היקום מתפשט ויתפשט עוד ועוד בעתיד. עוד מהתצפיות המוקדמות של הקוסמולוג אדווין האבל, שבחן גלקסיות רחוקות שנסוגות מכדור הארץ, התחזק הרעיון של התפשטות היקום.

לפי העדויות שהצטברו אצל חוקרים רבים, הוא לא רק ימשיך להתפשט, אלא שזה כנראה ימשיך להתפשט לנצח, באופן אינסופי. וקצב התפשטות היקום, גורסים חוקרים רבים, גם יילך וייגבר.

ב-2018 קבעו מדענים שהחלל מתרחב בקצב של 73 קילומטר לשנייה לכל מגה-פארסק, קצב שהולך ומאיץ. נתונים שסיפק הלווין MAP, קיצור של Microwave Anisotropy Probe ב-2003 אישרו את הממצאים המדעיים שמרבית היקום מורכב מ”אנרגיה אפלה” מסתורית הגורמת להאצת התרחבות היקום.

אבל קצב התפשטות היקום לא רלוונטי, לדעת רבים, לשאלה החשובה באמת:

#לאן בדיוק מתפשט היקום? או בתוך מה היקום הזה נמצא?

וזה בדיוק העניין - יש חוקרים שבכלל גורסים שהיקום רק נמתח ולא מתפשט. הרי ככל שאנו מבינים כיום, אין שום דבר שנמצא מחוץ ליקום אז לאיפה בדיוק יש לו להתפשט? - התשובה שלהם היא שהיקום מתרחב בעצם אל עצמו.

ובמקביל, כמעט כל החוקרים העוסקים בחקר היקום גורסים שהמרחב בין גלקסיות הולך ונמתח, מה שמוביל לכך שהמרחק ביניהן גם הוא הולך וגדל. מסקנה זו נובעת מתיאוריית "המפץ הגדול", לפיה בזמן כלשהו, לפני מיליארדי שנים, כל החומר ביקום היה מרוכז בנקודה זעירה, בעלת צפיפות אינסופית, במצב בו למעשה לא תקפים חוקי הפיזיקה. מפץ כלשהו, שארע בנקודה זו, הביא לכך שהחומר שהתרכז בה החל להתפשט, ובכך החלה התפשטות של היקום.

אבל תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין קובעת שמרחב וזמן לא קיימים מחוץ ליקום. כך שאם זה נכון, הרי שזה מוביל לכך שהיקום מתפשט בעצם אל תוך עצמו, כלומר להימתח, לפי התיאוריה של המתיחה.

ועדיין, אל מול היקום עומד המדע, כשהוא במידה רבה חסר אונים. הרי לא באמת ניתן לבצע ניסויים אובייקטיביים לבדיקת המודלים הללו. לכן, לקוסמולוגים ואסטרופיזיקאים נותר בעיקר להסתמך על תיאוריות, השערות ולא מעט דיונים וויכוחים רבי-יצרים ולהמתין לתגליות או לסימנים נוספים שיסייעו להתקדמות בתחום.


עד לאן היקום מתפשט (מתורגם):

https://youtu.be/6PiyUjVxukI


ושחקן בדמותו של איינשטיין מסביר על התפשטות היקום והמפץ הגדול (עברית):

http://youtu.be/_gRfgWOBg1A

השערת המדענים שיש ביקום כוכבים לא מעטים הדומים לכוכב שלנו, כדור הארץ. פרוייקט קפלר הוא פרויקט מחקר שבו מנהלת נאס"א חיפושים אחרי כוכבים מוצקים, כוכבים הדומים לכדור הארץ. בשנים האחרונות נמצאו בעזרת טלסקופ החלל החדש של הפרויקט לפחות 140 כוכבים בעלי נתונים כשל כדור הארץ, מתוך מעל 700 כוכבי לכת חדשים שגילו האסטרונומים בפרויקט.

נאס"א סימנה בשנים האחרונות כמה כוכבים מחוץ למערכת השמש שהיא מנסה לחקור כדי להבין אם ניתן יהיה לפתח בהם תנאים לחיים. במיוחד מעסיקים אותה כוכבים מסוג "ננס אדום" שסביבם כוכבי לכת. הקרובים מהם, אגב, הם מרחק של כ-13 שנות אור - מרחק זעיר במונחים אסטרונומיים..


הנה סרטון על החיפוש של כוכבי לכת דמויי ארץ, על ידי טלסקופ החלל ע"ש קפלר (מתורגם):

http://youtu.be/5QLEzkHcLQI


וסרט תיעודי על החיפוש אחרי כוכבים דמויי כדור הארץ:

https://youtu.be/PxG66QMd4wE?long=yes

חָלָל (Space) הוא המרחב הענקי שבו נמצאים היקום כולו והגופים השמימיים שבו. מבחינתנו, החלל הוא כל מה שנמצא מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ.

את הגבול שבין תחומי כדור הארץ לחלל נהוג להגדיר כקו בגובה של כ-100 קילומטרים מעל פני הים.


#מה יש בחלל?
החלל הוא שחור לחלוטין. יש בו חושך, כי אור השמש לא מגיע אליו ואין מה שיאיר אותו, ודאי לא במרחבי הענק האינסופיים שלו.

ניתן להגדיר את החלל כרִיק כמעט מוחלט, כלום או ואקום. שימו לב שמדובר ברִיק כמעט מוחלט. הסיבה היא שהערכת האסטרופיסיקאים, המדענים שמתמחים במכניקת הקוונטים, שעדיין קיימים חלקיקים שונים בוואקום הזה שבחלל, באותו "כלום".

זה גם לא לגמרי כלום. כי בשטח כה עצום של החלל יש עצמים מעטים מאוד, שכמעט ולא מורגשים. אסטרואידים ומטאורים, למשל, חולפים בו במהירויות עצומות. גם פסולת חלל שמפוזרת בו, בצורת עצמים שהותיר האדם. נכללים בה בעיקר חלקי חלליות ולוויינים, שיצר האדם ולאחר שיצאו משימוש, ננטשו על ידם בחלל. כל החלקים הללו נמצאים במסלול אינסופי, סביב כדור הארץ ואפילו מסכנים חלליות שטסות אל החלל.

