לא בטוח שיש מרכז ליקום ושיימצא מרכז כזה אך בכל מקרה ההשערה לגבי מרכז היקום השתנתה לאורך ההיסטוריה.

בזמנים קדומים חשבו שכדור הארץ הוא מרכז היקום וכך תפסו את העולם כולו. היה זה תלמי שהצליח לאסוף הרבה נתונים שתמכו בתיאוריה הזו ולכאורה להוכיחה.

יותר מאלף שנה אחר כך, בשנת 1543, היה זה המדען הפולני קופרניקוס מי ששינה את התפיסה והסביר שהשמש היא מרכז היקום. זה הסתדר עם תצפיותיו השונות, אבל לא היו לכך הוכחות חד-משמעיות. התיאוריה שלו נקראה המודל ההליוצנטרי והמודל הזה היה מנוגד למודל הגאוצנטרי, שלפיו האמינו תמיד שכדור הארץ הוא מרכז היקום.

בשנת 1580 נעשה עוד צעד, כשנזיר איטלקי בשם ברונו העלה סברה שהיקום הוא אינסופי ושלמעשה הכוכבים שאנו רואים בשמיים הם שמשות. בתור עונש על הסברה הזו הוציאה אותו הכנסייה להורג, אבל במאות הבאות הסתבר שהוא די צדק.

לא עברו 10 שנים אחרי מותו של ברונו וגלילאו החל לצפות בטלסקופ שלו והצטרף גם הוא לחסידי הגישה שאומרת שכדור הארץ כלל אינו מרכז היקום.

כיום מסבירה תיאוריית המפץ הגדול שהחלל כולו התפוצץ והוא הולך ומתרחב לעבר אינסוף, כך שקשה לטעון שיש לו מרכז של ממש.


הנה השינויים במהלך השנים, בהתייחסות לתפיסת מרכז היקום (מתורגם):

http://youtu.be/rIVkvrEiVm0?t=14s


קופרניקוס שינה את הבנת מרכז היקום ויצר את המהפכה המדעית שהביאה את המדע, הנאורות והטכנולוגיה המודרניים לשיאים (מתורגם):

https://youtu.be/bx6J2D96mCw?t=45s


ועוד הדגמה של זה:

http://youtu.be/W4c-gX9MT1Q

אם רוצים להבין כמה גדול היקום, הרי שגודלו של היקום הידוע הוא פי 10 בחזקת 27 מגודל של בן אדם ממוצע.

זה די גדול, לכן נתאר את זה כך: שנת אור היא המרחק שאור עובר בשנה. בשנייה אחת הוא עובר 300 אלף קילומטרים, אז רק צריך להכפיל ומקבלים שבשנה עובר האור כטריליון קילומטרים. זה נשמע הרבה? - אז ודאי ידהים אתכם לדעת שהגודל של היקום הוא לפחות 90 מיליארד שנות אור!

דרך אחרת להבין כמה היקום גדול היא לזכור שהמדענים נהגו לאמוד שביקום יש 100 מיליארד גלקסיות. בכל אחת מהגלקסיות הגדולות שבהן, יש 200 מיליארד כוכבים! בכל אחת!

עם השנים האומדן הזה התעדכן ומדענים כיום אומדים את מספר הגלקסיות בפי 10 מהאומדן הקודם. הם מציינים שיש ביקום כטריליון גלקסיות, כשבכל אחת מהן 200 מיליארדי כוכבים משלה.


הנה המחשה של גודל היקום ומספרי הגלקסיות הבלתי נתפסים שהוא מכיל (מתורגם):

https://youtu.be/WYQ3O8U6SMY


על מספר הגלקסיות ביקום (עברית):

https://youtu.be/wpCszeQFLDc


גודלו של היקום (מתורגם):

http://youtu.be/5NU2t5zlxQQ


מצגת וידאו על גודל של היקום (עברית):

http://youtu.be/iPRWBT169OY


הדגמה של יציאה מכדור הארץ אל כל היקום וכמה גדולים ההבדלים ביניהם:

https://youtu.be/HiN6Ag5-DrU?t=6s


וסרט תיעודי על גודלו של היקום:

https://youtu.be/yaX4iGw-b_Y?long=yes

מדענים משערים שהיקום כל כך גדול שיש בו יותר כוכבים ממספר גרגרי החול שבכל חופי העולם.

