אינפלציה קוסמית

היסטוריית היקום

אינפלציה קוסמית היא תהליך פיזיקלי היפותטי שהתרחש ביקום הקדום, חלקיק זמן לאחר המפץ הגדול. לפי הגרסה שהגה האסטרונום אלן גות ב-1980 האינפלציה התרחשה החל מ-10-35 שניות לאחר המפץ הגדול ועד כ-10-32 שניות לאחריו. בפרק זמן זה עבר היקום תהליך של התנפחות מהירה עד אין שיעור, שהגדילה את נפח היקום הנראה מגודל זעיר לגודל של גלקסיה בינונית. כתוצאה מתהליך זה, היקום הנראה הוא אך פיסה קטנה עד אינסוף מהיקום המלא.

מודל זה פותח על מנת לפתור כמה בעיות שמודל "המפץ הגדול" לבד לא יכול היה להסביר כמו: הומוגניות היקום (כלומר מדוע היקום נראה אחיד מכל נקודת תצפית) והאיזוטרופיות שלו (כלומר מדוע היקום נראה אחיד בכל כיוון).

המודל יכול להסביר מדוע גודלו של פרמטר הצפיפות שווה ל-1, כפי שנמדד.

מבוא

בסביבות 1930 גילה אדווין האבל כי האור מהגלקסיות המרוחקות עבר הסחה לאדום. ככל שהגלקסיה הייתה מרוחקת יותר, כך גדלה ההסחה לאדום. הפירוש הראשון שניתן לתופעה זו הוא שהגלקסיות מתרחקות מכדור הארץ. אך אם כדור הארץ אינו נמצא במיקום מרכזי מיוחד ומועדף ביקום, פירוש הדבר שכל הגלקסיות מתרחקות זו מזו, וככל שהמרחק ביניהן גדל, כך הן מתרחקות מהר יותר. כעת מקובלת הפרשנות לפיה המרחב והיקום מתפשטים, נושאים עמם את הגלקסיות הם הגורמים לתופעה זו. תצפיות רבות אחרות תומכות ומובילות לאותה מסקנה. עם זאת, במשך שנים רבות לא היה ברור מדוע היקום מתפשט, או מהו הגורם לתופעה זו.

בהתבסס על תצפיות ניסיוניות רבות ועבודה תאורטית, מאמינים כיום כי הסיבה לתופעה, שאותה זיהה האבל, היא שהמרחב עצמו מתרחב, וכי הוא התרחב במהירות רבה בשבריר השנייה הראשונה לאחר המפץ הגדול. התפשטות מסוג זה ידועה כ"התפשטות מטריקה". במונחים של מתמטיקה ופיזיקה, "מטריקה" היא מדד למרחק בין שתי נקודות במרחב העונה על רשימת מאפיינים ספציפית, והמונח מרמז שתחושת המרחק בתוך היקום עצמו משתנה, אם כי בשלב זה היא קטנה מכדי שניתן יהיה לראות את השפעתה בקנה מידה הקטן מהמרחב הבין-גלקטי.

ההסבר המודרני ל"התפשטות המטריקה" בחלל הוצע על ידי הפיזיקאי אלן גות בשנת 1979, תוך בחינת הבעיה מדוע לא נראים כיום מונופולים מגנטיים. הוא מצא שאם היקום מכיל שדה במצב "ריק קוונטי" חיובי-אנרגטי, הרי שעל פי תורת היחסות הכללית הוא זה הגורם להתרחבות מעריכית של המרחב. מהר מאוד הבינו כי הרחבה כזו תפתור בעיות רבות אחרות שנותרו ללא מענה לאורך שנים. בעיות אלה נובעות מהצורך למצוא התאמה בין התצפית ביקום כפי שהוא נראה כיום, לבין התנאים ראשוניים שבהם היה היקום כאשר החל להתהוות, או תנאים "מיוחדים" שהתקיימו מיד בתחילת המפץ הגדול. תאוריית האינפלציה פותרת במידה רבה גם את הבעיות הללו, ובכך הופכת את היקום שלנו לסביר הרבה יותר בהקשר של תורת המפץ הגדול.