אוויר, או גזים אחרים, לעומת זאת, אין בחלל. זה אומר שלנשום בו לא ניתן. גם צלילים אין בחלל, מפני שאין בו אוויר או משהו דומה, מה שאומר שלא עוברים בו קולות, כי קול מועבר באמצעות גלי קול באוויר או בגז כלשהו.

לכן גם חיכוך לא נוצר בחלל, מה שאומר שעצמים שנעים בחלל, יכולים לנוע בו ללא הפסקה, ללא האטה כלשהי או עצירה ובאותה מהירות כל הזמן. רק כוח שיופעל על עצם שנע בחלל, או פגיעה בדבר מה, הם שיוכלו לעצור אובייקט שכזה.

כוח כבידה, כמו זה שיש בכדור הארץ, גם הוא כמעט אפסי בחלל. לכן מרחפים בו ואין כיוונים כמו למעלה או למטה.

קר בחלל. הטמפרטורה בו נמוכה מכל מה שמוכר לנו בכדור הארץ, אפילו מהאזורים הקרים ביותר בעולמנו. הטמפרטורה הבסיסית בחלל קרובה ל"אפס המוחלט", בסביבות 270 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. מאוד קררררר...

החום עולה, אגב, רק כשמתקרבים לגוף הפולט קרינה וחום. הטמפרטורה בקרבת השמש, למשל, יכולה להגיע למיליוני מעלות. החום הזה גם מוקצן בגלל שאין בחלל שום דבר שיכול לסנן את הקרינה, כמו שעושים בכדור הארץ האטמוספירה והשדה המגנטי שלו.


הנה החלל המדהים, אבל גם מסוכן בשבילנו (מתורגם):

https://youtu.be/iX2w3q_O25c


הדגמה של טיסה מכדור הארץ אל קצה היקום (ללא מילים):

https://youtu.be/MkRSmynqonM


כך האור מהווה כלי מחקר ולימוד מרכזי של החלל (מתורגם):

https://youtu.be/HZ7hwUduMoU


ותופעות ודברים מעניינים המתרחשים בחלל (עברית):

https://youtu.be/bIb6l7eOgFI

גלקסיה (Galaxy) היא אוסף עצום של כוכבי לכת. בגלקסיה יש חוץ מהכוכבים גם הרבה אבק חללי וגז.

כדור הארץ ומערכת השמש שהוא חלק ממנה נמצאים בגלקסיית "שביל החלב". בגלקסיית שביל החלב יש מיליארדי כוכבים, אבל היא רק חלק זעיר מהחלל והיקום כולו.

כי ישנן עוד המון גלקסיות, שהן חלק מ"צבירי גלקסיות" (קבוצות שכוללות גלקסיות רבות) ו"על-צבירים", שכוללים קבוצות רבות של "צבירי גלקסיות".

ההערכה היא שיש ביקום, החזיקו חזק, כטריליון גלקסיות. מדובר במיליון מיליונים של גלקסיות, שבכל אחת מהן מיליוני כוכבים בעצמה.


הנה הגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב (מתורגם):

http://youtu.be/tUMgV-z1im0


החומר האפל שממלא את הגלקסיה (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs


וכמה גלקסיות יש ביקום? (עברית)

https://youtu.be/wpCszeQFLDc

החומר האפל (Dark Matter) היא תיאוריה שאומרת שיש בחלל חומר בלתי נראה וזהו החומר האפל. המדענים מניחים שהחומר האפל נמצא בשפע בחלל החיצון, אך לא ניתן לצפות בו.

החומר האפל נקרא כך מכיוון שלא ניתן לראותו בצפייה ישירה. בכך הוא שונה מחומרים בחלל שבהם אפשר לצפות, כמו כוכבים, ענני גז וחומר בין-כוכבי.

משום כך משערים החוקרים שאם החומר האפל אכן קיים, הרי שאין בו אלקטרומגנטיות, כלומר הוא לא פולט ולא בולע קרינה אלקטרומגנטית שניתן לצפות בה בצפייה ישירה, מה שמאפשר היה לזהותו בחלל. מצד שני יש לו משקל (מסה ליצר דיוק) והוא קיים.

חומר כזה יכול להיות ההסבר האפשרי לתופעות הקשורות בכבידה בחלל, שאין להן הסבר מדעי הניתן לבדיקה.

כמובן שתיאורית החומר האפל היא רק אחת מהתיאוריות האפשריות ואין שום הוכחה חותכת להיותה נכונה. ישנן תיאוריות אחרות וסביר להניח שייקח זמן עד שיצטברו נתונים ויימצאו כלי מחקר שיאפשרו להתמקד באחת מהן ולמצוא אותה כמסבירה טוב יותר את המציאות והנתונים מהאחרות.

מה שבטוח הוא שהחומר שממלא את היקום שמסביבנו אינו אתר. קראו על טעות האתר בתגית "אתר".


מהו חומר אפל? - הנה הסבר (מתורגם):

https://youtu.be/QAa2O_8wBUQ


סיפורו של החומר האפל (מתורגם):

https://youtu.be/P5WACfIb-qk


על גילויו של החומר האפל בגלקסיות שבחלל (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs


החומר שאיננו יכולים לראות (מתורגם):

https://youtu.be/HneiEA1B8ks


וסרט תיעודי על החומר שממלא את היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes

החיפוש אחרי כוכבים נוספים שייתכנו בהם חיים הוא חיפוש אחרי אזורים ישיבים - כאלו שייתכנו בהם חיים כמו אלה שהתפתחו בכדור הארץ. כוכב כמו כדור הארץ, למשל, חייב להכיל מים. בלעדי המים לא יוכלו להתקיים חיים על כוכב כלשהו.

אזור ישיב (Habitable zone) הוא אזור בחלל שעונה על כמה תנאים לקיומם של חיים. קראו עליו בתגית "כוכבים ישיבים".

ואכן, האנושות מחפשת בחלל עולמות שגודלם הוא דומה לגודלו של כדור הארץ והם נמצאים במרחק נכון מהשמש שלהם, כך שיתאפשר על פני השטח שלהם קיום של מים נוזלים, ההכרחיים לקיומם של חיים.

