קוסמולוג מציע שיטה לבחינת תיאוריית המיתרים
התיאוריה גורסת שכל החומר ביקום מורכב מחוטים קטנטנים בעלי ממד אחד, הקרויים מיתרים. פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה מאילינוי מצא פתרון לבחינתה - באמצעות תצפיות של מערך טלסקופי רדיו יקר למדי
בעוד תורת היחסות הכללית עושה עבודה טובה בסיפוק תובנות בנוגע למפץ הגדול והיווצרות כוכבים, גלקסיות וחורים שחורים, התיאוריה אינה עוזרת במיוחד כאשר זה נוגע לפרטים הקטנים. ישנן מספר תיאוריות בנוגע לאבני היסוד הבסיסיות של כל מה שקיים. מספר פיזיקאים בתחום הקוונטים מציעים את תורת המיתרים בתור התיאוריה של "הכל".
התיאוריה גורסת שכל החומר ביקום מורכב מחוטים קטנטנים בעלי ממד אחד הקרויים מיתרים. לרוע המזל, על פי התיאוריה אותם מיתרים אמורים להיות באורך של מיליונית הביליונית של הביליונית של בליונית הסנטימטר. מיתרים הם קטנים מדי כדי
שאפשר יהיה לאתר אותם באמצעות טכנולוגית הפיזיקה הקיימת, לכן אלו שדוגלים בתורת המיתרים צריכים למצוא דרכים יותר מתוחכמות לבחינת התיאוריה מאשר למצוא את המיתרים בלבד.
עוד ב"הידען": הננו-לווין הישראלי ISAT ישוגר מהודו בסוף השנה
ובכן, לקוסמולוג אחד יש רעיון: בנג'מין וולדנט, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה מאוניברסיטת אילינוי אומר שהאור העתיק שנוצר בתחילת היקום נספג באטומי מימן ניטרליים. באמצעות צפייה באטומים הללו, תחזיות מסוימות הנובעות מתורת המיתרים יכולות להבחן.
אך על מנת לקחת את המדידות הנדרשות יש צורך לבנות מערך עצום של רדיו-טלסקופים שיבנו על הקרקע, בחלל או על הירח. וזה יהיה באמת עצום: וולדנט מציע מערך רדיו-טלסקופים שיתפרס על פני מרחק של 1,000 קמ"ר. מערך כזה יכול להבנות באמצעות טכנולוגיה קיימת, אומר וולדנט, אך זה יהיה יקר מדי.
כך שלעת עתה, גם תורת המיתרים וגם הדרך לבחינתה הן היפותטיות לחלוטין. לפי וולדנט, מה שיחפשו במערך הטלסקופים העצום זה סממני ספיגה בספקטרום 21 הסנטימטר של אטומי מימן ניטרליים.
עוד ב"הידען": מפעילת לוויינים אמריקנית מבקשת לרכוש את חברת חלל הישראלית
חוטים אינסופיים
"תצפיות 21 הסנטימטרים המוסחים לאדום בשיעור גבוה מספקות חלון תצפית נדיר לבחינת תורת המיתרים, לתחום את הפרמטרים שלה, ולהראות האם זה הגיוני או לא לשבץ סוג מסוים של התפשטות — התפשטות ממברנות (brane inflation) – בתוך תורת המיתרים," אומר וונדלט. "על פי התחזית, אם נשבץ את התפשטות הממברנות בתורת המיתרים, רשת מיתרים קוסמיים אמורה להיווצר. אנו יכולים לבחון תחזית זו בכך שנחפש את ההשפעה שיש לרשת המיתרים הקוסמיים על צפיפות המימן הניטרלי ביקום".
כ-400,000 שנים לאחר המפץ הגדול, היקום הכיל מעטפת דקה של אטומי מימן ניטרליים (כל אטום הכיל פרוטון בודד שסביבו נע אלקטרון בודד) והואר ע"י מה שהיום אנו מכנים קרינת הרקע הקוסמית.
בגלל שאטומי מימן ניטרליים סופגים בקלות קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של 21 סנטימטר, קרינת הרקע הקוסמית נושאת מעין חתימה של עיוותי הצפיפות במעטפת המימן, ושאמורה להיות אפשרית
לגילוי כיום, אומר וונדלט.
עוד ב"הידען": IBM תספק בפעם הראשונה מחשב-על לרוסיה
המיתרים הקוסמיים
מיתרים קוסמיים הם חוטים בעלי אורך אינסופי. וונדלט משווה אותם לגבולות גבישי קריסטל במים קפואים. כאשר מים בקערה מתחילים לקפוא, גבישי הקרח יתהוו בנקודות שונות בקערה, באורינטציות משתנות. כאשר גבישי הקרח נפגשים, הם בדרך כלל אינם מיושרים זה לפי זה. הגבולות הנוצרים כתוצאה משני גבישים בלתי מיושרים נקראים אי-רציפות או ליקוי. מיתרים קוסמיים הם ליקוי כזה בחלל. תורת המיתרים חוזה שרשת של מיתרים נוצרה ביקום הקדום, אך הדבר לא אומת עד כה. מיתרים קוסמיים יוצרים תנודות בצפיפות הגז בו הם עוברים. חתימה שלהם, על פי וונדלט, תהיה טבועה בקרינת 21 הס"מ.
כמו קרינת הרקע הקוסמית, קרינת 21 הסנטימטרים הקוסמית נמתחה ככל שהיקום התרחב. כיום, לשרידי הקרינה יש אורך גל הקרוב יותר ל-21 מטר, והיא שייכת לאגף גלי הרדיו הארוכים בספקטרום האלקטרומגנטי. אם כזה מערך טלסקופים ענק יבנה לבסוף, מדידות של עיוותים בצפיפות של אטומי מימן ניטרליים עשויים גם לחשוף את ערך מתיחות המיתר, קבוע בסיסי בתורת המיתרים, סבור וונדלט. "זה יספר לנו על רמות האנרגיה בהן כבידה קוונטית מתחילה להיות חשובה", הוא אומר.
עוד ב"הידען": חשש לפגיעה במדע ובטכנולוגיה בשל הפחתה במלאי גז ההליום
אך תקפות הניסוי נשארת בסימן שאלה. בנוסף, האם ניתן "לכווץ" את המערך לחיפוש אזורים קטנים של קרינת 21 הסנטימטרים? או לחלופין, האם ניתן לבנות מכשיר בדומה ללווין הגישוש לאנאיזוטרופיה בגלי המיקרו על שם וילקינסון (WMAP - Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) על מנת לסרוק את כל השמיים כדי למצוא את הקרינה הזו?
וונדלט, ותלמיד המחקר רישי חטרי פרסמו את הניסוי המוצע במאמר שהתקבל לפרסום בכתב העת Physical Review Letters, והוא עדין אינו מאושר לצפייה ציבורית.
לפנייה לכתב/ת 