ההשערה הזו גורסת שהמרחק בין כוכב לכוכב הוא של טריליוני קילומטרים.

די הרבה, נכון? - אם אתם רוצים את זה במספר אז האומדן הוא שיש ביקום לא פחות כוכבים מהמספר הבא:

20,000,000,000,000,000,000,000

במילים ניתן לומר שמספר הכוכבים המוערך כיום ביקום כולו הוא בערך 20,000 מיליארד מיליארדים.

המתמטיקאים יקראו למספר הזה פעמיים 10 בחזקת 22.


הבה נבין את גודל היקום באמצעות מסע בין כוכבים, גלקסיות, צבירי על ומיליארד שנות אור (עברית):

http://youtu.be/syMniysoBDU?t=59s


שוב אומדן גרגרי החול לכוכבי היקום כולו:

https://youtu.be/sJ_tZr0D2pk


אומדן נוסף לכמה גלקסיות יש ביקום? (עברית)

https://youtu.be/wpCszeQFLDc


ועוד דיון על הנושא:

https://youtu.be/vh8-ZUIX_1o

בימי הביניים האמינו המדענים שהיקום הוא קטן. התגליות של קופרניקוס וניוטון הראו שבנוסף לכדור הארץ יש כוכבים רבים במערכת השמש וביקום שמסביב עוד המוני כוכבים נוספים. המדען אדווין האבל גילה רק במאה ה-20 שהיקום הולך ומתפשט כל הזמן ומשתנה בלי הפסקה והוא כלל איננו קבוע בצורתו ובגודלו.

אבל איך זה קשור לחומרים שמהם עשוי היקום שלנו?

ובכן, בעשורים האחרונים התגלה שהחומר שממנו עשויים הכוכבים, הגלקסיות וכל מה שחי עליהם הוא בערך 5% מהחומר שקיים ביקום. הממצא המדהים הזה העלה את השאלה מהו החומר שממנו מורכבים שאר 95% של היקום. מה דעתכם?

בשנות ה-60 של המאה הקודמת גילו המדענים שגלקסיות מסתובבות במהירות עצומה. הם שאלו את עצמם כיצד הכוכבים נשארים במסלול הסיבוב ולא עפים החוצה מהגלקסיה. כוח הכבידה שהם חישבו היה קטן מדי מכדי לשמור על הכוכבים בתוך הגלקסיה.

בשנות ה-80 הגיעה חוקרת בשם ורה רובין למסקנה הבלתי נמנעת שחומר כלשהו, ככל הנראה חומר בלתי נראה, מחזיק את הכוכבים מלעוף מהמרכז החוצה, על אף שמהירותם גדולה מהצפוי על פי העקרונות המוכרים לנו.

החומר הזה זכה לשם "החומר האפל". פיסיקאים שעוסקים בתחום מעריכים שטלסקופים מאפשרים לראות כיום עד 10% מהמסה הקיימת ביקום. שאר המסה ביקום היא ככל הנראה של אותו חומר מסתורי ובלתי נראה.

בשנים שחלפו מאז צפו בכמה הזדמנויות באירועים שיתכן ואישרו את קיומו של החומר האפל הזה.

החל מניצנוץ כוכבים רחוקים בזמן שמסה לא נראית חולפת על פניהם, דרך עיוות הזמן והמרחב בגלקסיות שגורמת מסה בלתי נראית, ועד לענני גז שניתן לראות רק בטלסקופ רנטגן אבל בטלסקופ רגיל לא רואים דבר מהם - קיומו של החומר האפל הלך ונראה כעובדה.

