ממרחק של 1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ שלח הביתה, בשבוע שעבר, טלסקופ החלל ג'יימס ווב חמש תמונות מרהיבות ביופיין של היקום שלנו, בהן ניתן בין השאר לראות את הגלקסיות הכי עתיקות שראינו עד היום - כאלה שנוצרו לפני 13.1 מיליארד שנות אור. פחות ממיליארד שנה לאחר המפץ הגדול.
כתבות נוספות למנויי +ynet:
רבים מהצופים בתמונות נוטים לציין את העובדה שאנחנו מסתכלים על מה שכבר לא קיים. אכן, סביר להניח שבמיליארדי השנים שחלפו מאז יצא האור לדרכו השתנו הגלקסיות שבתמונה: הן גדלו, כנראה פי אלפים, ספחו חומר בין-גלקטי, חלקן הפכו דומות לגלקסיה שלנו עם הזמן, חלקן הפכו לחורים שחורים.
לא רוצים לפספס אף כתבה? הצטרפו לערוץ הטלגרם שלנו
אם יורשה לי, זה לא העיקר: העובדה שאנחנו מסתכלים על מה שכבר לא קיים, שהרי לאור לוקח זמן לנוע ממקום למקום ולכן תמיד רואים את העבר, ברורה וידועה. אני מעדיף למצוא נחמה ויופי בעובדה שהדברים כולם קיימים לנצח בתוך האור שממשיך לשאת אותם ברחבי היקום. כל מה שקרה מאז המפץ הגדול, כל הרגעים שלנו, הטובים והטובים פחות, צפים על נהר עצום של אור.
בתמונות אחרות, כולן ברמת פירוט שלא הכרנו, הראה ווב גלקסיות וכוכבים נולדים מתוך ענני גז ואבק, רוקדים עם גרמי שמיים אחרים, קורסים אל תוך עצמם, וגם מתים; והוכיח הימצאות אדי מים בתוך הרכב האטמוספרה של כוכב לכת בשם WASP-96b, במרחק של כ-1,150 שנות אור.
גלקסיות הן עצומות, אבל תחשבו על זה שג'יימס ווב מצליח להבחין ולנתח מולקולה בקוטר של כרבע מיליארדית המטר ממרחק של כעשרה טריליון ק"מ. איך אפשר שלא להסיר את הכובע בפני המין האנושי?
בתמונה של ערפילית קארינה, הנמצאת במרחק של כ-7,500 שנות אור מכדור הארץ, אפשר ממש לראות כוכבים צעירים נוצרים מתוך ענני הגז והאבק שמרכיבים את הצוקים הענקיים שגובהם שבע שנות אור, או 63 טריליון ק"מ. חלק מהכוכבים יהפכו לשמשות, חלקם לכוכבי לכת, ממש כמו מערכת השמש וכדור הארץ.
בעיניי זו התמונה המרשימה ביותר. כך נוצרנו. וכך זה ייגמר: בתמונה של ערפילית הטבעת הדרומית נראה כוכב מסוג ננס לבן. ככה בדיוק תיראה השמש שלנו בסוף חייה. והגלקסיה שלנו? בתמונה של קבוצת הגלקסיות המכונה "חמישיית סטיבן" השוכנות במרחק של כ-290 מיליון שנות אור מכדור הארץ, חלקן עתיקות מאוד, אפשר לראות שתי גלקסיות מתמזגות, בדיוק כמו שגלקסיית שביל החלב תתמזג עם גלקסיית אנדרומדה השכנה בעוד כחמישה מיליארד שנה.
היקום מעולם לא נראה כל כך מפורט, צבעוני ושוקק מרוב פעילות. אזורים שעד עתה נראו בתמונות של טלסקופ האבל שחורים וריקים, נוצצים עכשיו כמו מסיבת יום הולדת מרוב גלקסיות - וזו רק פינה אחת, לא מיוחדת בשום צורה, של היקום שלנו. הראש מסתחרר.
ווב הוא מכונה מפוארת מאין כמותה במשקל שש טונות שפרסה את עצמה בעדינות, כיצירת אוריגמי עצומה, בעומק החלל ובאמצעות מראה בקוטר 6.5 מטרים אוספת את אור האינפרה אדום, שהוא בלתי נראה לעין האנושית, עם עוד מספר מצלמות וחיישנים.
