איך ומתי התחיל היקום?
איך הוא הגיע להראות ככה?
איך הוא יסתיים?
אנשים דנו בשאלות האלו
מאז שהם היו בסביבה בלי להגיע להסכמה.
היום, קוסמולוגים עובדים קשה כדי למצוא את התשובות.
אבל איך מישהו יכול לקוות למצוא תשובות מוצקות לשאלות כל כך עמוקות?
ואיך זה אפשרי לחקור וללמוד משהו כל כך גדול כמו היקום,
שלרובו לעולם לא נוכל להגיע?
התשובה היא אור.
ולמרות שאור מחלקים רחוקים של היקום
יכול לקחת מיליארדי שנים כדי להגיע אלינו,
הוא נושא שישה מסרים יחודיים, שכשמחברים אותם,
יכולים לגלות כמות אדירה של מידע לאסטרונומים
שיודעים מה לחפש.
ממש כמו שאור שמש יכול להתחלק לקשת המוכרת,
פיצול האור מעצמים רחוקים חושף תבניות שונות של צבע
תלוי במקור שלו.
הברקוד היחודי של אור יכול לגלות לא רק את ההרכב של העצם,
אלא גם את הטמפרטורה שלו והלחץ של החלקים המרכיבים אותו.
יש אפילו יותר שאנחנו יכולים לגלות מהאור,
אם אי פעם עמדתם על רציף של רכבת, אולי שמתם לב
שהרכבת נשמעת שונה תלוי בכיוון שלה
עם הטון עולה כשהיא מתקרבת אליכם
ויורד כשהיא מתרחקת.
אבל זה לא בגלל שהכרטיסן מתאמן לקריירה שניה.
בעצם, זה בגלל משהו שנקרא אפקט דופלר
כשגלי הקול שנוצרים על ידי עצם מתקרב נדחסים,
בעוד אלה מעצם מתרחק נמתחים.
אבל איך זה קשור לאסטרונומיה?
קול לא עובר דרך ואקום. בחלל, אף אחד לא יכול לשמוע אתכם צועקים!
אבל אותו אפקט דופלר תקף גם לאור שהמקור שלו נע במהירות יוצאת דופן.
אם הוא נע לכיוונינו, אורכי הגל הקצרים יותר
יגרמו לאור להראות כחול יותר.
בעוד לאור ממקור מתרחק
יהיה אורך גל ארוך יותר ויוסט לאדום.
אז על ידי אנליזה של דוגמת הצבעים בהסטת הדופלר של האור
מכל עצם שנצפה על ידי טלסקופ, אנחנו יכולים ללמוד ממה הוא עשוי,
כמה הוא חם ותחת כמה לחץ הוא נמצא,
כמו גם אם הוא נע, ובאיזה כיוון וכמה מהר.
ושש המדידות, כמו שש נקודות אור,
מגלות את ההסטוריה של היקום.
האדם הראשון לחקור את האור מגלקסיות רחוקות היה אדווין האבל,
והאור שהוא הבחין בו היה מוסט לאדום.
הגלקסיות הרחוקות כולן נעו הרחק מאיתנו,
וככל שהן היו רחוקות יותר, הן התרחקו מהר יותר.
האבל גילה שהיקום שלנו מתרחב,
וסיפק את העדות הראשונה לתאוריית המפץ הגדול.
יחד עם הרעיון שהיקום הנראה מתרחב ללא הפסקה
מנקודה אחת מאוד דחוסה,
אחת התחזיות הכי חשובות של התאוריה הזו
היא שהיקום המוקדם הכיל רק שני גזים:מימן והליום,
ביחס של שלושה לאחד.
והתחזית הזו יכולה גם להיבדק באור.
אם נבחין באור מאזור רחוק ושקט של היקום ונפצל אותו,
אנחנו באמת מוצאים חתימה של שני הגזים האלה ביחסים האלה בדיוק.
ניצחון נוסף למפץ הגדול.
עם זאת, הרבה שאלות נשארו.
למרות שאנחנו יודעים שהיקום הנראה מתרחב,
הכבידה צריכה להפעיל את המעצורים.
אבל מדידות עדכניות של אור מכוכבים גוססים מרוחקים
מראה לנו שהם רחוקים משצפינו.
אז ההתרחבות של היקום למעשה מואצת.
נראה שמשהו דוחף אותה,
והרבה מדענים מאמינים שהמשהו הזה הוא אנרגיה אפלה,
שהיא 2/3 מהיקום ולאט לאט קורעת אותו.
הידע שלנו על התנהגות החומר והדיוק של המכשירים
אומרים שפשוט להביט בכוכבים מרוחקים יכול להגיד לנו יותר על היקום
משאי פעם נחשב לאפשרי.
אבל יש תעלומות אחרות כמו הטבע של האנרגיה האפלה
שעליהן עדיין צריך לשפוך אור.