קשה למצוא כוכבי לכת ישיבים, המקיפים שמשות. הסיבה לכך היא שהם לא מפיצים אור והשמשות שאותן הם מקיפים מפריעות לטלסקופים לצפות בהם. ועדיין, עד ימינו גילו האסטרונומים כמעט 5,000 כוכבי לכת שיתכן שהם ישיבים והם ממתינים לאישור החוקרים.

המדענים מעריכים שביקום כולו יש עד כ-2 טריליון גלקסיות ו-20 טריליון מיליארדי כוכבים. רק בשביל החלב מעריכים המדענים שיש בסביבות 40 מיליארד כוכבי לכת ארציים, כלומר כאלו שהתנאים השונים מאפשרים את קיומם של חיים.

יש גם דוגמאות ספציפיות לכוכבים כאלו:

מספר כוכבי לכת פוטנציאליים לגילוי חיים התגלו בשנת 2017, כמי שסובבים סביב ננס אדום בשם TRAPPIST 1.

בשנת 2020 גילתה נאס"א, סוכנות החלל האמריקאית, כוכב לכת דמוי ארץ. כוכב הלכת הזה, המרוחק מאיתנו כ-100 שנות אור, נקרא TOI 700 d. הוא גדול מעט יותר מכדור הארץ, ולוקח לו 37 יום, להשלים הקפה סביב השמש שלו.

על אף שהסיכויים לקשר עם כוכב מרוחק שכזה הם אפסיים באלפי השנים הקרובות, החוקרים תולים תקוות בכוכב הלכת הזה. זהו אחד ממעט כוכבי הלכת דמויי-הארץ, שהתנאים בהם מרמזים על אפשרות לקיום מים נוזלים על פני השטח בהם. כבר אמרנו שמים הם תנאי הכרחי לחיים על כל כוכב, אבל חשוב לומר שאינם מבטיחים חיים שכאלה, ודאי לא חיים תבוניים דוגמת המין האנושי.

אז כן ולא. מצד אחד ההשערה היא שסביר להניח שיש ביקום כוכבים המכילים חיים ואפילו חיים תבוניים דוגמת המין האנושי. ומצד שני, אין למדע כרגע ידיעה אפילו לא על כוכב אחד כזה. כשיהיה כוכב כזו, זו תהיה חדשה מסעירה לעולם כולו.


כך מתבצע החיפוש אחרי כוכבים שיוכלו לאפשר חיים (עברית):

https://youtu.be/rcwRoY_mZyQ


כוכבים שדומים לכדור הארץ וחיים יכולים להתקיים עליהם (מתורגם):

http://youtu.be/5QLEzkHcLQI


וסרט תיעודי נוסף על תגליות במחקר של "האם אנו לבד ביקום?"

https://youtu.be/8hL1qkEQYgI?long=yes

גבול היקום (The Universe) נמצא בשום מקום או בכל מקום. הדיון המדעי על הנושא הוא מורכב ומתקיים כל העת. למעשה, מעולם לא נמצאו אפילו רמזים לקיומו של גבול שכזה. מאז המפץ הגדול הולך היקום ומתרחב והזמן-חלל שבין הגלקסיות הולך וגדל. הוא משתנה כל הזמן ולא נרגע לרגע, כשנחשוב שהגענו לנקודה מסוימת בחלל, חישובינו יסתברו כלא תקפים יותר, שכן החלל ישתנה עד אז לחלוטין.

נראה שחוקי הפיזיקה שלנו לא מאפשרים לנו לדעת הרבה אבל ישנן תיאוריות המגדירות אפשרויות. יתכן שגבולות היקום מתרחבים לאינסוף ויתכן שלא. לפי תורת היחסות הכללית של איינשטיין יתכן שהיקום הוא בכלל עגול וכשנגיע לנקודה שתיחשב לגבול נתחיל את היקום מצידו השני, עד אינסוף.

אם היקום הולך ומתפשט הרי שאין בו שום נקודה שהיא "בחוץ". ואם הוא סופי, הרי שלעולם גבולותיו לא ישפיעו עלינו, כי הם כה רחוקים ומתרחקים שיכולת המדידה שלנו לא תגיע ליכולת להבינם.

ואולי הכל שטויות, כי בתוך 100 שנים הכל יכול להשתנות, כמו שהשתנתה התפיסה של היקום והחלל ב-100 השנים האחרונות, שלא לדבר על 500 השנים האחרונות..


הנה סרט על התפשטות היקום והמשמעות של גבולותיו (מתורגם):

https://youtu.be/6BQrneA7_bs


קנה המידה של היקום:

http://youtu.be/17jymDn0W6U?t=26s


מסע מודרך אל גבולות היקום (מתורגם):

http://youtu.be/M29wDQ_YryY


וסרט ארוך על קצה היקום:

https://youtu.be/6s6POy6RgVM?long=yes

אם רוצים להבין כמה גדול היקום, הרי שגודלו של היקום הידוע הוא פי 10 בחזקת 27 מגודל של בן אדם ממוצע.

זה די גדול, לכן נתאר את זה כך: שנת אור היא המרחק שאור עובר בשנה. בשנייה אחת הוא עובר 300 אלף קילומטרים, אז רק צריך להכפיל ומקבלים שבשנה עובר האור כטריליון קילומטרים. זה נשמע הרבה? - אז ודאי ידהים אתכם לדעת שהגודל של היקום הוא לפחות 90 מיליארד שנות אור!

דרך אחרת להבין כמה היקום גדול היא לזכור שהמדענים נהגו לאמוד שביקום יש 100 מיליארד גלקסיות. בכל אחת מהגלקסיות הגדולות שבהן, יש 200 מיליארד כוכבים! בכל אחת!

עם השנים האומדן הזה התעדכן ומדענים כיום אומדים את מספר הגלקסיות בפי 10 מהאומדן הקודם. הם מציינים שיש ביקום כטריליון גלקסיות, כשבכל אחת מהן 200 מיליארדי כוכבים משלה.


