'כיצד לבנות עולם' (ארה'ב 2015): קטע ספרים

בן גילילנד, הוא סופר ומאייר מדעי וזוכה פרס סר ארתור קלארק לתקשורת חלל לשנת 2013. הוא פרסם לאחרונה 'איך בונים יקום: מהמפץ הגדול ועד סוף היקום' (סטרלינג, 2015). גילילנד תרם קטע זהקולות המומחים של demokratija.eu: עדכון ותובנות.



הכריכה של



הכריכה של 'איך בונים יקום: מהמפץ הגדול ועד סוף היקום'.(אשראי תמונה: הודפס מחדש באישור How to Build a Universe 2015 מאת בן גילילנד, קבוצת הוצאת תמנון בע'מ איורים של בן גילילנד.)

פרק 1



איך גילינו את המפץ הגדול

הרעיון שהיקום נולד במפץ הגדול, או בעצם כל דבר אחר, הוא מושג חדש יחסית. למעשה, אפילו המונח 'המפץ הגדול' נטבע על ידי מישהו שלא האמין בו והתכוון לכך כהכחשה מזלזלת. אולם כיום תורת המפץ הגדול היא אחד הרעיונות המוצלחים ביותר במדע, אך כיצד הגענו לשם?

מגילם של היוונים הקדמונים ועד המהפכה המדעית כמעט 2,000 שנה מאוחר יותר, האמינו כי כל היקום כלוא בתוך סדרה של תחומים שמימיים המקיפים את כדור הארץ, המהווה (כמובן) את הציר המרכזי שסביבו השאר הקיום הסתובב. תחומים שמימיים אלה היו מערכת השמש, שנחשבה כמכלול היקום. [עוד בדיקה? מחקר גילוי המפץ הגדול מתפרסם]



המדע התקדם מעט במאות ה -16 וה -17, בדומה לאסטרונום ניקולאוס קופרניקוס והפולימטאי האיטלקי המפורסם גלילאו גליליי, שהשתמש בהיגיון, מתמטיקה ותצפית כדי להוכיח שכדור הארץ ושאר כוכבי הלכת מקיפים את השמש. .

חידוש מכריע באותה תקופה היה המצאת הטלסקופ. במקור מעט יותר מסקרנות משעשעת, הטלסקופ הוכנס לאסטרונומיה בשנת 1609 על ידי גלילאו גליליי והפולימטיקאי האנגלי הלא כל כך מפורסם, תומאס האריוט (שהשתמש בטלסקופ שלו לשרטט את הירח ארבעה חודשים לפני התצפיות המהוללות של גלילאו, ומי שהוא לפעמים נזקף לזכות הצגת תפוח האדמה לאנגליה).

הטלסקופ עזר להגדיל את הגודל שבו נוכל לצפות ביקום. התצפיות של גלילאו על רצועת החלב המוזרה שחצתה את שמי הלילה העלו כי היא מורכבת מכוכבים - היקום גדל כעת בגודלו כדי לכלול את שביל החלב.



מעבר למערכת השמש

לאחר כמה עשורים של שימוש בהצפייה בכוכבי לכת, ירחים ושביטים, הטלסקופ נעשה בשימוש הבא כדי לחפש אובייקטים מעבר לגלקסיה הביתית שלנו. בסוף המאה ה -17, צרפתי, צ'ארלס מסייר - שניסה בכל כוחו לגלות שביטים חדשים (הוא גילה 13 בחייו) - המשיך להיתקל בחפצים מטושטשים בשמים, שבהתחלה היה טועה כשביטים. כדי למנוע את הבלבול הזה, מסייר חיבר קטלוג של הזוהרות הערפיליות המוזרות. עד מותו, מבלי שנדע ממה שהוא קיטלג, הוא רשם את מיקומם של 103 כתמים לבנים אלה. במשך שתי המאות הבאות, זהותם של 'חפצי המסייר' שלו נותרה בגדר תעלומה.

עד המאה ה -19 היו שתי אסכולות בנוגע לזהות הערפיליות. האחד, שדגל בו במאה הקודמת האסטרונום הגדול וויליאם הרשל, היה שהם 'יקומי איים' הממוקמים מעבר לשביל החלב שלנו. הרעיון השני, הפופולרי יותר, היה שהם מעט יותר מענני גז שצפים בתוך (או ממש מחוץ לשביל החלב).

בשנות ה -60 של המאה ה -19, האסטרונום הבריטי וויליאם האגינס לווה טריק מתחום הכימיה, שהניע מעט את העניינים: ספקטרוסקופיה. ספקטרוסקופ הוא מכשיר המפצל אור לצבעי המרכיבים שלו כמו טיפות גשם המפצלות אור שמש ליצירת קשת - המפזרת את ספקטרום האור לאורכי הגל השונים שלה. בתוך הקשת מסתתרת סדרה של קווים בהירים או כהים (הנקראים קווי פליטה וקליטה) הנגרמים על ידי יסודות כימיים באובייקט שממנו מגיע האור. קווים אלה פועלים כמעין ברקוד כימי המאפשר לך לזהות את האלמנט שיצר אותו.

