בחלל‏ > ‏

גילוי סודות היקום

גילוי סודות היקום  \  אהוד קלפון

מאז ומתמיד, ניסה האדם לדמיין ולתאר איך נוצר היקום, איך נברא העולם, האם קיימים עולמות אחרים בין כוכבי השמים ועוד שאלות ותהיות על תכלית קיומו הוא בעולם הזה. חוקרים ומדענים רבים, העלו השערות, על  האופן שבו נוצר היקום ומערכת השמש, ועל דרכי התפתחות היצורים החיים והאדם, על פני כדור הארץ.

לפני עשרים שנה, התחילו בתכנון ובניה, של מאיץ החלקיקים הגדול בעולם, כדי  לחקור את מבנה גרעין האטום על כל חלקיקיו. המטרה היא ליצור תנאים דומים לאלה ששררו מיד לאחר המפץ הגדול (ובריאת היקום) וללמוד על מבנה החומר שהתקיים בו. המדענים רוצים למצוא את חלקיקי היסוד של החומר, לאמת או לסתור את התפיסות היסודיות שלנו על היווצרות היקום ועל תהליך התפתחותו. 

בעשרה בספטמבר 2008 , התחילו החוקרים לערוך את הניסוי הגדול ביותר בסוגו בעולם, המכוון למטרה זו. הם שלחו קרן פרוטונים כמעט במהירות האור (מהירות האור = 300,000  ק"מ  בשנייה) במנהרה תת קרקעית מעגלית, שאורכה 27  ק"מ. המנהרה נחפרה בעומק של כמאה מטרים מתחת לשדות חקלאיים, על גבול שוויץ – צרפת. מפצח הגרעינים הענק שבמנהרה, בנוי מסדרה של שפופרות, שתפקידן לכוון פרוטונים ויוני עופרת (Hardons), וכן מגנטים שתפקידם להאיץ אותם כמעט למהירות האור, ולגרום להתנגשותם.  

פרויקט מאיץ החלקיקים (הדרונים) הגדול – Large Hadron Collider  (LHC), מופעל על ידי חוקרים מארצות רבות בעולם, הרוצים לפצח פרוטונים ונויטרונים שמהם משתחרים חלקיקים זעירים (קוורקים וגלואונים) החבויים בהם. תפקיד הניסויים בעזרת ( LHC ), הוא לחקות את התנאים ששררו בשניות הראשונות לאחר המפץ הגדול ולשחזר את ראשית היקום.

הניסויים נועדו לבחון את התיאוריות הפיזיקאליות העכשוויות באופן מעשי, ואולי לגלות דברים שלא חלמו עליהם. התיאוריות השונות יעמדו למבחן, ויתכן שתוצאות הניסויים יראו שהן אינן תואמות את ההשערות, ואינן מתאימות למציאות בטבע.

מעריכים שהטמפרטורה לאחר המפץ הגדול, הייתה פי מאה אלף גבוהה מהטמפרטורה של ליבת השמש שלנו כיום, שהיא 5000 מ"צ על פני השמש וכן 15 מיליון מ"צ בליבה. עם התפשטות החומר ביקום, הוא הלך והתקרר ונוצרו פרוטונים ונויטרונים בגרעיני האטומים. בשלב זה, המדענים ברחבי העולם, מחכים לתוצאות הניסויים, שישפכו אור על התיאוריות והתפיסות הקיימות היום בעולם המדע. בינתיים נודע על תקלה גדולה, שתעכב את הפעלת המאיץ, כסדרו אולי בשנת 2011. מכאן ששחזור המפץ הגדול וראשית יצירת היקום על ידי סדרת התנגשויות הפרוטונים, ידחה עד להשלמת התיקונים המורכבים. הטמפרטורה במאיץ החלקיקים היא מינוס 273.15 מ"צ, שהיא הטמפרטורה הנמוכה ביותר שאפשר להגיע אליה בחומר (זהו אפס מוחלט). זוהי נקודת האפס בסולם קלווין הבריטי שקבע בשנת 1848 , כי באופן תיאורטי אי אפשר להגיע לטמפרטורה נמוכה מזה.