העובדה שווב שוגר למרחק גדול כל כך אומרת שאין אפשרות לתקן או להתערב אם משהו קורה, חלילה, מה שרק הגביר את רמת המורכבות של הפרויקט שיצא לדרך לפני כ-30 שנה. בינתיים, טפו-טפו, הכל עובד כמו קסם. עובדה משעשעת, למרות שמדובר באחת המכונות המתקדמות, הרי שיש לה זיכרון נמוך משל סלולרי ממוצע. 68 ג'יגה בייט סך-הכול.
5 צפייה בגלריה
כל הרגעים שלנו צפים על נהר עצום של אור. תמונה שצולמה על ידי ווב
(קרדיט: NASA, CSA, and FGS team)
אלה אמנם רק התמונות הראשונות של ווב, אבל קהילת האסטרופיזיקאים לא יודעת את נפשה מרוב התרגשות. "כשראיתי את התמונות. הבנתי מיד שהטלסקופ עובד מושלם", אומר פרופ' דן מעוז מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת ת"א ומנהל מצפה הכוכבים של האוניברסיטה, "אני עוקב אחרי הבניה של ווב עשרות שנים, עם כל הדחיות והמהמורות והכפלות העלות, הביטולים, החידושים. היו כל כך הרבה מקומות שבהם זה יכול היה להיכשל. הייתי מאוד ספקן".
"לא האמנתי שזה יעבוד", מודה גם פרופ’ צבי פירן, אסטרופיזיקאי מהאוניברסיטה העברית בירושלים. "בתמונות לא הייתה אף תגלית אמיתית, אבל מרשים מה שעומד מאחוריהן ושכל המכשירים עובדים - אפילו טוב יותר ממה שחשבו. התמונות האלה נותנות מושג על מה ווב יכול לתת".
מה המשמעות של מציאת אדי המים מבחינת החיפוש אחר צורות חיים חדשות - מהמטרות הראשיות של ווב?
פרופ’ מעוז: "אנחנו מייחלים לראות מולקולות נוספות שיעידו על קיום חיים. הגביע הקדוש הוא מולקולת חמצן. חמצן באטמוספרה זה סימן לחיים. אם נראה גם חמצן וגם מים, כלומר סימנים לחיים כמו שאנחנו מכירים אותם, זה יהיה עוד יותר טוב, אבל הסיכוי שזה יקרה מאוד קטן. מצד שני, האסטרונומיה מלמדת אותנו שאנחנו לא ייחודיים, יש אלפי כוכבי לכת עם אטמוספרה שנעים סביב כוכבים כמו כדור הארץ. לכן יש גם סיכוי שנראה שזה הכלל ולא היוצא מן הכלל, שחוקי הפיזיקה, הכימיה והביולוגיה מובילים תמיד לתהליכים דומים. זה מה שנדע, אני מקווה".
אחרי כזו פתיחה, הציפיות מג'יימס ווב הן, סליחה, בשמיים. מלבד איתור חיים על כוכבים אחרים, אנחנו בונים עליו שיעזור במציאת החומר האפל, להבין את לידתם של חורים שחורים, לענות על שאלות בנוגע לאי-בהירויות בקצב התפשטות היקום ועוד. אפשר בהחלט לצפות לעשור שכולו גשמי ברכה של תמונות חלל משובחות ושומטות לסת ולתגליות דרמטיות שיראו לנו את היקום בינקותו. ואם פעם אחת נצליח ללכת הכי אחורה שיש, האם נוכל לצפות בהכל מתחיל?
אבל בלי לחץ.
