בשנים האחרונות יש המון מחקרים והצעות בנושא החומר האפל וניסיונות להסביר מדוע היקום מתפשט באופן מואץ עכשיו

אני מסתכן בשאלת תם שנובעת אולי פשוט מחוסר ידע, אבל מדוע לא חושבים שמעבר לאופק הנצפה היום, במרחקים של מעל ל20 ואולי 30 ביליון שנות אור מאיתנו קיימות גלקסיות נוספות שמקורן לא במפץ הגדול שממנו נוצרה גלקסיית שביל החלב ומערכת השמש, ואותן גלקסיות רחוקות וזרות לנו שמעבר לאופק הן שמפעילות כוחות גרביטציה שמאיצות את הגלקסיות שאנחנו כן רואים כלפי חוץ וככל שהגלקסיות מתרחקות מאיתנו הן חשות את המשיכה הזו יותר חזק ומואצות אף יותר.

איפה הטעות, ותודה למי שיודע יותר על נושא החומר האפל ויכול להסביר

אחת מההנחות שעליהן מבוססת תאוריית המפץ הגדול, היא שהיקום הוא הומוגני ואיזוטרופי. כלומר, בכל מקום שנבחר ביקום נראה פחות או יותר אותה תמונה, כמובן גם אם הנקודה היא מעבר לגבול היקום הנראה לעין (מנקודת המבט שלנו).

את ההנחה הזאת איננו יכולים לבסס מדעית על בסיס תצפיות, מכיוון שעל פי התאוריות הידועות היום אין כל דרך לקבל מידע על מה שנמצא מעבר ליקום הנראה. יתכן מאוד שאף פעם לא נוכל לבסס או לסתור את ההנחה הזאת.

בכל מקרה, על פי חוקי הפיזיקה הידועים אין אפשרות שחומר שנמצא מחוץ לחלל מסויים בתצורה כלשהי, יוכל ליצור שדה כבידה כזה שיגרום להתפשטות אחידה בכל הכיונים כמו זו שאנחנו רואים בתצפיות על היקום.

קיומו של החומר האפל גם הוא הנחה שנובעת לא מאופן התפשטות היקום, אלא מתצפיות על גלקסיות. על פי חוקי הפיזיקה הידועים הכבידה שיוצר החומר הנראה בגלסיות אינו מספיק כדי להחזיק אותה ולמנוע את התפרקותה כתוצאה מסיבובה סביב צירה. אם רק הכבידה היא שמחזיקה את הגלקסיה, צריך להיות משהו נוסף מעבר לחומר הנראה שיוצר כבידה. מכיוון שאי אפשר למצוא שום עדות נוספת לקיומו של "משהו" כזה, מניחים המדענים שאותו משהו, שהם מכנים אותו חומר אפל, הוא חומר שהאינטאקציה היחידה שלו עם הסביבה היא כבידה.

העובדה הנצפית שהתפשטות היקום מאיצה עם הזמן לא יכולה להיות מוסברת על ידי הכבידה בלבד ולכן מניחים המדענים את קיומה של אנרגיה אפלה, שהיא מעין תכונה (לא לגמרי ברורה) של המרחב שגורמת להאצה הזאת. 

שלום רפי,

למיטב ידיעתי במרכזי הגלקסיות יושבים חורים שחורים מסיביים אבל אינני יודע אם מסתם מספיקה למנוע את פירוק הגלקסיות שסביבם ואם יש דרך היום למדוד מסה של חור שחור שנמצא במרכז הגלקסיה

העיקרון של הומוגניות המרחב על סקלות גדולות מאוד יכול להישמר אם נניח שיש מיליארדי גלקסיות רחוקות מאוד מאיתנו מפוזרות במרחב אין סופי הרבה מעבר לאופק התצפית המצומצם שלנו.  בהנחה כזו  של התפלגות אחידה בסקלות ענק כוחות המשיכה ב"חור קטנטן" במרחב שתופס היקום שלנו יהיה כנראה בקירוב טוב הומוגני החוצה

כמובן שהחורים השחורים במרכזי הגלקסיות נלקחו בחשבון, ועדיין הכבידה איננה מספיקה.

