צפו במפת היקום המקומי

בימים אלה מתפרסמת עבודה מקיפה שעיקרה מיפוי הגלקסיות ביקום ה"קרוב" אלינו. מדובר אמנם בכ-2700 גלקסיות המצויות במרחק של כ-100 מיליון שנות אור מאיתנו, אך בהשוואה לגודלו הנראה של היקום העומד על קרוב ל-14 מיליארד שנות אור, בהחלט מדובר על מיפוי השכונה המקומית שלנו. לעבודה מתלווה סרטון שהפך לפופולרי מאוד ברשת שמתאר בצורה גרפית ויזואלית, את המבנה של היקום הקרוב אלינו, ומה שיותר חשוב, את התפלגות צפיפות החומר.

הסרטון הוא חישוב מדויק של מהירות הגלקסיות באיזורינו, מנוכה ממהירות התפשטות היקום. מהירות זו, יכולה להיות מושפעת רק מהתפלגות צפיפות המסה ביקום, המשפיעה על הגלקסיות, מהירותן וכיוון תנועתן. בכתיבת המאמר העומד להתפרסם באסטרונומיקל ז'ורנל, שותפים הלן ודניס קורטווה, דניאל פומרד, ברנט טאלי ופרופ' יהודה הופמן מהאוניברסיטה העברית בירושלים.  

הייקום מתפשט ומאיץ

לפני כמעט 100 שנים, מצא אדווין האבל שהיקום מתפשט. האבל, שהבין שהכתמים הקטנים, הערפיליים, הנראים מבעד לטלסקופ, הם גלקסיות רחוקות. האבל מצא קשר שבין מרחקן של הגלקסיות מאיתנו ולמהירות שבה הן בורחות מאיתנו – הוא הבחין שככל שהגלקסיה מרוחקת מאיתנו, כך היא מתרחקת מהר יותר. היחס בין מהירות הגלקסיות מאיתנו למרחקן קרוי קבוע האבל. ממש באותם שנים, הביאה תגליתו של האבל לניצני ההכרה בעובדה שהיקום שלנו מתפשט וכי התפשטותו נובעת מאירוע בעבר הקרוי – המפץ הגדול.

אחת ההשערות היותר מרתקות לגבי מבנה היקום והחומר שבו היא הימצאותם של חומר אפל וכן אנרגיה אפילה. ההשערה לגבי קיומו של חומר אפל היא ממחצית המאה הקודמת, כאשר אחת העדויות התצפיתניות לכך היא מהירות סיבובן של גלקסיות סביב צירן, שאי אפשר להסבירה רק בהשפעה של החומר הנראה. לפני כמה שנים הראו מדענים, על ידי מדידת מרחקים מדויקת של גלקסיות רחוקות באמצעות תצפיות בכוכבים מתפוצצים, סופר נובות, שלא רק שהיקום מתפשט, אלא אף מאיץ.

2700 גלקסיות במסך שלכם

 "הסרטון מהווה סיכום וויזואלי של מאמר שהתקבל לפרסום באסטרונומיקל ז'ורנאל", מספר לי הופמן, "שמבוסס על שיתוף פעולה בין מדענים שהחל לפני כ-8 שנים, כאשר החל מיפוי של גלקסיות בסביבה הקרובה אלינו. במחקר המאוד סיזיפי מופו כ-2700 גלקסיות המצויות במרחק של עד כ-100 מיליון שנות אור מאיתנו".

"מדידת מרחקן של הגלקסיות, שמהוות רק מדגם קטן של כלל הגלקסיות בסביבתנו הקרוב מאפשרת מיפוי תלת ממדי של שדה צפיפות החומר ביקום, כולל החומר האפל, ושל שדה המהירויות בסביבתנו "הקרובה”. התפלגות החומר ושדה המהירויות קשורות זו בזו – היווצרותן של גלקסיות וצבירי גלקסיות כרוכה בתנועה של חומר, ולכן יוצרת את את שדה המהירויות. מאידך, שדה המהירויות גורם לתנועת החומר ולכן להיווצרות מבנים ביקום".

"עיקר המאמץ התצפיתי מושקע במדידת מרחקן של אותן 2700 גלקסיות, מאמץ המשלב תצפיות על ידי טלסקופים אופטיים וטלסקופי רדיו. בהינתן מרחקה של גלקסיה ניתן בקלות יחסית לקבוע את רכיב המהירות לאורך קו הראיה – בניכוי המהירות שבה אמורה הייתה הגלקסיה לנוע עקב התפשטות היקום. ניתוח מהירויות אלו מאפשר לשחזר את התפלגות החומר האפל ביקום הקרוב לנו ואת תנועתו".

"כן. למשל הקבוצה הקטנה של הגלקסיות שלנו, המונה כמה עשרות וכן הצביר הגדול של קבוצת בתולה, המונה כאלף גלקסיות, נעים לכיוון מסוים שאנו קוראים לו – המושך הגדול. זו גם תנועתנו שלנו ביחס לקרינת הרקע הקוסמולוגית".

מכונת זמן גלקטית

הומפן אומר שאפשר להסיק מהסרטון גם על העבר, "בהינתן ההבנה התאורטית שלנו על התפתחות הייקום אנחנו יכולים להכניס את מבנה היקום הקרוב שגילינו (ושמוצג בסרט) למעין מכונת זמן שלוקחת את המבנה העכשיו אל ימיו הבראשיתיים של היקום, בימים של טרם יצירת הגלקסיות והכוכבים. את מבנה היקום הבראשיתי אנחנו מזינים כתנאי התחלה לסימולציות מחשב שלוקחות אותנו, על המחשב, מאותם ימים קדומים ועד היום. השוואת המבנה המתקבל מחשב עם היקום האמיתי מאפשרת לנו לבנות תאוריות על היווצרות היקום.

"זה סיפור מרתק שבו האסטרונומים מספרים לתאורטיקנים כצד נראה היקום היום, התאורטיקנים לוקחים את הסיפור במכונת-זמן לעבר הרחוק ואחר-כך בעזרת סימולציות מחשב מחזירים את היקום לזמננו הנוכחי. אז נפגשים האסטרונומים והתיאורטיקנים, משווים תוצאות מאששים תאוריות קיימות, או מפריכים אותן ומחפשים תאוריות חדשות. מחקר זה מתבצע בשיתוף פעולה של מכון רקח לפיזיקה, האוניברסיטה העברית, עם קבוצה במכון האסטרופיזיקלי של פוטסדם, גרמניה, ואוניברסיטה אוטונומה במדריד, ספרד. כאשר את הדמיות המחשב אפשר לראות באתר האינטרנט שלנו"

מידע נוסף על אירועים בשמי ישראל וכן מפת כוכבים מסתובבת להורדה ואת ספר השנה האסטרונומי לשנת 2013, הכולל את כל האירועים האסטרונומיים לשנת 2013 אפשר למצוא בלוח השנה האסטרונומי לשמי ישראל.