טרם התגלה שדה פיזיקלי שאחראי לאינפלציה זו. עם זאת כבר עתה ניתן לקבוע ששדה זה יהיה שדה סקלרי. השדה הסקלרי היחסי הראשון שקיימו הוכח היה - שדה היגס. שדה היגס התגלה רק בשנים 2012–2013 ונמצא עדיין במחקר. כך שהמצב בו השדה האחראי לאינפלציה הקוסמית וההתרחבות המטרית טרם התגלה הוא סביר. השדה המוצע עם המערכת הקוונטית הצמודה לו (החלקיקים התת-אטומיים שקשורים אליו) זכו לכינוי ה"אינפלטון". אם תחום זה אינו קיים, יצטרכו המדענים להציע הסבר אחר לכל התצפיות המצביעות על כך שההתרחבות המטרית של החלל מוסיפה להתקיים גם כיום, אך לאט הרבה יותר מאשר בזמן האינפלציה הקוסמית.

התיאוריה

ליקום מתרחב יש בדרך כלל אופק קוסמולוגי, אשר באנלוגיה לאופק המוכר יותר מהארץ, הנגרם בגלל עקמומיות פני השטח של כדור הארץ. האופק הקוסמולוגי מסמן את הגבול בין חלק מהיקום שאותו יכול המתבונן לראות לבין החלק שלא ניתן לראותו. אור (או קרינה אחרת) הנפלטים על ידי גופים שמעבר לאופק הקוסמולוגי ביקום המאיץ לעולם לא יגיע לצופה, מכיוון שהמרחב שבין המתבונן לאובייקט מתרחב במהירות רבה מדי.

היקום הנצפה הוא קטע אחד של יקום לצד חלק אחר גדול הרבה יותר, שאינו ניתן לצפייה. החלקים האחרים של היקום, שמחוץ לאופק הקוסמולוגי, עדיין לא יכולים לתקשר עם כדור הארץ. במודל המפץ הגדול החם, ללא אינפלציה, האופק הקוסמולוגי גדל ומתפשט כך שבמהלך הזמן אזורים חדשים ניתנים לתצפית.[1] עם זאת, כאשר צופה מקומי רואה אזור כזה לראשונה, הוא לא נראה שונה מכל אזור אחר בחלל שהצופה המקומי כבר ראה. קרינת הרקע הקוסמית שלו נמצאת כמעט באותה הטמפרטורה כמו קרינת הרקע של אזורים אחרים, עקמומיות בחלל-זמן מתפתחת באותו הקצב שבהם היא מתפתחת גם באזורים האחרים. מודל זה מציג תעלומה: כיצד יודעים האזורים החדשים האלה איזו טמפרטורה ואיזו עקמומיות היו אמורים להיות להם? הם לא יכלו ללמוד זאת על ידי קבלת איתותים, מכיוון שהם לא היו בעבר בתקשורת עם חרוט האור של העבר שלנו.[2][3]

האינפלציה הקוסמולוגית עונה על שאלה זו באמצעות ההנחה שכל האזורים מגיעים מעידן קדום יותר שהכיל אנרגיית ריק גדולה, או שהקבוע הקוסמולוגי שונה מאפס. מרחב שהקבוע הקוסמולוגי אינו אפס שונה מבחינה איכותית ממרחב החסר אותו: האופק הקוסמולוגי נשאר במצב יציב במקום לנוע החוצה. עבור כל אחד מהצופים במרחב, המרחק לאופק הקוסמולוגי נותר קבוע. עם המרחב המתרחב באופן אקספוננציאלי, שני משקיפים סמוכים נפרדים מהר מאוד; עד כדי כך שהמרחק ביניהם חורג במהירות מגבולות התקשורת ביניהם. פרוסות המרחב מתרחבות מהר ומכסות נפחים אדירים. כך שגופים נעים ללא הרף מעבר לאופק הקוסמולוגי שנמצא במרחק קבוע, והמרחב הופך להיות הומוגני. כאשר השדה האינפלציוני נרגע לאט לאט, הקבוע הקוסמולוגי מתאפס והחלל מתחיל להתרחב בקצב רגיל. האזורים החדשים שמופעים בשלב ההתרחבות הרגיל הם בדיוק אותם אזורים שנדחקו מעבר לאופק במהלך האינפלציה, וכך הם נמצאים כמעט באותה טמפרטורה ובאותה בעקמומיות, מכיוון שהם מגיעים מאותו שטח שהיה קטן במקור .