אם מניחים יקום הומוגני, שדה הכבידה תמיד יפעל בכיוון של צמצום המרווחים בין הגופים שבו ולא בכיוון של הגדלתם.

אם ממצעים על מרחבים גדולים מאוד יכול להיות שמקבלים צפיפות מסה זהה בכל יחידת נפח מספיק גדולה והנחת ההומוגניות מתקיימת.

אם זוהי ההנחה הרי שהיא צריכה להתקיים גם במרחבים שרחוקים מאיתנו לדוגמא 50 ו 100  ויותר ביליון שנות אור

גלקסיות שנמצאות במרחק כזה מאיתנו לא יכלו להגיע לשם בעיקבות המפץ הגדול, מאחר ומהירות התנועה של חומר נמוכה ממהירות האור והמפץ הגדול קרה לפני כ13 ביליון שנה. 

המסקנה היא שהנחת מרחב הומוגני אחיד מחייבת שהמפץ הגדול הוא לא המקור היחיד לחומר במרחב. 

או שהיו הרבה מפצים גדולים ביקום שיצרו גלקסיות מפוזרות במרחב בעל צפיפות הומוגנית בכל היקום או שהיה מפץ יחיד ואז המרחב לא הומוגני כיון שבתחילה היתה נקודה סינגולרית דחוסה במרחב וזה לא תיאור של מרחב הומוגני אחיד, ואחר כך נוצרו כוכבים וגלקסיות שנעים במרחב ומעבר לאופק תנועתם יש חלל ריק כך ששוב אין הומוגניות בכל המרחב.

האם זה נשמע הגיוני?

צטט: רמי.רום 2010-01-25 16:08:36

מעבר לאופק

בשנים האחרונות יש המון מחקרים והצעות בנושא החומר האפל וניסיונות להסביר מדוע היקום מתפשט באופן מואץ עכשיו

 

אני מסתכן בשאלת תם שנובעת אולי פשוט מחוסר ידע, אבל מדוע לא חושבים שמעבר לאופק הנצפה היום, במרחקים של מעל ל20 ואולי 30 ביליון שנות אור מאיתנו קיימות גלקסיות נוספות שמקורן לא במפץ הגדול שממנו נוצרה גלקסיית שביל החלב ומערכת השמש, ואותן גלקסיות רחוקות וזרות לנו שמעבר לאופק הן שמפעילות כוחות גרביטציה שמאיצות את הגלקסיות שאנחנו כן רואים כלפי חוץ וככל שהגלקסיות מתרחקות מאיתנו הן חשות את המשיכה הזו יותר חזק ומואצות אף יותר.

 

איפה הטעות, ותודה למי שיודע יותר על נושא החומר האפל ויכול להסביר

 

 הכבידה כפי שאנחנו מכירים אותה לא עובדת בצורה כזו.

אם אתה זוכר את לימוד הפיזיקה מהתיכון, גרביטציה מתנהגת על פי חוק גאוס.

בעיקרון, אם היה חוסר איזון, צפיפות גדולה יותר בצד אחד (נגיד ימין) אז התופעה שאתה מתאר הייתה מתגלה בצד ימין אבל בצד שמאל היינו רואים תופעה הפוכה (האטה).מה שאנחנו רואים היום זו האצה בכל הכיוונים.

ככה שעל פי מה שאנחנו רואים, שהיקום מאוזן מבחינת פיזור המאסה.

אם במרחק X מאיתנו יש מעטפת ספרית פחות או יותר הומוגנית של מאסה, ההשפעה של המאסה שנמצאת מצד ימין תבטל את ההשפעה של המאסה משמאל. התוצאה היא שספרה מקיפה אותנו בצורה הומוגנית לא תשפיע עלינו.