הנה המחשה של גודל היקום ומספרי הגלקסיות הבלתי נתפסים שהוא מכיל (מתורגם):

https://youtu.be/WYQ3O8U6SMY


על מספר הגלקסיות ביקום (עברית):

https://youtu.be/wpCszeQFLDc


גודלו של היקום (מתורגם):

http://youtu.be/5NU2t5zlxQQ


מצגת וידאו על גודל של היקום (עברית):

http://youtu.be/iPRWBT169OY


הדגמה של יציאה מכדור הארץ אל כל היקום וכמה גדולים ההבדלים ביניהם:

https://youtu.be/HiN6Ag5-DrU?t=6s


וסרט תיעודי על גודלו של היקום:

https://youtu.be/yaX4iGw-b_Y?long=yes

חישוב כמויות החומרים בחלל, עיסוק מדעי חשוב של אסטרופיזיקאים, נעשה בדרכים שונות. הוא לוקח בחשבון תופעות כמו כוח כבידה ומהירות. במהלך השנים העלו חישובי הפיזיקאים שוב ושוב את הממצא שחסרה בחלל כמות אדירה של חומר, שלא ניתן להסביר. כדי להסביר זאת ניסו המדענים להעלות תיאוריות שונות. בתחומים כה מורכבים כמו חקר היקום, התיאוריות הללו מועלות לא פעם מבלי שיש ממצאים שמוכיחים אותן והמדענים מנסים במשך שנים להוכיחן או להוכיח שאינן נכונות..

אחת התיאוריות שהועלו היא תיאוריית החומר האפל (Dark Matter). לפי תיאוריה זו יש בחלל חומר בלתי נראה, החומר האפל, שהמדענים מניחים שהוא נמצא בשפע בחלל החיצון, אך אין להם שום אפשרות לצפות בו.

החומר האפל נקרא כך מכיוון שלא ניתן לראותו בצפייה ישירה. בכך הוא שונה מחומרים בחלל שבהם אפשר לצפות, כמו כוכבים, ענני גז וחומר בין-כוכבי. משום כך משערים החוקרים שאם החומר האפל אכן קיים, הרי שאין בו אלקטרומגנטיות, כלומר הוא לא פולט ולא בולע קרינה אלקטרומגנטית שניתן לצפות בה בצפיה ישירה, מה שמאפשר היה לזהותו בחלל. מצד שני יש לו משקל והוא קיים.

החוקרים מניחים שחומר כזה יכול להיות ההסבר האפשרי לתופעות הקשורות בכבידה בחלל, שאין להן הסבר שניתן כרגע לבדוק באופן מדעי. זוהי רק אחת התאוריות האפשריות ואין הוכחות לאמיתותה.

ישנן תיאוריות אחרות וסביר להניח שייקח זמן עד שיצטברו נתונים ויימצאו כלי מחקר שיאפשרו להתמקד באחת מהן ולמצוא אותה כמסבירה טוב יותר את המציאות והנתונים מהאחרות.

האם החומר האפל קיים ומהו בדיוק? - אלה חלק מהבעיות הבלתי פתורות והמשמעותיות ביותר באסטרופיזיקה של ימינו.


הנה סיפורו של החומר האפל (מתורגם):

https://youtu.be/P5WACfIb-qk


וגילויו של החומר האפל בגלקסיות שבחלל (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs

מדענים משערים שהיקום כל כך גדול שיש בו יותר כוכבים ממספר גרגרי החול שבכל חופי העולם.

ההשערה הזו גורסת שהמרחק בין כוכב לכוכב הוא של טריליוני קילומטרים.

די הרבה, נכון? - אם אתם רוצים את זה במספר אז האומדן הוא שיש ביקום לא פחות כוכבים מהמספר הבא:

20,000,000,000,000,000,000,000

במילים ניתן לומר שמספר הכוכבים המוערך כיום ביקום כולו הוא בערך 20,000 מיליארד מיליארדים.

המתמטיקאים יקראו למספר הזה פעמיים 10 בחזקת 22.


הבה נבין את גודל היקום באמצעות מסע בין כוכבים, גלקסיות, צבירי על ומיליארד שנות אור (עברית):

http://youtu.be/syMniysoBDU?t=59s


שוב אומדן גרגרי החול לכוכבי היקום כולו:

https://youtu.be/sJ_tZr0D2pk


אומדן נוסף לכמה גלקסיות יש ביקום? (עברית)

https://youtu.be/wpCszeQFLDc


ועוד דיון על הנושא:

https://youtu.be/vh8-ZUIX_1o

התיאוריה המקובלת כיום גורסת שהיקום החל מפיצוץ עצום, שהחוקרים מכנים "המפץ הגדול". בפיצוץ זה התפוצץ גוף זעיר והפך לפצצת אנרגיה עצומה. אגב גודלו של הגוף שיצר את כל היקום שמוכר לנו היה על פי התיאוריה כגודל של נקודה בסוף המשפט הזה, או כגודלו של כדור קטנטן ודחוס ביותר. מה שהיה מיוחד בנקודה הזו היא הצפיפות האינסופית שלה.

חלקיו ורסיסיו של אותו כדור זעיר בגודל נקודה, הולכים ומתפשטים ומתרחבים עד היום הזה. במשך מיליוני שנים הרסיסים והשברים של המפץ הגדול ההוא, הפכו לענני גזים שהתחברו והפכו לאינספור כוכבים, ירחים, גלקסיות ואבק חללי. כל היקום נוצר ממנה. מדהים?

המפץ הגדול, לפי התיאוריה, התרחש לפני כ-13.7 מיליארד שנה. אולי קשה להאמין ברעיון הזה. אפילו השם "המפץ הגדול", ניתן לתיאוריה הזו על ידי אסטרונום אנגלי שזלזל בה, אחרי שהאסטרונום הבלגי ז'ורז' למטר (Georges Lemaître) הגה אותה. אבל בהדרגה תפס הרעיון "המשוגע" שכל היקום נוצר מפיצוץ גדול כזה, של עצם כה קטן וכמו שקורה לעיתים במדע, עם הזמן הפכו מרבית המדענים שמתמחים באסטרופיזיקה לחסידי תיאוריית "המפץ הגדול" והיום היא התיאוריה השלטת לגבי הדרך שבה נוצר היקום.


