סריקת CT קוסמית

בראשית היה היקום תוהו ובוהו של אנרגיה, בלא שום מבנה. וכך נשאר, למשך מיליונים רבים של שנים - כמה בדיוק? זוהי אחת התעלומות הגדולות של הקוסמולוגיה - עד שהתעבו ראשוני הכוכבים מתוך ערפל החומר, וניצתו בזוהר גרעיני כחול.

טלסקופים דומים למכונות זמן: ככל שהם משקיפים למרחק גדול יותר בחלל, כן הם מציצים אל תוך זמנים קדומים יותר. אלא שאפילו המשובחים בטלסקופים האופטיים אינם יכולים לראות את היקום כפי שהיה בגיל של פחות ממיליארד שנה. לפני זמן זה אפף אובך של גז מימן נייטרלי את המשואות הראשונות שבערו בקוסמוס עול הימים.

אבל מצפה כוכבים חדש, שיקלוט גלי רדיו, הולך ונבנה ברמת אולסטאי הגבוהה והנידחת שבמערב סין, והוא יוכל לספק בקרוב תמונות מתקופת העיצוב של היקום. המצפה מוקם במחיר הזדמנות, משום שהמתקן רחב הידיים נבנה כמעט כולו מחלקים שאפשר לקנות ברשתות למכירת ציוד אלקטרוני ביתי. הקמת המצפה, הקרוי "טלסקופ המבנה הקדמוני" או בראשי תיבות באנגלית: PaST (עבר), היא אחת מהשקעותיה הגדולות ביותר של סין עד כה באסטרונומיה תצפיתית אף על פי שמחירו רק שלושה מיליוני דולרים. המיזם נפתח ב-2003 ביוזמתם של שיאנג-פינג ווּ מהאקדמיה הסינית למדעים בבייג'ין, ג'פרי ב' פיטרסון מאוניברסיטת קרנגי מלון בפיטסבורג ואוּאֶה-לי פן מהמכון הקנדי לאסטרופיזיקה תיאורטית בטורונטו.

להלכה, PaST הוא טלסקופ, אבל מוטב לתאר אותו כניסוי. "אנחנו נקבל ממנו די נתונים בשביל להשיב על השאלות המרכזיות שלנו בתוך שבוע-שבועיים מרגע הפעלתו ב-2006," אומר פיטרסון. (עם זאת, ניתוח הנתונים יימשך שנים.) הסיבה היא שהמכשיר אינו אלא מקלט טלוויזיה ענקי, רגיש במידה שלא תיאמן.

PaST ישלב אותות רדיו שייקלטו ב-10,000 אנטנות מגבירות הערוכות בטורים שאורכם מגיע עד שלושה קילומטרים. האנטנות רחבות-התחום דומות למיליוני אנטנות הטלוויזיה הפשוטות המותקנות על הגגות, והן עולות רק 20 דולר כל אחת. מפצלי כבלים קואקסיאליים ביתיים, מותקנים במהופך, משלבים את האותות מהמוני האנטנות ומזינים אותם לסוללה של 320 מחשבי פנטיום ביתיים רגילים, המופעלים על ידי מערכת ההפעלה החינמית לינוקס. המחשבים ימזגו את הנתונים כדי ליצור תמונה ברזולוציה גבוהה של חלקת שמים בת 10 מעלות, בקרבת כוכב הצפון.

למעשה, "תמונה" אינה המלה המתאימה, כי PaST יקלוט אלפי אותות בעת ובעונה אחת, בתחום תדרי ה-VHF הרחב. המדענים כותבים תוכנה שתסנן אותות לא מעניינים - כגון אלה שמגיעים מתחנות טלוויזיה, ממטאורים ומחורים שחורים במרכזיהן של גלקסיות רחוקות - ותקבל כעין סריקת CT תלת-ממדית של היקום הבראשיתי, הטמונה לדעת התיאורטיקאים במעמקי הרעש הזה.

כשניצתו הכוכבים הראשונים, האור האולטרה-סגול שלהם עורר את אטומי המימן הניטרליים שבקרבתם, וכך החל המימן לפלוט אות רדיו קלוש בתדר 1,420 מגהרץ. אור הכוכבים שהלך והתעצם, תלש בסופו של דבר את האלקטרונים מאטומי המימן ויינן אותם.

ברבות הימים מתחה התפשטות היקום את גלי הרדיו הקדמוניים הללו, והנמיכה את התדירות שלהם ביחס ישר לגילם. לכן יכולים האסטרונומים לראות רגע מסוים בזמן ומיקום מסוים במרחב אם יכיילו את המקלט שלהם לתדר המתאים. "זה קצת דומה לארכיאולוגיה," אומר אברהם לוב מן המרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד והמכון הסמיתסוני. "אנחנו יכולים לפרוס את היקום לפרוסות ולראות שכבות יותר ויותר עתיקות ככל שאנחנו מעמיקים."

האסטרונומים מצפים ש- PaSTיגלה אובך אחיד של מימן ניטרלי בוהק בערך 200 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. האובך ייעשה יותר ויותר מנוקד בבועות של מימן מיונן - ולפיכך אפל - סביב הכוכבים הראשונים. הדמיות מחשב מלמדות שהבועות האלה התחילו להתחבר זו לזו, כמו חורים בגבינה שווייצרית, וליצור מנהרות. ערפל המימן הניטרלי התפוגג בהדרגה לערפילים פזורים שנעלמו לצמיתות במהלך מיליארד השנים הראשונות של היקום, עד שהתקבל החלל השקוף שאנו רואים כיום. הסיפור הזה יישאר מעורפל עד שיבוא PaST, או אחד ממתחריו, ויספק תמונה בהירה יותר. יהי אור.