התמונות של ווב סיחררו, בצדק, את ראשו של העולם עד שלא כל כך שמנו לב שבאותם הימים ממש, בעומק של כמאה מטרים באדמה מתחת לאגם ז'נבה, בסמוך לגבול שווייץ-צרפת, חזר מאיץ החלקיקים סרן (CERN) לפעול מחדש, בפעם השלישית, אחרי שלוש שנים של שדרוגים, והוא כבר שולח פרוטונים לטוס במהירות קרובה מאוד למהירות האור בכיוונים מנוגדים בתוך מנהרה באורך 27 ק"מ, ואז להתנגש זה בזה בעוצמת אנרגיה מעשה ידי אדם ברמה שלא נראתה עד היום - 13.6 טריליון אלקטרון וולט - עוצמה דומה לזו שהייתה ביקום במיליארדית השנייה לאחר המפץ הגדול. המטרה היא לחזות בחלקיקים נעלמים ובחלקיקים אחרים נוצרים במקומם, בתקווה להיתקל בחלקיק לא מוכר.
מאיץ החלקיקים הגדול בסרן הוא ככל הנראה הפרויקט המדעי הגדול ביותר בעולם - 23 מדינות ועשרות אלפי מדענים לוקחים בו חלק - ומטרותיו שאפתניות ומרגשות לא פחות מאלה של טלסקופ החלל. אם ווב מסתכל כמה שיותר רחוק ביקום ואחורה בזמן, הרי שבמאיץ החלקיקים מסתכלים על גדלים כמה שיותר קטנים ועל מרחקים כמה שיותר קרובים.
שם, מתחת לאדמה, מנסים לדמות בתנאי מעבדה את התנאים עתירי האנרגיה בראשית היקום, כשהחומר התחיל להיווצר, אולי גם החומר האפל, במטרה למצוא את היחידות הבסיסיות ביותר של החומר ולהבין את הכוחות היסודיים של היקום הפועלים על החלקיקים הזעירים, בגודל החלק המיליארד-מיליארדית של הס"מ בקירוב, בעודם מתנגשים בקצב של בין 400 ל-600 פעמים בשנייה.
מעבר להיותו המאיץ הגדול בעולם, CERN הוא גם המיקרוסקופ הגדול, המצלמה החדה והחיישן הרגיש בעולם.
המדענים במאיץ החלקיקים מנסים למצוא חלקיקים חדשים או תוצאות שיאתגרו את המודל הקיים, אך הלא-מספק שיש לנו לתיאור המציאות התת-אטומית - המודל הסטנדרטי שמו - ויסמנו על קיומה של פיזיקה חדשה.
"המודל הסטנדרטי" נשמע מרתק כמו תו תקן לקולבים, אבל זו הדרך שבה הפיזיקה מתארת ומסבירה היום את העולם בסדרי גודל קטנים מהאטום; את החלקיקים היסודיים המרכיבים את החומר ואת הכוחות היסודיים הפועלים בעולמם הזערורי של החלקיקים. את העולם המיקרוסקופי מתארת יפה מאוד תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. שתי התיאוריות לא מתיישבות יחד, והן שולחות את המדענים בחיפוש אחר התיאוריה של הכול, אבל זו כבר בעיה ליום אחר.
תהיו איתי רגע. לפי המודל הסטנדרטי, העולם שלנו - כל החומר והאנרגיה שאנחנו מכירים, כל מה שאנחנו - מורכב מ-12 חלקיקים יסודיים, שישה נקראים קווארקים ושישה נקראים לפטונים. הקווארקים קשורים באמצעות חלקיקים הנקראים גלוּאוֹנים (מלשון דבק) והם יוצרים פרוטונים ונויטרונים. בלפטונים אפשר למצוא את האלקטרון ואת הנייטרינו. עליהם נוספים עוד ארבעה חלקיקים הנושאים ביניהם את שלושת הכוחות היסודיים של הטבע - הכוח החזק שמחזיק את גרעין האטום שלא יתפרק, הכוח החלש שמאפשר לחלקיקים להחליף ביניהם אנרגיה, מסה או מטען חשמלי, והכוח האלקטרומגנטי שאחראי על חשמל, מגנטיות, קרינה, תגובות כימיות ועוד.