הנה הסבר על לידתו של היקום (מתורגם):

http://youtu.be/DmUiCweDic4?t=14s


הנה תגליתו של האבל על לידת היקום, מפי סטיבן הוקינג:

http://youtu.be/ePkPYA4AQ3o?t=2m14s


והנה היווצרות היקום וכדור הארץ:

http://youtu.be/I26DZMxas9c

בימי הביניים האמינו המדענים שהיקום הוא קטן. התגליות של קופרניקוס וניוטון הראו שבנוסף לכדור הארץ יש כוכבים רבים במערכת השמש וביקום שמסביב עוד המוני כוכבים נוספים. המדען אדווין האבל גילה רק במאה ה-20 שהיקום הולך ומתפשט כל הזמן ומשתנה בלי הפסקה והוא כלל איננו קבוע בצורתו ובגודלו.

אבל איך זה קשור לחומרים שמהם עשוי היקום שלנו?

ובכן, בעשורים האחרונים התגלה שהחומר שממנו עשויים הכוכבים, הגלקסיות וכל מה שחי עליהם הוא בערך 5% מהחומר שקיים ביקום. הממצא המדהים הזה העלה את השאלה מהו החומר שממנו מורכבים שאר 95% של היקום. מה דעתכם?

בשנות ה-60 של המאה הקודמת גילו המדענים שגלקסיות מסתובבות במהירות עצומה. הם שאלו את עצמם כיצד הכוכבים נשארים במסלול הסיבוב ולא עפים החוצה מהגלקסיה. כוח הכבידה שהם חישבו היה קטן מדי מכדי לשמור על הכוכבים בתוך הגלקסיה.

בשנות ה-80 הגיעה חוקרת בשם ורה רובין למסקנה הבלתי נמנעת שחומר כלשהו, ככל הנראה חומר בלתי נראה, מחזיק את הכוכבים מלעוף מהמרכז החוצה, על אף שמהירותם גדולה מהצפוי על פי העקרונות המוכרים לנו.

החומר הזה זכה לשם "החומר האפל". פיסיקאים שעוסקים בתחום מעריכים שטלסקופים מאפשרים לראות כיום עד 10% מהמסה הקיימת ביקום. שאר המסה ביקום היא ככל הנראה של אותו חומר מסתורי ובלתי נראה.

בשנים שחלפו מאז צפו בכמה הזדמנויות באירועים שיתכן ואישרו את קיומו של החומר האפל הזה.

החל מניצנוץ כוכבים רחוקים בזמן שמסה לא נראית חולפת על פניהם, דרך עיוות הזמן והמרחב בגלקסיות שגורמת מסה בלתי נראית, ועד לענני גז שניתן לראות רק בטלסקופ רנטגן אבל בטלסקופ רגיל לא רואים דבר מהם - קיומו של החומר האפל הלך ונראה כעובדה.

אבל הוכחות חד משמעיות וממצאים שיאשרו את קיומו של החומר האפל לא נמצאו עדיין. אפילו לזהות מהם החלקיקים שמהם עשוי החומר הזה לא הצליחו עדיין הפיסיקאים. זה די מבלבל - לדעת שמשהו ככל הנראה קיים אבל לא למצוא מהו, משום שהוא בלתי נראה!

בכל מקרה, על פי תיאוריית החומר האפל, מעל 90% מנפח היקום הוא חלל ריק, ואקום, שכל מה שיש בו הם שדות אלקטרומגנטיים, שדות כבידה עמוסים בקרינה אלקטרומגנטית מסוגים שונים, ביניהם האור הנראה, גלי רדיו ועוד.


זה החומר שממנו עשוי היקום (מתורגם):

http://youtu.be/P5WACfIb-qk


סיפורו של החומר האפל שממלא כמעט את כל היקום (מתורגם):

http://youtu.be/HneiEA1B8ks


בסוף הכל מורכב מאטומים שמרכיבים את היקום ונוצרו כך (מתורגם):

https://youtu.be/CBZH4dMac-Q


כך מסביר החומר האפל את התצפיות הלא-צפויות של מהירות תנועת הכוכבים בגלקסיות (מתורגם):

http://youtu.be/cx7pmSBXHfs


וסרט תיעודי קצר שמציג את החומר שממנו עשוי היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes

היקום הוא בן 13.7 מיליארד שנים. זה הזמן שעבר, לפי התיאוריה, מאז "המפץ הגדול". לא צריך לומר "מזל טוב", כי זו ההערכה של המדענים ולא נתון מדויק.. ואגב, יש כוכבים שגילם, עד כמה שהדבר נשמע מוזר, הוא גדול מגילו של היקום!


כך גילו את ההוכחות לקיום המפץ הגדול ולחישוב גיל היקום (מתורגם):

http://youtu.be/oDJI4e_3PcA

איש אינו יודע מה רואים כשמגיעים לקצה היקום. המדענים יכולים רק לשער, אבל תיאוריות מוצקות שמבוססות על מידע משמעותי קשה למצוא. אחת ההשערות ואולי אף המרכזית כרגע היא שהיקום הוא אינסופי ולא מסתיים אף-פעם. זה ודאי אומר שביקום יש אינסוף כוכבים, מה שקצת לא מסתדר עם התיאוריות המקובלות על מספר הכוכבים, אך גם התיאוריות הללו אינן מבוססות דיין כדי לסתור את האינסופיות של היקום.

מה שבטוח הוא שהטענה שהיקום הוא אינסופי מזכירה מאד את התיאוריה שרווחה במשך אלפי שנים, שהיקום היה קיים תמיד. להזכיר לכולנו, רק לפני כמאה שנים הפריכה תיאוריית "המפץ הגדול" את הטענה הזו וכיום נוטים המדענים להניח שהיקום הוא יצירה בת פחות מ-15 מיליארד שנים..


הנה מסע וירטואלי מכדור הארץ ועד קצה היקום. הסרט הזה לא מדבר על מה שיש ממש בקצה היקום ומעבר לו (מתורגם):

http://youtu.be/M29wDQ_YryY


סרטון נחמד נוסף על קצה היקום:

https://youtu.be/ZyJDA9AQimw


וכאן מדובר על סופו, אבל לא הגיאוגרפי, אלא סוף קיומו של היקום (מתורגם):

https://youtu.be/itpLU7OzNV8

אין תשובה מוחלטת לגבי איך נוצר היקום ויש המון דיונים ותיאוריות על כך. רבים מהמדענים סבורים שפיצוץ עצום, שהם מכנים "המפץ הגדול", יצר את היקום שאנו מכירים, אם כי לא מדובר בפיצוץ של ממש, אלא יותר התפזרות הדרגתית ומתמשכת.