באמצעות ספקטרוסקופיה, האגינס הצליח לזהות את האלמנטים המרכיבים את השמש ולהשוות את ברקוד השמש לזה של כוכבים אחרים. הוא גילה שאור הכוכבים מכיל פחות או יותר את אותו ברקוד ספקטרלי כמו השמש - כלומר כוכבים רחוקים עשויים מאותה תערובת של יסודות כימיים כמו הכוכב על סף ביתנו.

לאחר מכן הפנה האגינס את הספקטרוסקופ שלו לערפיליות של מסייר, והחל משנת 1864, הוא בחן את הספקטרום של כ- 70. כשליש מהעננים לא הציגו את דפוסי הכוכבים הספקטראליים, אלא נראה שהם 'סתם' ענני גז חמים. אבל הרוב הראו דפוסים שיכולים היה לייצר רק כוכבים.

אבל, האם הערפיליות האלה היו רק אוספי כוכבים שצפים בתוך שביל החלב, או שמא הם היו רחוקים יותר? התשובה לא תתקבל במשך כמה עשורים, ולכן, בינתיים לפחות, היקף היקום נשאר כבול בתוך שביל החלב.

בשנות ה -20 פתרו לבסוף אסטרונום אמריקאי, אדווין האבל, את תעלומת האובייקטים המטושטשים של מסייר. הוא הוכיח שהם למעשה גלקסיות אחרות הממוקמות מחוץ לגלקסיה שלנו, שביל החלב. היקום היה פתאום הרבה יותר גדול ממה שהבנו בני האדם.

יום בלי אתמול

למרות שהאבל נחשב לא פעם למחשבת הרעיון של יקום מתרחב, אבא המפץ הגדול האמיתי היה (אולי קצת אירוני) כומר קתולי מבלגיה בשם ז'ורז 'למייטרה.

בשנת 1927 הציע למייטר כי נראה כי גלקסיות רחוקות הועברו לחלק האדום של הספקטרום האלקטרומגנטי - כלומר הזזה אדומה - מכיוון שהן מתרחקות מאיתנו, נסחפות על ידי יקום שהתרחב לכל הכיוונים.

אם אתה

אם אתה מומחה אקטואלי-חוקר, מנהיג עסקי, סופר או חדשני-ורוצה לתרום יצירה מעודכנת, שלח לנו כאן דוא'ל .(אשראי תמונה: demokratija.eu)

תורת היחסות הכללית וחוק האבל

אדם שמעולם לא נגע בטלסקופ הגיע למסקנה שהיקום חייב להתרחב יותר מעשור לפני Lemaitre. מתי אלברט איינשטיין גיבש את תורת היחסות הכללית שלו בשנת 1916 , המתאר את כוח הכבידה כתוצאה ממסה, אנרגיה ועקמומיות הזמן-מרחב, הוא מצא שהמשוואות אומרות לו שהיקום צריך להתרחב או להתכווץ, אך הוא אינו יכול להיות סטטי. איינשטיין חשב שזאת כנראה טעות, אז כדי לאזן את העניינים הוסיף למשחקיו מעט ג'יג'רי-פוקרטי מתמטי שאותו כינה את הקבוע הקוסמולוגי-מהלך שאותו יגדיר מאוחר יותר כ'השגיאה הגדולה ביותר שלו '. (עם זאת, נגלה מאוחר יותר בספר זה שהקבוע הקוסמולוגי אינו האימון הקוסמולוגי שאיינשטיין חשב שכן.)

בשנת 1929 סיפק אדווין האבל עדות תצפיתנית לתיאוריה של למייטר על היקום המתרחב בכך שהראה כי ביחס לכדור הארץ הגלקסיות אכן הולכות ונסיגות. הוא גם הראה שככל שהגלקסיה רחוקה יותר, כך הזזה האדומה שלה גדולה יותר ונראה שהיא נעה מהר יותר. מכאן, גיבש האבל את חוק הגלקסיות למרחקים אדמדיים או, כפי שאנו מכירים אותו כיום, את חוק האבל.

אבלאֵיךהאם הגלקסיות התרחקו מאיתנו? מפתה לחשוב שגלקסיות זולגות בחלל כמו רסיסים מפצצה, אבל זה לא המצב. חוק האבל, בשילוב עם המשוואות של איינשטיין, הראה כי במקום לירות בחלל, הגלקסיות נשאו למעשה על ידי מרקם החלל המתרחב עצמו (כמו שבבי שוקולד ניתנים בנפרד על פני עוגת עולה).

עקוב אחר כל הנושאים והוויכוחים של קולות המומחים - והפך חלק מהדיון - הלאה פייסבוק , טוויטר ו Google+ . הדעות המובאות הן של המחבר ואינן משקפות בהכרח את דעותיו של המוציא לאור. גרסה זו של המאמר פורסמה במקור באתר demokratija.eu.