אבל הוכחות חד משמעיות וממצאים שיאשרו את קיומו של החומר האפל לא נמצאו עדיין. אפילו לזהות מהם החלקיקים שמהם עשוי החומר הזה לא הצליחו עדיין הפיסיקאים. זה די מבלבל - לדעת שמשהו ככל הנראה קיים אבל לא למצוא מהו, משום שהוא בלתי נראה!

בכל מקרה, על פי תיאוריית החומר האפל, מעל 90% מנפח היקום הוא חלל ריק, ואקום, שכל מה שיש בו הם שדות אלקטרומגנטיים, שדות כבידה עמוסים בקרינה אלקטרומגנטית מסוגים שונים, ביניהם האור הנראה, גלי רדיו ועוד.


זה החומר שממנו עשוי היקום (מתורגם):

http://youtu.be/P5WACfIb-qk


סיפורו של החומר האפל שממלא כמעט את כל היקום (מתורגם):

http://youtu.be/HneiEA1B8ks


בסוף הכל מורכב מאטומים שמרכיבים את היקום ונוצרו כך (מתורגם):

https://youtu.be/CBZH4dMac-Q


כך מסביר החומר האפל את התצפיות הלא-צפויות של מהירות תנועת הכוכבים בגלקסיות (מתורגם):

http://youtu.be/cx7pmSBXHfs


וסרט תיעודי קצר שמציג את החומר שממנו עשוי היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes

גלקסיה (Galaxy) היא אוסף עצום של כוכבי לכת. בגלקסיה יש חוץ מהכוכבים גם הרבה אבק חללי וגז.

כדור הארץ ומערכת השמש שהוא חלק ממנה נמצאים בגלקסיית "שביל החלב". בגלקסיית שביל החלב יש מיליארדי כוכבים, אבל היא רק חלק זעיר מהחלל והיקום כולו.

כי ישנן עוד המון גלקסיות, שהן חלק מ"צבירי גלקסיות" (קבוצות שכוללות גלקסיות רבות) ו"על-צבירים", שכוללים קבוצות רבות של "צבירי גלקסיות".

ההערכה היא שיש ביקום, החזיקו חזק, כטריליון גלקסיות. מדובר במיליון מיליונים של גלקסיות, שבכל אחת מהן מיליוני כוכבים בעצמה.


הנה הגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב (מתורגם):

http://youtu.be/tUMgV-z1im0


החומר האפל שממלא את הגלקסיה (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs


וכמה גלקסיות יש ביקום? (עברית)

https://youtu.be/wpCszeQFLDc

אין תשובה מוחלטת לגבי איך נוצר היקום ויש המון דיונים ותיאוריות על כך. רבים מהמדענים סבורים שפיצוץ עצום, שהם מכנים "המפץ הגדול", יצר את היקום שאנו מכירים, אם כי לא מדובר בפיצוץ של ממש, אלא יותר התפזרות הדרגתית ומתמשכת.

מתי זה קרה? - גיל היקום לא ידוע אם כי, בהתבססות על ניתוח קרינת הרקע הקוסמית, גיל היקום המשוער הוא כ-13.7 מיליארד שנה. (המון ערכים באאוריקה בנושא בתגית "היקום").

הערכות אומרות שיש ביקום הזה עד כ-2 טריליון גלקסיות ו-20 טריליון מיליארדי כוכבים, מספרים שלא יאומנו והם בלתי נתפסים בכל צורה שתנסו לדמיין אותם. בשביל החלב לבדו מעריכים המדענים שיש בסביבות 40 מיליארד כוכבי לכת ארציים.