מתי זה קרה? - גיל היקום לא ידוע אם כי, בהתבססות על ניתוח קרינת הרקע הקוסמית, גיל היקום המשוער הוא כ-13.7 מיליארד שנה. (המון ערכים באאוריקה בנושא בתגית "היקום").

הערכות אומרות שיש ביקום הזה עד כ-2 טריליון גלקסיות ו-20 טריליון מיליארדי כוכבים, מספרים שלא יאומנו והם בלתי נתפסים בכל צורה שתנסו לדמיין אותם. בשביל החלב לבדו מעריכים המדענים שיש בסביבות 40 מיליארד כוכבי לכת ארציים.


כך נוצר היקום (מתורגם):

https://youtu.be/DmUiCweDic4


עוד על היווצרות היקום (מתורגם):

http://youtu.be/cPdN3_1BU1k


המשך הסרטון (מתורגם):

http://youtu.be/QqL0U9UeWFU


פיצוח סודות היקום, גרס הפיזיקאי הגאון סטיבן הוקינג, יביא להבנת כוונתו של האל (עברית):

https://youtu.be/NNoEXjnpVfA


מדענים מפורסמים שרים את ההסבר למפץ הגדול:

http://youtu.be/1HBkZPyfpdE


כך יצר המפץ הגדול את היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes


ומדוע נוצר בכלל היקום? - הרצאת טד (מתורגם):

https://youtu.be/zORUUqJd81M?long=yes

אם רוצים לדעת כיצד נראה החלל כרגע, כנראה שנצטרך להצטייד בסבלנות רבה..

ויליאם הרשל היה המדען הראשון בעולם שהבין שהמבט לחלל הוא מבט אל העבר. הוא הבין שהטלסקופ שבידיו הוא בעצם מכונת זמן סמלית, שבאופן מסוים לוקחת אותנו לזמנים אחרים. הסיבה לכך היא שאנו צופים בכוכבים כה רחוקים, שעד שאורם נגלה לנו עוברות שנים רבות.

למעשה, חלק מכוכבי השמיים הם כה רחוקים מאיתנו שאורם מגיע אלינו שנים רבות אחרי שהכוכבים הללו כבר אינם קיימים. את כוכב הצפון למשל, אנו רואים כפי שנראה לפני 400 שנה! - זה הזמן שלקח לאורו להגיע אלינו לכדור הארץ.

אותו הרשל היה אסטרונום בריטי יליד גרמניה. הוא התפרסם תודות לתגליות שונות שהחשובה שבהן היא ככל הנראה גילוי כוכב הלכת אורנוס. במהלך השנים הוא גם גילה את הקרינה התת-אדומה, מדד את גובהם של ההרים שעל הירח וקטלג ותיעד כוכבים כפולים, כמו גם עוד תגליות מעניינות באסטרונומיה.

המעניין הוא שהעבודה היומיומית של הרשל הייתה בכלל כמלחין, מוסיקאי ומורה למוסיקה. הוא ניגן בכינור, אבוב ועוגב. אמנם מרבית יצירותיו נשכחו כיום, אבל הרשל חיבר 24 סימפוניות, וקונצ'רטי רבים ולא מעט מוסיקה דתית נוצרית, על אף שהיה לפחות חצי יהודי. אגב, גם 3 אחיו ג'ייקוב, אלכסנדר ודיטריך, הופיעו כמוסיקאים בעירם באת'.


הנה הזמן ביקום ובחלל שמה שאני רואים בו הוא למעשה היסטוריה:

https://youtu.be/nl8naKR51xA


והסבר על מאות השנים שלוקח לאור להגיע מהחלל אלינו:

http://youtu.be/M9CjmywZ3yQ

בשנת 1912, כשהחוקר ויקטור הס ריחף בכדור פורח, הוא גילה תופעה מדהימה: אנרגיה גרעינית באוויר. זה החל כשהוא המריא לגובה של 5 קילומטרים וגילה שהקרינה בגבהים היא כפולה ויותר מזו שבגובה הנמוך יותר.

בכך הפריך הס את ההנחה הקודמת שהקרינה תדעך ככל שאנו גובהים ומתרחקים מכדור הארץ. סברה זו הניחה שכדור הארץ הוא מקור הקרינה.

החוקר גם הבין בהמשך שהוא עלה על תגלית מעניינת, שכן הוא הבין שאותה אנרגיה גרעינית שהוא גילה באוויר מגיעה מהחלל. אך משהעמיק במחקר הוא הבין שמקור הקרינה הזו אינו מהשמש, אלא מהחלל החיצון, כלומר מהיקום, מחוץ למערכת השמש.

אמנם עד גובה של קילומטר אחד הולכת רמת הקרינה ויורדת, אך כשממשיכים לעלות מעל גובה זה, היא עולה באופן חד. משמע - הקרינה חודרת לאטמוספרה דרך החלל החיצון. ויקטור הס גילה בכך את הקרניים הקוסמיות.

התגלית של הס פתחה את השער לתגליות חדשות בתחום הפיזיקה הגרעינית. לימים היא גם תזכה אותו בפרס נובל לפיזיקה.

כ-10 שנים אחר-כך יאמת רוברט מיליקן את ממצאיו של הס וייתן לקרינה הזו את השם "קרינה קוסמית". זה יסייע לפתוח שורה גדולה של מחקרים בנושא.

הפיזיקאים רואים בקרניים הקוסמיות הללו מעין שליחי מידע מהחלל. הקרניים הללו מביאות איתן ידע על החלל החיצון והרחוק יותר, זה ששום טלסקופ או לוויין לא יכול לראות.

אגב, על חייו האישיים של ויקטור הס לא הקלו הקרניים הקוסמיות ופרס הנובל יותר מדי. אשתו הייתה יהודיה והאנטישמיות הגוברת בהשפעת היטלר, גרמה לו קשיים ופחד. בשנת 1938 הוא נמלט מאוסטריה אל ארצות הברית, בה בילה את שארית חייו והפך למדען אמריקאי.


