תיאוריית המפץ הגדול , או המפץ הגדול, מורכב מודל מדעי המסביר את הופעתה של היקום באמצעות תצפיות אסטרונומיות.
המפץ הגדול ככל הנראה קרה לפני 15 מיליארד שנה. זה היה פיצוץ קוסמי גדול שהביא חומר מספיק ליצירת כוכבי לכת, כוכבים וגלקסיות.
תיאוריה זו קובעת שהיקום נדחס לאטום פרימיטיבי, שהוא מכיל כמות מדהימה של חומר מרוכז מאוד, וכי הוא גם היה רדיואקטיבי ביותר.
הרדיואקטיביות הניבה את הפיצוץ הגדול והחלה בהתפשטות היקום. בהמשך העניין התחיל להתעכב ונראו אשכולות גלקסיות.
היסודות שהתפזרו עקב הפיצוץ מורכבים בעיקר מחלקיקים כמו פוזיטרון, נויטרנו, פוטונים, בריונים, מזונים ואלקטרונים. נכון לעכשיו יותר מ 89 אטומים ידועים.
המפץ הגדול הוא התיאוריה המדויקת ביותר לגבי בריאת היקום, אך יש לציין שעדיין יש שאלות שלא נענו.
לדוגמא, יש שאלות לגבי סיום מחזור ההתרחבות והאפשרות שהיקום יתכווץ שוב.
מצוקה גדולה נוספת היא האם היקום פתוח או סגור בגלל חומר אפל - זו שאלה מרכזית למדע.
התיאוריות הראשונות ליצירת היקום
מערכת תיאוריות אחת מסבירה שהיקום נוצר בפיצוץ קוסמי גדול, בעוד שאחרים טוענים שהיקום הזה תמיד היה ונשאר במצב של יצירה מתמשכת. התיאוריה האחרונה הזו הושלכה.
תיאוריית המפץ הגדול מבוססת על השערות מדעיות; אלה כוללים את תורת היחסות של איינשטיין ועבודות מחקר אחרות בנושא חלקיקים עיקריים.
בשנת 1922 הקוסמולוג אלכסנדר פרידמן היה המדען הראשון שהסביר רשמית את נוהל היקום המתרחב, באמצעות משוואות היחסות.
זה מדגיש גם את תרומתו של המדען אדווין האבל, שצפה דרך טלסקופ והבחין שהכוכבים מתרחקים כל הזמן מכדור הארץ במהירות גבוהה.
בשנת 1927 הכומר והאסטרונום הבלגי הקתולי ג'ורג 'לאמייטר היה היוצר של מה שייקרא תיאוריית המפץ הגדול, מכיוון שהיה מסוגל להפגין זאת באמצעות חישובי החוק של האבל, התיאוריה של איינשטיין ומשוואות פרידמן.
ג'ורג 'למאיט הוכיח כי היה פיצוץ גדול בנקודה ספציפית ביקום ויצר השערה לפיה היקום נדחס לנקודה קטנה בגלל קרינה חמה, ובהמשך קפא.
לפי Lamaître עוצמת הפיצוץ לא הייתה מספיק גדולה כדי שהיקום ימשיך בהתפשטותו ללא הגבלת זמן. לפיכך כוח הפיצוץ הראשוני הוא שקבע בתחילה את הגלקסיות להיפרד זו מזו.
עם הזמן איבד כוח זה את עוצמתו. הגלקסיות התמצאו עד כדי כך שרוב החומר ביקום כבר התרכז בהן.
מאותו הרגע החלה הדחיה הקוסמית לפעול, וגרמה לגלקסיות להמשיך להיפרד, כפי שנצפות כיום.
האסטרופיזיקאי האמריקני ג'ורג 'גמוב השתמש גם בתורת המפץ הגדול כדי להסביר את מקור היקום בצורה פשוטה יותר מזו של לאמייטר.
גמוב טען כי טמפרטורת הפיצוץ נעשתה כה גבוהה וכוח הפיצוץ כה גדול, שזה הספיק כדי שהיקום יתפשט ללא הגבלת זמן.