לקח לפיזיקה משהו כמו 50 שנה למצוא את ה"בוזון היגס" - התגלית הגדולה האחרונה של המאיץ. אתם בטח זוכרים אותו בתור "החלקיק האלוהי", כך הוא נקרא כל זמן שלא מצאו אותו. אמרו שהוא יהיה החתיכה האחרונה בפאזל, שאחריו נבין איך בנוי העולם. ואז, ברגע שנמצא החלקיק, נעלם "האלוהי" משמו
החלקיק האחרון שמשלים את המודל נקרא "בוזון היגס" והוא נותן לכל החלקיקים את המסה שלהם. לקח לפיזיקה משהו כמו 50 שנה למצוא את ה"בוזון היגס" - הוא התגלה לפני עשור בדיוק, במאיץ החלקיקים בסרן, וזו הייתה התגלית הגדולה האחרונה של המאיץ. אתם בטח זוכרים אותו בתור "החלקיק האלוהי", כך הוא נקרא כל זמן שלא מצאו אותו. אמרו שהוא יהיה החתיכה האחרונה בפאזל, שאחריו נבין את בנוי העולם. ואז, ברגע שנמצא החלקיק, נעלם "האלוהי" משמו והוא נקרא "בוזון היגס.
מהר מאוד לאחר שהתגלה החלקיק האחרון הבנו שהוא לא האחרון ושחייבים להיות עוד חלקיקים וכוחות יסודיים, אלא שעדיין אין לנו מושג מהם - הם הפיזיקה החדשה. מהי? איש לא יודע, ואיך אפשר לדעת? אנחנו מגששים באפלה בחיפוש אחר משהו קטן מכל קוטן שמעולם לא ראינו, ואין לנו מושג ירוק מהו בשיטות שלא ידוע לנו אם הן עובדות ובמקומות שאנחנו לא יודעים אם הוא נמצא בהם.
בראש מועצת סרן עומד הפיזיקאי פרופ’ אליעזר רבינוביץ' מהאוניברסיטה העברית בירושלים, שנכנס לתפקידו בינואר השנה. מבחינתי זה הופך אותו לישראלי החשוב ביותר בעולם היום.
ברכות על ההפעלה המחודשת.
"ההתרגשות גדולה. היו הרבה מאוד אתגרים שהתגברנו עליהם; בתקופת הקורונה היה קשה מאוד לעבוד בצוותים הנדרשים תוך שמירת ריחוק חברתי. בכל זאת הצלחנו. אחר כך היה גם הנושא של השפעות הפלישה הרוסית לאוקראינה שגרמה לעיכובים נוספים".
למעלה מאלף מדענים רוסים עובדים במאיץ החלקיקים, הקבוצה השנייה בגודלה אחרי האמריקאים. בעקבות הפלישה הרוסית הוחלט בסרן לא להפר באופן חד-צדדי את ההסכמים ולגרש את המדענים, אבל הודיעו לרוסים שבכוונתם לא לחדש את ההסכמים ב-2024. חבל שהמדע משלם את מחיר הפוליטיקה.
מתי יתחילו לזרום הנתונים והתגליות מהמאיץ?
"אני מאמין שהתגליות יגיעו, אם כי איסוף הנתונים, העיבוד והניתוח יכולים לקחת גם חודשים רבים. אם יהיה מדובר בגילוי של משהו חדש, צריך יהיה לחזור ולאשש אותו. היום אנחנו אוספים נתונים מאזורי אנרגיה גבוהים שטרם ביקרנו בהם, המאיץ המשודרג ייצר 50 אחוז יותר של התנגשויות ויאסוף פי שניים נתונים. עכשיו החלום זה לגלות דבר שלא ציפינו לו. היו רגעים כאלה בחיים המדעיים שלי. זה שווה הכול".
אתה מדבר על גילוי חלקיק חדש?
"המודל הסטנדרטי חוזה בהצלחה את תוצאות ההתנגשויות במאיץ, אילו חלקיקים ייווצרו כתוצאה מהן וכיוצא בזה. אם יתקבלו תוצאות מדידות שאינן מתאימות למודל הסטנדרטי, אפשר לראות שהוא לא נכון גם בלי לגלות חלקיק חדש באופן ישיר.
"גם לאשש את המודל הסטנדרטי תהיה תגלית חשובה - אבל לא באותה רמה. ראית את 'טופ גאן', איך שהוא הגיע למאך 10 עם מטוס שמסוגל להגיע רק עד מאך 2? זה יהיה בערך כמו לאשש את המודל הסטנדרטי. זו אומנם תגלית להבין שמשהו שבנית פועל באזורים שלא ציפית שהוא יעבוד בהם. אבל זה לא עושה כותרות גדולות".
