אל קצה היקום

כשאנו מתבוננים בשמי הלילה זרועי הכוכבים, קשה לנו לתאר מה התרחש ביקום בראשית דרכו. במחקר בינלאומי חדש בראשותו של פרופ' רנן ברקנא מאוניברסיטת תל אביב נמצאה שיטה חדשה לגלות את הכוכבים הראשונים מהתקופה שבה גיל היקום היה רק כאחוז אחד מגילו הנוכחי.

עצמים שונים בחלל נגלים לנו לעין רק באיחור רב מעת הופעתם, מכיוון שלאור יכול לקחת זמן רב לעבור את המרחקים העצומים עד לכדור הארץ. לכן, ככל שנסתכל רחוק יותר ביקום, נוכל להבחין במראות קדומים יותר. הגלקסיה הרחוקה ביותר שנתגלתה עד כה נוצרה כשגילו של היקום היה 800 מיליוני שנים. אך כעת, כשגילו של היקום מוערך ב-13.7 מיליארדי שנים, יהיה אפשר לחקור כוכבים מהתקופה שבה הוא היה כבן 180 מיליוני שנים.

"ההישג הוא שהגלקסיות [בתקופה ההיא] היו קטנות מאוד, במסה של אחד חלקי מיליון ממסתה של גלקסיית שביל החלב," אומר ברקנא. בשונה מתצפיות טלסקופיות להתבוננות בכוכבים הקרובים לכדור הארץ, את הכוכבים הראשונים והרחוקים לא ניתן למדוד באופן ישיר. כדי לאתר את הגלקסיות הרחוקות, שיטת המחקר החדשה נעזרת באנטנות הקולטות גלי רדיו.

"אנחנו מנבאים שביקום המוקדם ישנם אזורים עם הרבה כוכבים ואזורים עם מעט כוכבים. קרינת הכוכבים מחממת את הגז שסביבם. גז חם פולט יותר קרינה באורך של גלי רדיו, ואותה אנו מודדים," מסביר ברקנא. לדבריו, הגז

הנפוץ ביותר ביקום הוא מימן, בעל קרינה באורך גל של 21 סנטימטרים, הנמצא בתחום גלי הרדיו. כדי לקלוט את הקרינה הזאת, החוקרים משתמשים באלפי אנטנות רדיו שאותן מכוונים למיקום מסוים בשמים. הם חייבים גם לקחת בחשבון הפרעות מכדור הארץ והחלל.

"שידורי טלוויזיה וטלפונים סלולריים יכולים לגרום להפרעות. אנחנו משתמשים באותה הטכנולוגיה של חברות התקשורת כדי לברור את השידורים המתקבלים," אומר ברקנא. לעומת זאת, לדבריו, אתגר גדול יותר הוא ההתמודדות עם קרינה באותם אורכי הגל שגלקסיית שביל החלב וגלקסיות קרובות נוספות פולטות.

השיטה שפיתחו פרופ' ברקנא וצוותו מסתמכת על ההבחנה כי קיים הבדל בין מהירויות התקדמותם של החומר האפל ושל החומר הרגיל ביקום המוקדם. "החומר הרגיל, כלומר הגז, צריך ליפול לתוך ריכוזים של חומר אפל על מנת שייווצרו כוכבים," מסביר ברקנא. כך, באזורים שבהם הפרש המהירויות הוא גדול, החומר הרגיל הצליח "להימלט" מהחומר האפל, ושם נוצרו פחות כוכבים.

במחקר נבדקה השפעתם של הפרשי מהירויות אלה באמצעות מודלים מתמטיים וסימולציות נומריות. באמצעותם יצרו ברקנא וצוותו הדמיה של ההתפלגות התלת-ממדית של הכוכבים הקדומים באופן שבו ניתן לצפות בקנה מידה גדול, המקל את מלאכת המדידה.

"המחקר עוסק בגלקסיות הנמצאות כמעט בקצה היקום," מסכם ברקנא, "יותר רחוק מזה כבר קשה מאוד להגיע."


המחקר פורסם  ב-20 ביוני 2012 בכתב העת "נייצ'ר"

לקריאת כל התגובות ברצף