הנה סיפורה של קרינת היקום וקרניים קוסמיות מהחלל (עברית):

https://youtu.be/91801Y1lsCg


כך התגלתה הקרינה הקוסמית:

https://youtu.be/dmyGzaB8DFo


מה שסוכנות נאס"א יודעת לספר על קרינת היקום הקוסמית:

https://youtu.be/IGkn4v8ar4M


מקור הקרניים הקוסמיות שמייצרות את הקרינה היקומית הזו:

https://youtu.be/N1CxA7r-4oc


וסרט תיעודי על הקרינה הקוסמית של היקום:

https://youtu.be/k_wt5AFjRQo?long=yes

מדענים גילו והקליטו בתחילת 2014 הד מהמפץ הגדול. (על המפץ עצמו קראו באאוריקה בתגית "המפץ הגדול"). הדי המפץ הגדול הם תנודות של גלי גרביטציה, הדים של רעש המפץ האימתני שיצר את כל היקום שסובב אותנו. המדענים מכנים את ההדים שהקליטו "גלי כבידה קדמונים".

גלי הקול החלליים הללו היו המרכיב החסר בתיאוריה שהסבירה שפיצוץ של חומר דחוס מאד יצר את היקום, לפני כמעט 14 מיליארד שנה, יקום שמאז ממשיך ומתרחב. אמנם תיאוריית המפץ הגדול הוכחה מעל לכל ספק ובמחקרים שונים ובלתי תלויים, אך חשוב מאד שהתגלו ההדים הללו, שנחזו באופן תאורטי ועתה הוכחו גם הם כקיימים.

במחקר שימש את החוקרים טלסקופ שממוקם בקוטב הדרומי ושמו BICEP-2. בעזרתו הם הצליחו לגלות גלי-כוח-כבידה, שרצים בחלל כבר מיליארדי שנים, מאז הרגע שבו התרחש המפץ הגדול.


הנה סיפור התגלית המדהימה שהתגלתה ממש במקרה עוד בשנות ה-60:

https://youtu.be/cPalHdzsImc


סימולציה של הצליל:

https://youtu.be/1OpNI5DjxC0


תיאור הצליל עצמו:

https://youtu.be/kpchtF6KnMg


הממצא שמהווה "אקדח מעשן" (הוכחה) להתרחשות המפץ הגדול:

http://youtu.be/y7-_Bi8aSxY


והסבר מדעי מורכב לתופעת ההדים מהמפץ הגדול:

http://youtu.be/4IlBNJbCzfk

היקום (The Universe) שבו אנו נמצאים הוא גדול מאד, הרבה יותר גדול מיכולת התפיסה האנושית. בעבר התעסקו לא מעט סופרי מדע בדיוני באפשרות שקיימת מציאות חלופית לשלנו. לפיהם הרעיון הספרותי הזה, בעולם מקביל כלשהו יש עוד אחד מכל אחד מאיתנו והוא מתנהל באופן דומה אך שונה משלנו. משפטים כמו "בעולם מקביל יכולת לאהוב אותי" החלו להישמע פה ושם אצל אוהבים ונבגדים ונתנו חומר מחשבה לבני-זוג רבים בעולמנו.

האם בכלל יתכן עולם מקביל? - ואם המציאות החלופית קיימת אז ייתכן גם שקיים העתיד החלופי. זה לא ממש שינה לאיש, כי עולם המדע הבדיוני אהב את האפשרויות שסיפק הדימיון המקביל הזה...

בשנים האחרונות נראה שגם המדע גילה את ריבוי היקומים (Multiverse) ואת היקומים המקבילים. יותר ויותר חוקרים ומדענים מתחום האסטרופיזיקה מתחילים להסכים שקיומם של יקומים נוספים הוא אפשרי, גם על פי חוקי הפיזיקה הנוקשים. האמת היא שכבר במאה ה-13 טען בישופ צרפתי שברצונו של אלוהים ייבראו עוד ועוד עולמות. אבל במדע לא מתעסקים בהכרזות דתיות שאין בצידן שום תיאוריה מדעית או ידע, זולת אמונה וסגידה לאל.

אבל במאה ה-21 הגיע הידע המדעי התיאורטי לרמה שבה ניתן להעריך שתיאוריות של ריבוי יקומים הן סבירות ואולי אף יותר מכך. בין התיאוריות של ריבוי היקומים עולים רעיונות מעניינים, כמו זה של תיאוריית ה"אינפלציה הכאוטית" של היקום הצעיר, שלפיה הביא המפץ הגדול להיווצרותן של בועות יקומים רבות. לפי תיאוריה זו ממשיכה כל אחת מהבועות הללו להתרחב, ללא קשר לבועות היקום האחרות.

"היפותזת ריבוי העולמות", עוד תיאוריה מאתגרת מחשבה, טוענת שלאחר כל מדידה ביקום מתקיימים פיצולים קוונטיים שלו. מכל פיצול נוצרים יקומים שונים וכל אחד מהם ממשיך לעתיד אחר ושונה מהיקומים האחרים. קיימים עוד רעיונות מעניינים ומרתקים בעולם המחקר הזה. לפעמים נראה שאפילו לחוקרים בתחומים תיאורטיים אחרים בפיזיקה, כמו "תורת המיתרים" או ה"סופר-סימטריה" יש מה לומר בנושא.

עוד רעיון מדהים שנובע מחלק מהרעיונות הללו, היא הטענה שבמולטיוורס הזה, ריבוי היקומים, מתקיימים עותקים של החיים שלנו עצמנו, עותקים שכל אחד מתקיים ביקום אחר. בלתי נתפס ככל שזה נשמע, יתכן שאי-שם, ביקום אחר, מתקיים לו אדם שהוא אתה או אדם אחר שהוא את.

ואולי, אם אנו בפתחו של עידן בו יפותחו סימולציות של עולמות עשירים ומלאים, אליהם נוכל להיכנס כדי לבלות וליהנות, אולי גם העולם שבו אנו חיים כרגע הוא בכלל סימולציה? (הציצו בסרטון השני)

עוד טענה מסקרנת של חלק מהמדענים העוסקים ביקומים מרובים היא שחור תולעת יכול להוות מעין מסדרון בין יקום אחד למשנהו. מדהים לחשוב ש"חורי התולעת", עוד מרכיב בתיאוריה מעניינת שנחקרת במרץ על ידי האסטרופיזיקאים של זמננו, יוכלו להוביל אותנו מיקום אחד ליקום שני, במשהו כמו "מעלית יקומים", או איזה שם טרחני אחר שיכולנו להמציא...