תאוריית האינפלציה הקוסמולוגית מסבירה אפוא מדוע הטמפרטורות ועקמומיות המרחב באזורים כה שונים הן כל כך דומות. יתרה מזו הדבר מבהיר מדוע העקמומיות הכוללת של קטע מחלל בזמן גלובלי קבוע היא אפס. תחזית זו מרמזת כי צפיפות החומר הרגיל ביחד עם החומר האפל ואנרגיית הריק ביקום צריכים להשתוות בדיוק לצפיפות הקריטית. זו גם בדיוק הצפיפות הנצפית של היקום. מה שמפתיע יותר, האינפלציה הקוסמולוגית מאפשרת לפיזיקאים לחשב את ההבדלים הזעירים בטמפרטורה של אזורים שונים הנובעים מתנודות קוונטיות בזמן ההתפשטות האינפלציונית. רבות מהתחזיות הכמותיות הללו אושרו.[4][5]

ביסוס נסיוני

אישוש לתאוריה זו הגיעו ב-2014, כאשר קבוצת חוקרים מאוניברסיטת הרווארד ואחרות, הצליחה לזהות באמצעות הטלסקופ BICEP2 הממוקם ליד התחנה האנטארקטית אמונדסן-סקוט שבקוטב הדרומי שינויים קלים בקרינת הרקע הקוסמית, שמקורם בגלי הכבידה של התנפחות היקום.[6] בתחילת 2014 פורסמו ממצאי המחקר של קובאץ על ידי מחלקת המחקר של האסטרופיזיקה באוניברסיטת הרווארד. המאמר צבר פופולריות רבה ואף כונה "האקדח המעשן של האינפלציה".

בעקבות פרסום הממצאים התגלתה ביקורת בקרב קהילת המדע. במאי 2014 פרסם דייוויד ספרגל מאמר הטוען כי ייתכן שהאות של-BICEP2 זוהם על ידי האבק שמרחף בין הכוכבים בגלקסיה שלנו. המאמר שלו הסביר שהשדות המגנטיים של שביל החלב מניעים את האבק הגלקטי בדפוסי פיתול. אור הכוכבים חוזר מהאבק הזה בצורת זוהר מתפתל קלוש. חלק מהפוטונים של הזוהר הזה היו עלולים להתגנב לתמונה ולהתערבב עם הזוהר של המפץ הגדול בלי שהצוות ישים לב. בפברואר 2015 הודה צוות המחקר שקיימים פערים אלו.

ראו גם

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא אינפלציה קוסמית בוויקישיתוף

הערות שוליים

  1. ^ Saul, Ernest (2013). The Coded Universe: The Path to Eternity. Dorrance Publishing Co. p. 65. ISBN 978-1434969057. נבדק ב-2019-07-14.
  2. ^ Using Tiny Particles To Answer Giant Questions. Science Friday, 3 April 2009.
  3. ^ See also Faster than light#Universal expansion.
  4. ^ Spergel, D.N. (2007). "Three-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) observations: Implications for cosmology". The Astrophysical Journal Supplement Series. 170 (2): 377–408. arXiv:astro-ph/0603449. Bibcode:2007ApJS..170..377S. CiteSeerX 10.1.1.472.2550. doi:10.1086/513700. WMAP... confirms the basic tenets of the inflationary paradigm...
  5. ^ "Our Baby Universe Likely Expanded Rapidly, Study Suggests". Space.com.
  6. ^ "עדות ישירה ראשונה לקיומם של גלי כבידה שגרמו ליקום להתנפח מיד לאחר המפץ הגדול", אבי בליזובסקי, אתר הידען, 18 במרץ 2014


