כמה גלקסיות יש ביקום? התשובה לשאלה זו קשה מאוד. אסטרונומים רבים מהעבר ניסו להבין כמה גלקסיות יש ביקום. ספירתם נראית כמו משימה בלתי אפשרית. כשהחשבון מגיע למיליארדים, לוקח קצת זמן להצטבר. בעיה נוספת היא המספר המצומצם של הכלים שלנו. כדי לקבל את התמונה הטובה ביותר, הטלסקופ צריך להיות בעל צמצם גדול (קוטר המראה או העדשה הראשית) ולהיות ממוקם מעל האטמוספירה כדי למנוע עיוות מאוויר כדור הארץ.
האבל שדה
אולי הדוגמה המהדהדת ביותר לעובדה שלעיל היא השדה העמוק הקיצוני של האבל - תמונה המתקבלת על ידי שילוב תצלומים שצולמו במשך עשר שנים מהטלסקופ בעל אותו השם. לפי נאס א, הטלסקופ צפה באזור קטן בשמים במשך 50 יום. אם אתה מחזיק את האגודל באורך זרוע כדי לכסות את הירח, השטח של עומקהשוליים יהיו בגודל של ראש סיכה.
על ידי איסוף אור קלוש במשך שעות רבות של תצפית, טלסקופ האבל גילה אלפי גלקסיות, הן קרובות והן מרוחקות מאוד, מה שהופך את התמונות שצולמו ממנו לתמונה השלמה ביותר של היקום. אז גם אם יש אלפי גלקסיות בנקודה הקטנה הזו בשמיים, דמיינו כמה עוד אפשר למצוא במקומות אחרים ביקום.
הערכות מומחים
למרות שמומחים משתנים בהערכות שלהם, תשובות לשאלות כמו "כמה גלקסיות יש ביקום?" ניתן לבטא במספרים אסטרונומיים: מ-100 עד 200 מיליארד. כאשר טלסקופ החלל ג'יימס ווב ישוגר בשנת 2020, נאס"א צפויה לחשוף עוד מידע על גלקסיות מוקדמות ביקום.
טכנולוגיה באמת עושה פלאים. ככל הידוע לאסטרונומים מודרניים, טלסקופ האבל הוא הכלי הטוב ביותר לספירה והערכת כמה גלקסיות ידועות ביקום. לטלסקופ, ששוגר ב-1990, היה תחילה עיוות במראה הראשית שלו, שתוקן במהלך ביקור מעבורת ב-1993. האבל גם עברה מספר שדרוגים ומשימות עד למשימתה האחרונה במאי 2009. האם היקום הוא אינסופי, כמה גלקסיות, כמה כוכבי לכת יש בו? ככל הנראה, טרם גילינו זאת בעתיד.
Ursa Major
בשנת 1995, אסטרונומים כיוונו טלסקופ לעבר מה שנראה כאזור ריק של ה-Ursa Major ואספו עשרה ימים של תצפיות. בְּכתוצאה מכך, נמצאו כ-3000 גלקסיות חלשות בפריים אחד, שהפך עמום, כמו הגודל ה-30. לשם השוואה: לכוכב הצפון יש בערך גודל שני. רכיב זה של התמונה נקרא שדה האבל העמוק והיה השדה הרחוק ביותר שנראה אי פעם ביקום.
כשהטלסקופ האמריקני שהוזכר לעיל שודרג באופן יסודי, האסטרונומים חזרו על הניסוי פעמיים. בשנים 2003 ו-2004, מדענים גילו כ-10,000 גלקסיות באזור קטן בקבוצת הכוכבים Fornax.
בשנת 2012, שוב עם מכשירים משודרגים, מדענים השתמשו בטלסקופ כדי להסתכל על חלק מהשדה העמוק במיוחד. אפילו בשדה הראייה הצר יותר הזה, אסטרונומים הצליחו לזהות כ-5,500 גלקסיות. החוקרים כינו אותו "שדה עמוק קיצוני".
מיליארדים בלתי נראים
בכל כלי שמשתמשים בו, השיטה להערכת כמה גלקסיות יש ביקום זהה פחות או יותר. אתה לוקח חלק מהשמים שצולם על ידי טלסקופ (במקרה הזה, האבל). לאחר מכן, בעזרת היחס בין פיסת השמיים ליקום כולו, תוכל לקבוע כמה גלקסיות יש ביקום.
עקרון קוסמולוגי ועידן היקום
דוגמה אחת לעיקרון קוסמולוגי בחקר היקום היא רקע המיקרוגל הקוסמי, קרינה שנותרה מהשלבים המוקדמים של היקום לאחר המפץ הגדול.
מדידת התפשטות היקום באמצעות תצפית על גלקסיות המתרחקותמאיתנו, מראים שהוא בן כ-13.82 מיליארד שנים. עם זאת, ככל שהיקום יתבגר וגדל, הגלקסיות יתרחקו יותר ויותר מכדור הארץ. זה יקשה לראות אותם.
היקום מתפשט מהר יותר ממהירות האור (מה שלא מפר את המהירות של איינשטיין, מכיוון שההתפשטות נובעת מהיקום עצמו, לא מהעצמים העוברים דרכו). בנוסף, היקום מואץ בהתפשטותו.