כך נוצר היקום (מתורגם):

https://youtu.be/DmUiCweDic4


עוד על היווצרות היקום (מתורגם):

http://youtu.be/cPdN3_1BU1k


המשך הסרטון (מתורגם):

http://youtu.be/QqL0U9UeWFU


פיצוח סודות היקום, גרס הפיזיקאי הגאון סטיבן הוקינג, יביא להבנת כוונתו של האל (עברית):

https://youtu.be/NNoEXjnpVfA


מדענים מפורסמים שרים את ההסבר למפץ הגדול:

http://youtu.be/1HBkZPyfpdE


כך יצר המפץ הגדול את היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes


ומדוע נוצר בכלל היקום? - הרצאת טד (מתורגם):

https://youtu.be/zORUUqJd81M?long=yes

החלקיק "בוזון היגס" הוא זה שנתן את המסה לכל האטומים הקיימים בעולם. זהו חלקיק שנחשב עד לפני זמן קצר השערה מדעית תאורטית שצריכה להיבחן. לאחרונה הוא אכן נמצא כקיים וזוהי תגלית חשובה מאד, החוליה שהייתה חסרה במודל המקובל שמסביר את היווצרות היקום. עובדת קיומו הודאי של החלקיק התגלתה במכון למחקר צרן, שעלות הקמתו הייתה 5 מיליארד יורו.

פיטר היגס, החוקר הבריטי שהגדיר את החלקיק ב-1964, גרס שהחלקיק הינו כוח בלתי נראה שאמור להעניק לחלקיקים האחרים את המסה שלהם ולמנוע מהם לשוטט במרחבי היקום במהירות האור.



הנה סרטון על הבוזון היגס (מתורגם):

http://youtu.be/eksz3eobV8A



אחד המדענים בצרן שמסביר את התגלית (עברית):

http://youtu.be/O4iedVlLPgI


והכרזת התגלית של החלקיק האלוהי (עברית):

http://youtu.be/r9MoEAejuGE?t=3s

איש אינו יודע מה רואים כשמגיעים לקצה היקום. המדענים יכולים רק לשער, אבל תיאוריות מוצקות שמבוססות על מידע משמעותי קשה למצוא. אחת ההשערות ואולי אף המרכזית כרגע היא שהיקום הוא אינסופי ולא מסתיים אף-פעם. זה ודאי אומר שביקום יש אינסוף כוכבים, מה שקצת לא מסתדר עם התיאוריות המקובלות על מספר הכוכבים, אך גם התיאוריות הללו אינן מבוססות דיין כדי לסתור את האינסופיות של היקום.

מה שבטוח הוא שהטענה שהיקום הוא אינסופי מזכירה מאד את התיאוריה שרווחה במשך אלפי שנים, שהיקום היה קיים תמיד. להזכיר לכולנו, רק לפני כמאה שנים הפריכה תיאוריית "המפץ הגדול" את הטענה הזו וכיום נוטים המדענים להניח שהיקום הוא יצירה בת פחות מ-15 מיליארד שנים..


הנה מסע וירטואלי מכדור הארץ ועד קצה היקום. הסרט הזה לא מדבר על מה שיש ממש בקצה היקום ומעבר לו (מתורגם):

http://youtu.be/M29wDQ_YryY


סרטון נחמד נוסף על קצה היקום:

https://youtu.be/ZyJDA9AQimw


וכאן מדובר על סופו, אבל לא הגיאוגרפי, אלא סוף קיומו של היקום (מתורגם):

https://youtu.be/itpLU7OzNV8

גבול היקום (The Universe) נמצא בשום מקום או בכל מקום. הדיון המדעי על הנושא הוא מורכב ומתקיים כל העת. למעשה, מעולם לא נמצאו אפילו רמזים לקיומו של גבול שכזה. מאז המפץ הגדול הולך היקום ומתרחב והזמן-חלל שבין הגלקסיות הולך וגדל. הוא משתנה כל הזמן ולא נרגע לרגע, כשנחשוב שהגענו לנקודה מסוימת בחלל, חישובינו יסתברו כלא תקפים יותר, שכן החלל ישתנה עד אז לחלוטין.

נראה שחוקי הפיזיקה שלנו לא מאפשרים לנו לדעת הרבה אבל ישנן תיאוריות המגדירות אפשרויות. יתכן שגבולות היקום מתרחבים לאינסוף ויתכן שלא. לפי תורת היחסות הכללית של איינשטיין יתכן שהיקום הוא בכלל עגול וכשנגיע לנקודה שתיחשב לגבול נתחיל את היקום מצידו השני, עד אינסוף.