למה המאסה הקרובה מימין תהיה שקולה למסה הרחוקה בהרבה משמאל?

כי ככל שנהיה קרובים יותר לצד ימין של הספרה, חלק גדול יותר ממנה יהיה מצד שמאל שלנו.

היופי הוא שבספרה הומוגנית, ההשפעות האלו יבטלו זו את זו בצורה מושלמת.

צטט: רמי.רום 2010-01-25 16:08:36

אם ממצעים על מרחבים גדולים מאוד יכול להיות שמקבלים צפיפות מסה זהה בכל יחידת נפח מספיק גדולה והנחת ההומוגניות מתקיימת.

 

אם זוהי ההנחה הרי שהיא צריכה להתקיים גם במרחבים שרחוקים מאיתנו לדוגמא 50 ו 100  ויותר ביליון שנות אור

גלקסיות שנמצאות במרחק כזה מאיתנו לא יכלו להגיע לשם בעיקבות המפץ הגדול, מאחר ומהירות התנועה של חומר נמוכה ממהירות האור והמפץ הגדול קרה לפני כ13 ביליון שנה. 

 

המסקנה היא שהנחת מרחב הומוגני אחיד מחייבת שהמפץ הגדול הוא לא המקור היחיד לחומר במרחב. 

 

או שהיו הרבה מפצים גדולים ביקום שיצרו גלקסיות מפוזרות במרחב בעל צפיפות הומוגנית בכל היקום או שהיה מפץ יחיד ואז המרחב לא הומוגני כיון שבתחילה היתה נקודה סינגולרית דחוסה במרחב וזה לא תיאור של מרחב הומוגני אחיד, ואחר כך נוצרו כוכבים וגלקסיות שנעים במרחב ומעבר לאופק תנועתם יש חלל ריק כך ששוב אין הומוגניות בכל המרחב.

 

האם זה נשמע הגיוני?

 

 

התרחקות גופים כתוצאה מהתפשטות המרחב אינה מוגבלת למהירות האור. זו גם הסיבה שיש גבול תאורתי ליקום הנראה לעין. ככל שמתרחקים מנקודה כלשהי ביקום הגופים מתרחקים מהנקודה מהר יותר באופן לינארי על פי קבוע האבל. לכן, ישנו מרחק שמעליו כל הגופים מתרחקים מהנקודה שבה אנחנו נמצאים במהירות העולה על מהירות האור. שום מידע מהמרחב שמעבר למרחק זה לא יגיע אלינו לעולם. כמובן שעבור צופה בנקודה אחרת ביקום, גבולות היקום הנראה יהיו אחרים.

לכאורה יש כאן סתירה לתורת היחסות הפרטית, אבל אין זה כך. על פי תורת היחסות הכללית, תורת היחסות הפרטית נכונה לוקלית. כלומר עבור אירועים סמוכים בחלל-זמן. עבור אירועים מרוחקים, בשל עקמומיות המרחב-זמן, אין לנו מערכת קואורדינטות אחת שבה ניתן למדוד את מהירותם של שני גופים מרוחקים.

במרחב המתפשט, גופים שאינם נעים במרחב מתרחקים בשל התפשטותו של המרחב עצמו. האור מתפשט בתוך המרחב במהירות c.

תאורית המפץ הגדול מדברת על כל המרחב שבה קיימת המציאות שלנו ולא על חלק מהמרחב הזה.

שלום רפי

האמת שהאפשרות שהעלית שבו חלקים מרוחקים מאוד של היקום נעים במהירות יחסית גבוהה ממהירות האור על פי נוסחת האבל מפתיעה מאוד ואני למדתי פעם שאין דבר כזה, כלומר אין חומר שנע במהירות גבוהה ממהירות האור.