אם הטמפרטורה היא כמדד של אנרגיה קינטית, הרי שבגבולה התחתון (שהוא אפס מוחלט), אין כמעט תנועת חלקיקים, ובגבולה העליון תנועת החלקיקים מגיעה למהירות האור (300 אלף ק"מ בשנייה). כאשר מקררים חומרים מסוימים לטמפרטורה של אפס מוחלט, הם הופכים למוליכי – על, כלומר בעלי יכולת להוליך זרם חשמלי ללא התנגדות. 

המדענים טוענים שידרשו מספר שבועות כדי לחמם את המקום שנפגע במאיץ החלקיקים, על מנת שיוכלו להיכנס לאזור ולתקן. לאחר התיקונים, ידרשו עוד מספר שבועות כדי להוריד את הטמפרטורה לאפס המוחלט שבה פועל המאיץ.

המדענים בעולם, מקבלים את תיאורית "המפץ הגדול" (Big Bang) ליצירת היקום, כאירוע שהתרחש לפני כשלושה עשר מיליארד שנים. על פי תיאוריה זו, כל היקום היה מרוכז בנקודה אחת בחלל, במצב של גזים דחוסים, בטמפרטורה של מיליארדי מעלות צלזיוס. לפתע התרחש פיצוץ, או "מפץ גדול" בקרב הגזים, שהלכו והתרחבו והתרחקו מהמרכז הלוהט.

החוקרים טוענים שהפיצוץ נגרם כתוצאה מעוצמת הלהט והדחיסות של החומר הגזי, באותו גרעין ראשוני. ככל שהגזים התפשטו והתרחקו, כך הלכו והתקררו והפכו ממצב של גז לחומר מוצק, כמו כוכבי הלכת שהתמצקו עם הזמן. באירופה נבנה מאיץ החלקיקים הגדול בעולם (CERN), שאמור לשחזר את התנאים ששררו מיד לאחר המפץ הגדול.

כוכבים רבים כמו השמש שלנו למשל, נשארו גזים לוהטים המפיצים חום ואור וזה ההבדל בין כוכבי "שבת" המפיצים אנרגיית חום ואור, לבין כוכבי "לכת" שאין בהם אנרגיות אלו. מעריכים, שהשמש נמצאת במחצית חייה וכבר איבדה כחצי מהאנרגיה המימנית שבה. הרבה כוכבים כמו השמש, זוהרים בעוצמת אור שונה ואחרים הגיעו לסוף דרכם וכבו מזמן.

יש חוקרים הטוענים, שהיקום  מתפשט ומתכווץ בתנועה אין סופית וכעת הוא נמצא בתהליך התפשטותו, עד שיגיע לקצה דרכו וישוב לאחור אל קריסתו. בשיא התכווצותו נוצר מפץ, הגורם להתפשטות הגזים הלוהטים ובשיא התפשטותו, התהליך מתהפך עד לנקודת ההתחלה.

החומר ביקום, אינו מתכלה ואינו הולך לאיבוד, אלא משתנה על פי מצב הצבירה שבו הוא נמצא. תיאוריה אחרת, טוענת שהיקום ממשיך להתפשט מאז המפץ הגדול והוא נע מהמרכז לכל הכיוונים, מבלי לשוב לאחור.   

מאז ומתמיד, התעניינו בני האדם במעשה בריאת העולם ומקומו של האדם בתוכו. עמים עתיקים, תיארו את הבריאה על פי הבנתם ואמונתם, במקרא יש תיאור מפורט, החוקרים ניסו לתאר זאת, על פי תצפיות ביקום והשערות מדעיות, וכעת גם על פי תוצאות הניסויים שיתקבלו במאיץ החלקיקים הגדול.

 

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 


Comments