אם היקום הולך ומתפשט הרי שאין בו שום נקודה שהיא "בחוץ". ואם הוא סופי, הרי שלעולם גבולותיו לא ישפיעו עלינו, כי הם כה רחוקים ומתרחקים שיכולת המדידה שלנו לא תגיע ליכולת להבינם.

ואולי הכל שטויות, כי בתוך 100 שנים הכל יכול להשתנות, כמו שהשתנתה התפיסה של היקום והחלל ב-100 השנים האחרונות, שלא לדבר על 500 השנים האחרונות..


הנה סרט על התפשטות היקום והמשמעות של גבולותיו (מתורגם):

https://youtu.be/6BQrneA7_bs


קנה המידה של היקום:

http://youtu.be/17jymDn0W6U?t=26s


מסע מודרך אל גבולות היקום (מתורגם):

http://youtu.be/M29wDQ_YryY


וסרט ארוך על קצה היקום:

https://youtu.be/6s6POy6RgVM?long=yes

חָלָל (Space) הוא המרחב הענקי שבו נמצאים היקום כולו והגופים השמימיים שבו. מבחינתנו, החלל הוא כל מה שנמצא מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ.

את הגבול שבין תחומי כדור הארץ לחלל נהוג להגדיר כקו בגובה של כ-100 קילומטרים מעל פני הים.


#מה יש בחלל?
החלל הוא שחור לחלוטין. יש בו חושך, כי אור השמש לא מגיע אליו ואין מה שיאיר אותו, ודאי לא במרחבי הענק האינסופיים שלו.

ניתן להגדיר את החלל כרִיק כמעט מוחלט, כלום או ואקום. שימו לב שמדובר ברִיק כמעט מוחלט. הסיבה היא שהערכת האסטרופיסיקאים, המדענים שמתמחים במכניקת הקוונטים, שעדיין קיימים חלקיקים שונים בוואקום הזה שבחלל, באותו "כלום".

זה גם לא לגמרי כלום. כי בשטח כה עצום של החלל יש עצמים מעטים מאוד, שכמעט ולא מורגשים. אסטרואידים ומטאורים, למשל, חולפים בו במהירויות עצומות. גם פסולת חלל שמפוזרת בו, בצורת עצמים שהותיר האדם. נכללים בה בעיקר חלקי חלליות ולוויינים, שיצר האדם ולאחר שיצאו משימוש, ננטשו על ידם בחלל. כל החלקים הללו נמצאים במסלול אינסופי, סביב כדור הארץ ואפילו מסכנים חלליות שטסות אל החלל.

אוויר, או גזים אחרים, לעומת זאת, אין בחלל. זה אומר שלנשום בו לא ניתן. גם צלילים אין בחלל, מפני שאין בו אוויר או משהו דומה, מה שאומר שלא עוברים בו קולות, כי קול מועבר באמצעות גלי קול באוויר או בגז כלשהו.

לכן גם חיכוך לא נוצר בחלל, מה שאומר שעצמים שנעים בחלל, יכולים לנוע בו ללא הפסקה, ללא האטה כלשהי או עצירה ובאותה מהירות כל הזמן. רק כוח שיופעל על עצם שנע בחלל, או פגיעה בדבר מה, הם שיוכלו לעצור אובייקט שכזה.

כוח כבידה, כמו זה שיש בכדור הארץ, גם הוא כמעט אפסי בחלל. לכן מרחפים בו ואין כיוונים כמו למעלה או למטה.

קר בחלל. הטמפרטורה בו נמוכה מכל מה שמוכר לנו בכדור הארץ, אפילו מהאזורים הקרים ביותר בעולמנו. הטמפרטורה הבסיסית בחלל קרובה ל"אפס המוחלט", בסביבות 270 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. מאוד קררררר...