אתה אומר שזה לו החומר שנע במהירות גבוהה ממהירות האור אלא המרחב עצמו ( מערכת צירים דינמית?) נע במהירויות כאלו והחומר בתוך המרחב הנע עדיין מוגבל לנוע במהירות נמוכה ממהירות האור - לא ממש מובן איך זה קורה ואני מנחש שזו השערה שיש שמקבלים אותה ויש שלא כמו שקורה למשל עם תיאוריית המיתרים ו 11 המימדים השנויים במחלוקת.

עדיין אני לא מבין מה הסיבה שמניחים שהמפץ הגדול היה אירוע יחיד וחד פעמי ואיך ניתן לפסול על הסף אפשרות שארועים דומים כבר קרו בעבר מעבר לאופק שלנו. זה נראה לי תפיסה דומה במובן מסויים לתפיסה השגוייה מלפני מאות שנים שכדור הארץ הוא מרכז היקום והשמש וכל שאר הכוכבים סובבים אותו.

הי רמי,

תורת היחסות הכללית וגם העובדה שיש חלקים של היקום שמתרחקים מאיתנו מקובלים כמעט על כל הקהילה המדעית (עובדה זו כשלעצמה אינה מוכיחה דבר על מידת האמת שבדברים). ישנן גם ראיות רבות שתומכות בכך.

תאוריית המפץ הגדול לעומת זאת, למרות שגם היא מקובלת היום על רוב הקהילה המדעית, מתבססת על הנחות שאין לנו דרך לאמת או לסתור אותן, ולכן בהתבסס על הנחות אחרות ניתן להגיע לתאוריות אחרות ויש כאלה - למשל תורת היקום הפועם שמתפשט ומתכווץ לסירוגין, או התורה שאומרת שיש תהליך קבוע ונצחי של הווצרות חומר והתפשטותו.

על פי תאורית המפץ הגדול הכל התחיל ברגע המפץ ולפני כן לא היה לא מרחב ולא זמן. שום דבר ששיך למציאות שאנחנו מכירים לא היה קיים לפני המפץ הגדול. אתה יכול להאמין בכך, או לבחור לך הנחות יסוד אחרות, זה עניין סובייקטיבי לגמרי ואי אפשר לקרוא לו מדעי (לפחות לא על פי ההגדרה של פופר).

שלום רפי

בעקבות דבריך על תיאוריות חילופיות למפץ הגדול עשיתי חיפוש ברשת ומצאתי עבודה מעניינת של פרופסור קנדי בשם פול מרמט

http://www.newtonphysics.on.ca/hydrogen/

הפרופסור הנכבד (שכנראה נפטר ב2005) טוען שמולקולות מימן שנמצאות בחלל בכמויות גדולות מאוד יכולות להסביר את ההיסט לאדום של האור ומערער על הטענה שההיסט לאדום נובע מאפקט דופלר ולכן שהיקום לא מתפשט.

הוא טוען שמולקולות המימן המפוזרות בחלל באופן הומוגני מסבירות גם את קרינת הרקע בטמפרטורה של 2.7קלוין ולכן גם מערער על נכונות תיאוריית המפץ הגדול.

ולבסוף הוא גם טוען שמולקולות המימן יכולות להוות את החומר האפל החסר מאחר והן קשות מאוד לזיהוי בניגוד למימן אטומי שניתן לזיהוי בקלות יחסית.

האם מישהו מהקהילה המדעית של הקפה מכיר את עבודותיו או טענות דומות? 

מוזמנים לקרוא מאמר ביקורתי ומאוזן על הפרשנות של ההיסט לאדום וההשלכות שלו על תיאוריית המפץ הגדול ותיאוריות אלטרנטיביות אפשריות -

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0806/0806.4085.pdf

המאמר לא מגיע למסקנה איזו תיאוריה נכונה אבל כן מביע ביקורת על המאמינים בתיאוריית המפץ הגדול שהם סלחניים מדי לטעמו של כותב המאמר לבעיות מהותיות בלתי פתורות הקיימות בתיאוריה המפץ הגדול ולא מראים אותה סובלנות לתיאוריות אלטרנטיביות.