אתה רואה קשר בין שני הפרויקטים, המאיץ והטלסקופ?
"לבני אנוש שאורכם נע בין פחות ממטר עד קצת מעל שני מטרים יש את היומרה לתאר את כל עולם החומר, ממרחק עשר בחזקת מינוס 33 ס"מ ועד למרחקים שאור עבר במשך כמעט 14 מיליארד שנה. הדחף לעשות זאת קבוע בחומרה שלנו מקדמת דנא. ב-50 השנים האחרונות התקרבנו מאוד לאפשרות לעשות הזאת, יותר מבכול זמן אחר בהיסטוריה. יש להעריך עד כמה שפר גורלנו לחיות בתקופה שבה זה קרה, וקורה.
"שני הפרויקטים הם תעודת כבוד לאנושות שמוכנה לממן מסעות תגלית לחיפוש אחר ידע בסיסי, למדענים ולחוקרים שמקדישים עשרות שנים מחייהם לנסות לפענח את סודות היקום ומאמינים שניתן לעשות זאת".
אומנם התפקיד החשוב ביותר של המאיץ הוא לבחון לעומק את המודל הסטנדרטי, אבל פרופ’ תומר וולנסקי, פיזיקאי חלקיקים מאוניברסיטת ת"א, מחפש במאיץ החלקיקים אחר החומר האפל. כזכור, 70 אחוז מהאנרגיה ביקום היא אפלה. 25 אחוז מסך כל החומר שקיים הוא חומר אפל. הוא לא מגיב לשום חומר או כוח שאנחנו מכירים. הייתי חייב לדבר על זה עם מישהו.
"החומר האפל לא דומה לשום דבר שאנחנו מכירים", אומר וולנסקי, "אין לנו מושג מהו. אנחנו יודעים שהוא חומר קיים ו'רואים' אותו בכל מקום ביקום כי יש לו השפעה על קצב תנועת הכוכבים המרוחקים ממרכזי הגלקסיות. אנחנו יודעים שהוא קיים גם בזכות אפקט 'העידוש הכבידתי' שחזה איינשטיין - גושים מסיביים של חומר אפל יכולים לעוות את האור העובר לידם, לשנות את מסלולו ולהפוך אותו למעין זכוכית מגדלת. זה האפקט שאיפשר לנו לראות בתמונת השדה העמוק גלקסיה בת 13.1 מיליארד שנים כאילו היא קרובה בהרבה".
התענוג בלשוחח עם פיזיקאי שחוקר חומר אפל היא הסיכוי הסביר, אך הלא-צפוי, למצוא את עצמך שומע משפט כמו "אפשר ללמוד על החומר האפל לפי התוצרים שלו: אולי כשחלקיק של חומר אפל פוגש חלקיק של אנטי-חומר אפל, הם מייצרים אור שאפשר לראות", אומר וולנסקי כלאחר יד.
מה? חומר אפל ואנטי-חומר אפל יוצרים אור?
"זו אפשרות. אנחנו הרי יודעים שכשאנטי-אלקטרון ואלקטרון נפגשים נוצר אור".
לא סיפרתם לי. אולי מפגש של חומר אפל ואנטי-חומר אפל ייצור בכלל אור אפל?
"יש תיאוריות שקיים אור אפל שאנחנו לא יכולים לראות. אבל קשה מאוד להסביר אותו, בטח ובטח למצוא אותו.
"אני אדם אופטימי", אומר וולנסקי, "אבל החומר האפל זו בעיה קשה מאוד. אולי נצטרך מאיץ גדול יותר. בסופו של דבר כולנו מנסים להבין את היקום, מה יש בתוכו ואיך הוא התפתח. מאיץ החלקיקים מנסה להבין את הפיזיקה ששלטה בשלב המוקדם בהתפתחות היקום, וטלסקופ החלל מביט אחורה בזמן על תהליכי הבנייה של הגלקסיות והכוכבים. כמו שזה נראה עכשיו, החידות לא הולכות להיגמר לנו לעולם. נשאר רק ליהנות מהדרך".