כאן נכנס לפעולה "היקום הנצפה" - היקום שאנו יכולים לראות. לדברי מומחים רבים, בעוד 1-2 טריליון שנים, המשמעות היא שיהיו גלקסיות שנמצאות מחוץ למרחבים שאנו יכולים לראות מכדור הארץ.
משנה אור
אנחנו יכולים לראות רק אור מגלקסיות שהספיקו להגיע אלינו - כלומר, להתקרב מספיק לשביל החלב. זה לא אומר שהאובייקטים האלה הם כל מה שיש בחלל. מכאן ההגדרה של "יקום ניתן לצפייה".
העתיד של שביל החלב
גלקסיות גם משתנות עם הזמן. שביל החלב נמצא במסלול התנגשות עם גלקסיית אנדרומדה הסמוכה, והשניים יתמזגו בעוד כארבעה מיליארד שנים. מאוחר יותר, גלקסיות אחרות בקבוצה המקומית שלנו יתמזגו בסופו של דבר. אסטרונומים מאמינים שתושבי הגלקסיות העתידיות הללו יצפו ביקום אפל יותר.
כאשר הראשוןלציוויליזציה, לא היו להם עדויות ליקום עם מאה מיליארד גלקסיות. לכן, צאצאינו לא יראו את התפשטות היקום. הם כנראה אפילו לא יבינו שהמפץ הגדול קרה.
אם אנחנו, אנשים רגילים, רוצים לדעת כמה גלקסיות וכוכבי לכת יש ביקום, אז האסטרונומים מתעניינים יותר איך הקוסמוס עצמו נוצר. לפי נאס א, גלקסיות מספקות תובנה לגבי האופן שבו החומר מאורגן ביקום - לפחות בקנה מידה גדול. מדענים מתעניינים גם בסוגי חלקיקים ובמכניקת הקוונטים בצד הקטן של הספקטרים הנצפים.
גלקסיות מוקדמות
על ידי לימוד כמה מהגלקסיות המוקדמות ביותר והשוואתן לאלו של היום, נוכל להבין את הצמיחה וההתפתחות שלהן. טלסקופ מתקדם בשם Webb יאפשר למדענים לאסוף נתונים על סוגי הכוכבים שהיו קיימים בגלקסיות הראשונות. תצפיות המשך באמצעות ספקטרוסקופיה של מאות או אלפי גלקסיות יסייעו לחוקרים להבין כיצד יסודות כבדים יותר ממימן נוצרו והצטברו כצבירי כוכבים שנוצרו במשך מאות שנים. מחקרים אלה גם יחשפו את פרטי המיזוג שלהם וישפכו אור על תהליכים רבים אחרים.
חומר אפל
מדענים מתעניינים גם בתפקיד שממלא החומר האפל בהולדת הגלקסיות. זו שאלה מאוד סקרנית. בעוד שחלק מהיקום נראה בעצמים כמו גלקסיות או כוכבים, החומר האפל כןמה שמרכיב את רוב הקוסמוס אינו נראה כלל. כמה גלקסיות יש ביקום? מספר החפצים הללו אינו ידוע לחלוטין, אך הוא בהחלט יותר ממאה מיליארד.
מסקנה
כשאתה מסתכל על שמי הלילה מבעד לצעיף הכוכבים ומישור שביל החלב, אתה לא יכול שלא להרגיש קטן מול התהום הגדולה של היקום השוכנת מעבר לרקיע. בעוד שכמעט כולם אינם נראים לעינינו, היקום הנצפה, המשתרע על פני עשרות מיליארדי שנות אור לכל הכיוונים, מכיל מספר גדול להפליא של גלקסיות.
מספר צבירי הכוכבים הידועים גדל עם התפתחות הטכנולוגיה הטלסקופית - מאלפים למיליונים, ממיליארדים לטריליונים. אם היינו עושים את הניתוח הפשוט ביותר באמצעות הטכנולוגיה הטובה ביותר של ימינו, היינו אומרים שיש 170 מיליארד גלקסיות ביקום שלנו. אבל נגלה עוד יותר מהעצמים האלה, כי כבר מאמינים שיש למעשה לא פחות משני טריליון מהם.
יום אחד נספור את כולם. נכוון את הטלסקופים שלנו לשמיים, נאסוף כל פוטון שנפלט מהכוכבים, ונזהה כל עצם קוסמי, לא משנה כמה קלוש זוהר שלו.
אבל זה לא יעבוד בפועל. הטלסקופים שלנו מוגבלים בגודלם, מה שבתורו מגביל את מספר הפוטונים שהם יכולים לאסוף. יש קשר בין כמה עצם חלש אתה יכול לראות לבין כמה מהשמים אתה יכול "לכסות" עם מכשיר אופטי. חלק מהיקוםמעורפל עקב החומר האפל שבתוכו. ככל שאובייקט רחוק יותר, כך הוא נראה חלש יותר.
אז נוכל להסתכל רק על החלק המואר של היקום, לא להציץ לתוך חומר אפל, כוכבים או גלקסיות. מדענים אספו נתונים על מאות עצמים חללים אפלוליים ומרוחקים. הם עדיין מקווים לגלות איך באמת נראים עולמות רחוקים. ואנחנו רק הצופים מקווים כמוהם.