Read other articles:

The Gangster's Life

The Gangster's Life AuthorRanj DhaliwalOriginal titleThe Gangster's LifeCountryCanadaLanguageEnglishPublisherNew Star Books Ltd.Publication dateOctober 2011Media typePrint, ebookPages288 pages (paperback)ISBN9781554200597 The Gangster's Life (published in 2011) is a Canadian crime fiction novel by Ranj Dhaliwal.[1] Synopsis The Gangster's Life picks up the story of Indo–Canadian gangster Ruby Pandher, the hero of Ranj Dhaliwal's bestseller Daaku, as he recovers from a fail...

 

Nigel de Jong

Nigel de Jong Informasi pribadiNama lengkap Nigel de Jong[1]Tanggal lahir 30 November 1984 (umur 39)[2]Tempat lahir Amsterdam, BelandaTinggi 174 cm (5 ft 9 in)[3]Posisi bermain Gelandang bertahan[4]Karier junior1993–2002 AjaxKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)2002–2006 Ajax 96 (9)2006–2009 Hamburger SV 66 (3)2009–2012 Manchester City 104 (1)2012–2016 AC Milan 79 (6)2016 LA Galaxy 18 (0)2016–2018 Galatasaray 18 (1)2018 Mainz 05 ...

 

Teya & Salena

Teya & SalenaBiographiePériode d'activité depuis 2021Autres informationsGenre artistique Popmodifier - modifier le code - modifier Wikidata Teya & Salena est un duo musical féminin autrichien composé de Teodora Spiric, dite Teya, et Selina-Maria Edbauer, dite Salena. Elles sont choisies pour représenter l'Autriche au Concours Eurovision de la chanson 2023. Carrière Teodora Spiric, connue sous le nom de Teya, a commencé la musique à l'âge de 12 ans en tant que saxophoniste dan...

Messier 28

Messier 28Messier 28 dari Hubble Space Telescope Kredit: NASA/STScI/WikiSkyData pengamatan (J2000 epos)KelasIVAsensio rekta 18j 24m 32.89d[1]Deklinasi -24° 52′ 11.4″[1]Jarak18,3 ktc (5,6 kpc)Magnitudo tampak (V)+7,66[1]Dimensi tampak (V)11′,2Karakteristik fisikRadius30 tc[2]Fitur pentingTerdapat pulsarNama lainNGC 6626GCl 94C 1821-249[1]Lihat pula: Gugus bola, Daftar gugus bola Messier 28 (juga dikenal sebagai M 28 a...

 

Tempura

Tempura Tempura (天ぷら、天麩羅、天婦羅code: ja is deprecated , daging gorengan) atau tenpura adalah makanan Jepang berupa makanan laut atau sayur-sayuran yang dicelup ke dalam adonan berupa tepung terigu dan kuning telur yang diencerkan dengan air bersuhu dingin lalu digoreng dengan minyak goreng yang banyak hingga berwarna kuning muda. Tempura juga berarti cara menggoreng yang berbeda dengan furai (istilah bahasa Jepang untuk deep fry). Bahan makanan yang digoreng secara tempura ...

 

ميخائيل باكونين

ميخائيل باكونين (بالروسية: Михаи́л Алекса́ндрович Баку́нин)‏    معلومات شخصية الميلاد 30 مايو 1814 [1]  الوفاة 1 يوليو 1876 (62 سنة) [2][1]  برن[2]  مواطنة الإمبراطورية الروسية  عضو في جمعية الشغيلة العالمية  الأولاد ماريا باكونين  أقرباء ريناتو كا...