תיאוריית המפץ הגדול ותורת המדינה
בשנת 1949 היה האסטרופיזיקאי פרד הויל אחד האויבים הגדולים ביותר של התיאוריה של לאמיטה.
הויל היה אחד המגנים המדעיים של תיאוריית המצב היציב, מכיוון שזה נראה לו מגוחך שיצירת היקום התרחשה בפיצוץ.
במהלך תוכנית רדיו, פרד הויל לגלג על כך שכינה את התיאוריה "המפץ הגדול", ובשל המחלוקת שהמונח יצר, הוא הפך בסופו של דבר לתואר הרשמי.
תיאוריית המצב הקבוע מסבירה כי היווצרות אטומי מימן הייתה קבועה לאורך זמן, מה שאומר שגלקסיות מתעבות ללא הרף.
זה מצביע על כך שהיקום תמיד יתפשט, וכי מעולם לא הייתה לו התחלה וגם לא יהיה לו סוף.
יש אסטרונומים שאינם מסכימים עם הרעיון שהיקום יכול להישאר במצב יציב וכי אטומי מימן כל הזמן מיוצרים.
גם תיאוריית המפץ הגדול וגם תיאוריית המצב הקבוע מניחים שהיקום נוצר מאטום פרימיטיבי מסוים.
נכון לעכשיו, באמצעות קידום טכנולוגי וידע מתמטי, ניתן היה להבהיר את שתי התיאוריות, תוך הצגת פירוט כיצד החל גלקסיות את קיומם, כיצד המשיכו עד כה ואיך מקור היקום.
אסטרונומים של העתיד יוכלו להבהיר סדרה של אלמונים, אך נכון להיום תיאוריית המפץ הגדול נחשבת להשערה הטובה ביותר של תחילת הקוסמוס והתפתחותו.
גילוי הד המפץ הגדול
בשנת 1965 גילו הפיזיקאים ארנו פנזיאס ורוברט וילסון קרינת רקע מיקרוסקופית קוסמית במקרה, וגילוי זה פסל את תיאוריית המצב הקבוע.
זה קרה כשעבדו על יצירת לוויין התקשורת הראשון ליצירת קשרים עם אזורים רחוקים מאוד מאחרים.
הם הציבו לוויין מיני מתכת בצורת כדור במסלול חלל, ששלח תדרים לאנטנה בצורת חצוצרה שנמצאת בניו ג'רזי.
ניסוי זה בוצע מתוך כוונה למלא את תפקידו של טלסקופ רדיו, דרכו הם ביקשו לחסל את כל ההפרעות שעלולות לגרום לרעש.
עם זאת, היו הפרעות במיקרוגל שהשפיעו על האות והן לא ידעו מאיפה הוא בא.
הם ניסו בכל האמצעים לחסל את הרעש, עד שהגיעו למסקנה שזה נובע מירידות היונים. הם הצליחו לפתור סוגיה זו, אך עדיין היה ההד באותו כוח.
פנציאס ווילסון, מבלי שיש להם הסבר על המתרחש, התייעצו עם הקוסמולוגים ג'יימס פבלס ורוברט דיקה מאוניברסיטת פרינסטון.
פבלס ודיקה פיתחו מכשיר שיכול לכבוש את פליטת המיקרוגל מהמפץ הגדול.
פנזיאס יצר קשר עם המדענים כדי לשאול על הרעש, אך כאשר רוברט דיקה סיים את השיחה עם פנציאס הוא אמר לצוות שלו, "חבר'ה, אתם קידמו אותנו."
ארנו פנציאס ורוברט וילסון קיבלו את פרס נובל לפיזיקה בשנת 1978 על תגלית זו.
הפניות
- מהו המפץ הגדול? (2016). מקור: spaceplace.nasa.gov
- סיפור היקום: המפץ הגדול. (2016). מקור: esa.int
- אליזבת האוול. המפץ הגדול. (2017). מקור: space.com
- תאוריית המפץ הגדול. מקור: big-bang-theory.com
- מאט וויליאמס. תיאוריית המפץ הגדול: התפתחות היקום שלנו. (2015). מקור: universetoday.com