הנה הסבר לתיאוריית המיתרים (מתורגם):

https://youtu.be/Da-2h2B4faU?long=yes


האפשרות לקיומם של יקומים מקבילים (מתורגם):

https://youtu.be/a1bWKZFP2Tc


האם יכול להיות שאנו חיים בסימולציה? (מתורגם):

https://youtu.be/tlTKTTt47WE


וסרט ארוך על היקומים הנוספים האפשריים - היקומים המקבילים:

https://youtu.be/8lRBWvBPQRw?long=yes

שומר המסך בוינק או סט"י בבית (באנגלית: SETI@home) הוא למעשה פרויקט קהילתי עולמי לחיפוש של חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ.

מדובר בתוכנה שמתקינים משתמשי מחשבים, לכאורה כדי לשמור על המסך שלהם מצריבת התמונה. אך בזמן ששומר המסך פועל הוא מנצל את יכולת המחשב שעליו הוא מותקן כדי לנתח כמויות עצומות של אותות-רדיו שמגיעים מהחלל ושנאספו על ידי מצפה הכוכבים ארסיבו - מעל 100 מיליון נתונים בשנייה!

כוח המחשוב הדרוש לניתוח כמות הנתונים היומית המתקבלת מארסיבו הוא עצום. על ידי חלוקת העבודה למחשביהם של מיליוני גולשים יכול המדע לנתח את הנתונים בעלויות מזעריות וגם למשתמשי התוכנה לא נגרם כל נזק כלכלי.

בעקבות הצלחת הפרויקט פותחה תוכנת בוינק, שמאפשרת להשתמש במחשבים אישיים בצורה דומה, כדי לסייע במחקרים למציאת תרופות למחלת הסרטן, למחלת האיידס ועוד.


#על סט"י
הגוף המכונה סט"י, קיצור של Search for Extraterrestrial Intelligence, הוא מכון אמריקאי בלי מטרות רווח שהוקם לפני כמה עשרות שנים על ידי קבוצת אסטרונומים, כדי לקדם את המחקר המדעי של החיים ביקום.

מי שהקימו את סט"י היו כמה אנשי טכנולוגיה ועסקים מעמק הסיליקון והוא ממומן מחסויות ותרומות של אנשים וגופים פרטיים. עם השנים הצטרפו אליהם קבוצות מדענים מארה"ב ומכל העולם כולו.

חוקרי סט"י משתמשים בצלחות רדיו גדולות שעל הקרקע ובלוויינים וטלסקופים בחלל, כדי לחקור במסגרת הפרויקטים של סט"י בשלל תחומים.

את עיקר המאמץ מכוונים חוקרי הפרויקטים הללו לקליטה של אותות רדיו שיכולים להיות מסרים מציביליזציות רחוקות. זאת לצד פעילות מתמדת של סריקת השמיים, על מנת לנסות ולאתר כוכבי לכת בעלי סביבה ארצית שעשויה להכיל חיים כמו אלו שעל פני כדור הארץ.


הנה מצגת על פרויקט SETI@home שמזמינה להשתתף במאמצי הפענוח של המידע מהחלל:

http://youtu.be/GI6dLQFve3c


תוכנת בוינק שניתן לתרום בעזרתה כוח מחשוב מהמחשב האישי, גם לפרויקטים אחרים:

http://youtu.be/--Vy5ee7DwE


אנשים שנלהבים מהתוכנה במחשב הביתי שלהם:

http://youtu.be/knYu5Ld_CRA


והרצאה שמסבירה מה התוכנה עושה:

http://youtu.be/_aIJV5aQR68

לא בטוח שיש מרכז ליקום ושיימצא מרכז כזה אך בכל מקרה ההשערה לגבי מרכז היקום השתנתה לאורך ההיסטוריה.

בזמנים קדומים חשבו שכדור הארץ הוא מרכז היקום וכך תפסו את העולם כולו. היה זה תלמי שהצליח לאסוף הרבה נתונים שתמכו בתיאוריה הזו ולכאורה להוכיחה.

יותר מאלף שנה אחר כך, בשנת 1543, היה זה המדען הפולני קופרניקוס מי ששינה את התפיסה והסביר שהשמש היא מרכז היקום. זה הסתדר עם תצפיותיו השונות, אבל לא היו לכך הוכחות חד-משמעיות. התיאוריה שלו נקראה המודל ההליוצנטרי והמודל הזה היה מנוגד למודל הגאוצנטרי, שלפיו האמינו תמיד שכדור הארץ הוא מרכז היקום.

בשנת 1580 נעשה עוד צעד, כשנזיר איטלקי בשם ברונו העלה סברה שהיקום הוא אינסופי ושלמעשה הכוכבים שאנו רואים בשמיים הם שמשות. בתור עונש על הסברה הזו הוציאה אותו הכנסייה להורג, אבל במאות הבאות הסתבר שהוא די צדק.

לא עברו 10 שנים אחרי מותו של ברונו וגלילאו החל לצפות בטלסקופ שלו והצטרף גם הוא לחסידי הגישה שאומרת שכדור הארץ כלל אינו מרכז היקום.

כיום מסבירה תיאוריית המפץ הגדול שהחלל כולו התפוצץ והוא הולך ומתרחב לעבר אינסוף, כך שקשה לטעון שיש לו מרכז של ממש.


הנה השינויים במהלך השנים, בהתייחסות לתפיסת מרכז היקום (מתורגם):

http://youtu.be/rIVkvrEiVm0?t=14s


קופרניקוס שינה את הבנת מרכז היקום ויצר את המהפכה המדעית שהביאה את המדע, הנאורות והטכנולוגיה המודרניים לשיאים (מתורגם):

https://youtu.be/bx6J2D96mCw?t=45s


ועוד הדגמה של זה:

http://youtu.be/W4c-gX9MT1Q