Amasa Tracy

Amasa TracyDari edisi Januari 1908 dari majalah The VermonterLahir(1829-03-15)15 Maret 1829Dover, MaineMeninggal26 Februari 1908(1908-02-26) (umur 78)Middlebury, VermontTempat pemakamanWest CemeteryPengabdian Amerika SerikatUnionDinas/cabang Angkatan Darat Amerika SerikatUnion ArmyLama dinas1861–65Pangkat Letnan KolonelKomandan 2nd Vermont InfantryPenghargaanMedal of HonorPekerjaan lainPegawai negeri Amasa Sawyer Tracy (16 Maret 1829 – 26 Februari 1908) a...

 

Club Sportivo Sergipe

SergipeCalcio O Mais Querido, Gipão, Vermelhinho, Derrubador de Campeões Segni distintivi Uniformi di gara Casa Trasferta Terza divisa Colori sociali Rosso, bianco Dati societari Città Aracaju Nazione  Brasile Confederazione CONMEBOL Federazione CBF Campionato Campionato Sergipano Fondazione 1909 Presidente Reinaldo Moura Allenatore Edmilson Silva Stadio Batistão(22 000 posti) Sito web www.cssergipe.com.br Palmarès Trofei nazionali 37 Campionati Sergipani Si invita a seguire i...

 

Satoshi Ohno

Satoshi Ohno大野智Informasi latar belakangNama lahirOhno SatoshiNama lainOhno, Leader, Oh-chan, Samii, Ohji-chan, CaptainLahir26 November 1980 (umur 43)Asal Tokyo, JepangGenreJ-PopPekerjaanPenyanyi, komponis, aktor, penari, artisTahun aktif1995 - sekarangLabelPony Canyon (1999-2001) J Storm (2002-sekarang)Artis terkaitArashi Satoshi Ohno (大野 智code: ja is deprecated , Ōno Satoshi, lahir 26 November 1980) adalah penyanyi, aktor, penari, dan artis berkebangsaan Jepang. Ohno merupa...

DePaul Blue Demons men's soccer

American college soccer team DePaul Blue Demons men's soccer 2023 DePaul Blue Demons men's soccer teamFounded1982; 42 years ago (1982)UniversityDePaul UniversityHead coachMark Plotkin (7th season)ConferenceBig EastLocationChicago, IllinoisStadiumWish Field (Capacity: 1,500)NicknameBlue DemonsColorsRoyal blue and scarlet[1]    Home Away NCAA Tournament appearances2008Conference Regular Season championships2007 The DePaul Blue Demons men's socc...

 

Live Concert at the Forum

1972 live album by Barbra StreisandLive Concert at the ForumLive album by Barbra StreisandReleasedOctober 1, 1972RecordedApril 15, 1972VenueThe Forum (Inglewood, California)GenrePopLength41:05LabelColumbiaProducerRichard PerryBarbra Streisand chronology Barbra Joan Streisand(1971) Live Concert at the Forum(1972) Barbra Streisand...and Other Musical Instruments(1973) Singles from Live Concert at the Forum Sweet Inspiration / Where You LeadReleased: May 25, 1972 Sing / Make Your Own Ki...

 

Sa'sa' Massacre

1948 killing of Palestinians by Israeli forces IDF soldiers in Sa'sa', 30 October 1948 In February 1948, Yigal Allon, commander of the Palmach in the north, ordered an attack on Sa'sa'. The order was given to Moshe Kelman, the deputy commander of Third Battalion. The order read: You have to blow up twenty houses and kill as many warriors as possible.[1][2] According to Ilan Pappé, warriors should be read as villagers to properly understand the order.[1] Khalidi, refer...

Departemen Pertanian Amerika Serikat

USDA beralih ke halaman ini. Untuk kegunaan lain, lihat USDA (disambiguasi). Departemen Pertanian Amerika SerikatLambang Departemen PertanianLogo USDAJamie L. Whitten Building di Washington D.C.Informasi lembagaDibentuk15 Mei 1862; 162 tahun lalu (1862-05-15)Cabinet status: February 15, 1889Nomenklatur lembaga sebelumnyaAgricultural DivisionWilayah hukumPemerintah federal Amerika SerikatKantor pusatJamie L. Whitten Building1301 Independence Avenue, S.W., Washington, D.C.38°53′16.58″...