אם אתה רוצה באמת ליהנות מהדרך, קח איתך משורר ששיריו יידעו לעמוד בינך ובין המדע וסדרי הגודל והאלקטרוניקה והפוליטיקה והעולם. נדב נוימן הוא משורר כזה בעיניי. שיריו עוסקים - אם שירים עוסקים במשהו - בקשר בין הנפש והיקום. בנוסף, מנהל נוימן את הפרויקטים החינוכיים ומפתח תוכן ב-Sapienship, מיזם התוכן וההפקות שייסדו יובל נח הררי ואיציק יהב.
"התמונות של ווב מזכירות לי, על דרך ההיפוך, תמונת חלל מפורסמת אחרת. בסוף 1968 צילם האסטרונאוט וויליאם אנדרס מהחללית אפולו 8 את כדור הארץ 'זורח' בשמי הירח. התמונה, שכונתה אחר כך Earthrise, הייתה בעצם הסלפי עם היד הארוכה בעולם. תושבי כדור הארץ חשפו בפני עצמם לראשונה איך הם נראים בצבע ממרחק של מאות אלפי קילומטרים: כדור כחול, שברירי, מרחף לבדו בריק, ללא גבולות או מדינות.
"במגזין 'לייף' פורסמה התמונה לצד פואמה מאת המשורר ג'יימס דיקי, שנחתמה: 'וראו / הפלנטה הכחולה ספוגה בחלום / המציאות, חזונה המחושב רועד / מהאהבה היחידה'. התמונה התאימה לרוח התקופה ותרמה המון לתנועה הסביבתית, על הפוליטיקה והתרבות שבאו איתה.
"התמונות של ווב סנסציוניות לא פחות. מהחלומות הסביבתיים על להציל את כדור הארץ נשארו בעיקר שברים, ומה שנותר לנו זה להביט החוצה, אל החלל העצום והבלתי מובן. אילו מין פילוסופיה, פוליטיקה ואומנות התמונות האלה יולידו? עם כל היופי והתדהמה שהן מביאות איתן, הן מביאות גם אימה וחרדה קוסמית.
"כשאני מביט בתמונות מווב אני פתאום חושב על עצמי: אני מביט על הידיים שלי, על החדר שבו אני נמצא, על העציץ שעל החלון; כל מה שאנחנו מסתכלים עליו הוא הצצה לתחילת היקום, כי כל החומר שקיים - קיים מאז המפץ הגדול. כל החלקיקים שהיו אז, נמצאים גם בתוכנו. כל מה שמרכיב אותנו קיים כבר מיליארדי שנים. כשאנחנו מסתכלים על עצמנו אנחנו יכולים לראות את תחילת היקום, וגם את הנצח.
"בדיוק בשביל זה אנחנו צריכים עוד משוררות ואומנים שיחברו בין תגליות מדעיות לנפש האדם. אולי כל סוכנות מדעית צריכה פילוסופית ו/או משורר הבית בצוות. ככה, גם אם לא נבין עד הסוף, לפחות נבין משהו.
המשורר נדב נוימן: "ב–1968 צילם האסטרונאוט וויליאם אנדרס את כדור הארץ 'זורח' בשמי הירח. תושבי כדור הארץ חשפו בפני עצמם לראשונה איך הם נראים ממרחק של מאות אלפי קילומטרים: כדור כחול, שברירי, מרחף לבדו"
"ככל שאנחנו מתווכים לעצמנו את המציאות עם עוד ועוד אמצעים, מכשירים והמצאות", ממשיך נוימן, "אנחנו מתרחקים ממנה. ועם זאת, ההצהרות שמלוות כל תגלית פיזיקלית או אסטרופיזית הן תמיד בסגנון, 'התקדמנו בהבנה שלנו את היקום'. תגיד לי אתה, דרור, האם מישהו בעולם היום יכול להגיד שהוא מבין את היקום יותר מכפי שהבין אותו סופר בראשית העברי, דמוקריטוס היווני או לוקרטיוס הרומאי? האם מישהו היום מבין טוב יותר למה יש משהו ביקום במקום לא כלום, איך יכול להיות שבוקר אחד אהובך חי ובערב הוא איננו, מה המשמעות של האינסוף?"
