.

  • אבי

    תיקון טמפרטורה

    2.7 מעלות קלווין זה מינוס 270 מעלות צלזיוס, ולא פלוס.

  • מנהל

  • עינת

    זה היה ברור שהטעות בהקלדה

    ברור שלא 270 + אלא 270-