 

Harbor Island, Seattle

Artificial island in Washington, US Harbor Island redirects here. For other uses, see Harbour Island (disambiguation). This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (August 2019) (Learn how and when to remove this message) Aerial view of Harbor Island and the West Seattle Bridge/Spokane Street Viaduct from the southeast Harbor Island Harbor Island is an arti...

 

نوخاششي

موقع نوخاششي في سوريا كانت نوخاششي (بالإنجليزية: Nuhašše)‏ (أيضا نوخاششا (بالإنجليزية: Nuhašša)‏) منطقة في شمال غرب سوريا ازدهرت في الألفية الثانية قبل الميلاد. وكانت فيدرالية يحكمها ملوك مختلفون تعاونوا ولربما كان لديهم ملك كبير. انتقل نوخاششي بين القوى المختلفة في المنطقة مثل...

Wrestling at the 1952 Summer Olympics – Men's freestyle heavyweight

Wrestling at the Olympics Men's freestyle heavyweightat the Games of the XV OlympiadVenueMessuhalliDates20–23 JulyCompetitors13 from 13 nationsMedalists Arsen Mekokishvili  Soviet Union Bertil Antonsson  Sweden Ken Richmond  Great Britain← 19481956 → Wrestling at the1952 Summer OlympicsGreco-RomanFlymenBantammenFeathermenLightmenWeltermenMiddlemenLight heavymenHeavymenFreestyleFlymenBantammenFeathermenLightmenWeltermenMiddlemenLight heavymenHea...

 

La scelta di Maria

La scelta di MariaMaria Bergamas (Sonia Bergamasco) durante il discorso di accettazionePaeseItalia Anno2021 Formatofilm TV Generedocu-drama, storico Durata85 min Lingua originaleitaliano Rapporto16:9 CreditiIdeatoreCesare Bocci RegiaFrancesco Miccichè SoggettoCesare Bocci, Francesco Miccichè, Marco Videtta SceneggiaturaFrancesco Miccichè, Marco Videtta Interpreti e personaggi Sonia Bergamasco: Maria Bergamas Cesare Bocci: Luigi Gasparotto Alessio Vassallo: Augusto Tognasso Alessia Fran...

 

Try Bennett

Questa voce sull'argomento calciatori costaricani è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. Try BennettNazionalità Costa Rica Altezza174 cm Peso73 kg Calcio RuoloDifensore Termine carriera2010 CarrieraSquadre di club1 1993-1997 Saprissa? (?)1998-2000 USAC? (?)2000-2003 Herediano65 (4)2003-2008 Saprissa115 (5)2008-2010 Brujas12 (0) Nazionale 2002-2007 Costa Rica24 (1...

Big East Conference Men's Basketball Player of the Year

American collegiate basketball award Big East Conference Men's Basketball Player of the YearAwarded forthe most outstanding male basketball player in the Big East ConferenceCountryUnited StatesHistoryFirst award1980Most recentDevin Carter, Providence The Big East Conference Men's Basketball Player of the Year award is given to the men's basketball player in the Big East Conference voted as the top performer by the conference coaches. It was first awarded at the end of the league's inaugural s...

 

2010 Ohio elections

2010 Ohio elections ← 2008 2010 2012 → Elections in Ohio Federal government U.S. President 1804 1808 1812 1816 1820 1824 1828 1832 1836 1840 1844 1848 1852 1856 1860 1864 1868 1872 1876 1880 1884 1888 1892 1896 1900 1904 1908 1912 1916 1920 1924 1928 1932 1936 1940 1944 1948 1952 1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 Dem 2004 Dem 2008 Dem Rep 2012 Rep 2016 Dem Rep 2020 Dem 2024 Rep U.S. Senate 1803 1807 1808 1808 (sp) 1809 (sp) 1810 (sp) 1812 1813 ...