החום עולה, אגב, רק כשמתקרבים לגוף הפולט קרינה וחום. הטמפרטורה בקרבת השמש, למשל, יכולה להגיע למיליוני מעלות. החום הזה גם מוקצן בגלל שאין בחלל שום דבר שיכול לסנן את הקרינה, כמו שעושים בכדור הארץ האטמוספירה והשדה המגנטי שלו.


הנה החלל המדהים, אבל גם מסוכן בשבילנו (מתורגם):

https://youtu.be/iX2w3q_O25c


הדגמה של טיסה מכדור הארץ אל קצה היקום (ללא מילים):

https://youtu.be/MkRSmynqonM


כך האור מהווה כלי מחקר ולימוד מרכזי של החלל (מתורגם):

https://youtu.be/HZ7hwUduMoU


ותופעות ודברים מעניינים המתרחשים בחלל (עברית):

https://youtu.be/bIb6l7eOgFI

היקום הוא בן 13.7 מיליארד שנים. זה הזמן שעבר, לפי התיאוריה, מאז "המפץ הגדול". לא צריך לומר "מזל טוב", כי זו ההערכה של המדענים ולא נתון מדויק.. ואגב, יש כוכבים שגילם, עד כמה שהדבר נשמע מוזר, הוא גדול מגילו של היקום!


כך גילו את ההוכחות לקיום המפץ הגדול ולחישוב גיל היקום (מתורגם):

http://youtu.be/oDJI4e_3PcA

מצב הצבירה (States of matter) הוא אחד מהמצבים הבסיסיים והעיקריים של החומר, כמו שהוא בטמפרטורות שונות.

מצבי הצבירה המוכרים ביותר הם מוצק, נוזל וגז, כשישנו עוד מצב צבירה הנקרא פלזמה.

בטמפרטורה מסוימת יעבור חומר ממצב צבירה אחד לשני.הטמפרטורה הזו נקראת טמפרטורת מעבר.

להבנה לעומק של הנושא היכנסו לתגית "מצבי צבירה".


הנה מצבי צבירה וטמפרטורת המעבר (עברית):

https://youtu.be/vFZ58338BbM


על החלקיקים של החומר במצבי הצבירה השונים:

https://youtu.be/unmEVTBHAEM


והפלזמה (מתורגם):

https://youtu.be/tJplytSR-ww

בשנת 1912, כשהחוקר ויקטור הס ריחף בכדור פורח, הוא גילה תופעה מדהימה: אנרגיה גרעינית באוויר. זה החל כשהוא המריא לגובה של 5 קילומטרים וגילה שהקרינה בגבהים היא כפולה ויותר מזו שבגובה הנמוך יותר.

בכך הפריך הס את ההנחה הקודמת שהקרינה תדעך ככל שאנו גובהים ומתרחקים מכדור הארץ. סברה זו הניחה שכדור הארץ הוא מקור הקרינה.

החוקר גם הבין בהמשך שהוא עלה על תגלית מעניינת, שכן הוא הבין שאותה אנרגיה גרעינית שהוא גילה באוויר מגיעה מהחלל. אך משהעמיק במחקר הוא הבין שמקור הקרינה הזו אינו מהשמש, אלא מהחלל החיצון, כלומר מהיקום, מחוץ למערכת השמש.

אמנם עד גובה של קילומטר אחד הולכת רמת הקרינה ויורדת, אך כשממשיכים לעלות מעל גובה זה, היא עולה באופן חד. משמע - הקרינה חודרת לאטמוספרה דרך החלל החיצון. ויקטור הס גילה בכך את הקרניים הקוסמיות.

התגלית של הס פתחה את השער לתגליות חדשות בתחום הפיזיקה הגרעינית. לימים היא גם תזכה אותו בפרס נובל לפיזיקה.

כ-10 שנים אחר-כך יאמת רוברט מיליקן את ממצאיו של הס וייתן לקרינה הזו את השם "קרינה קוסמית". זה יסייע לפתוח שורה גדולה של מחקרים בנושא.

הפיזיקאים רואים בקרניים הקוסמיות הללו מעין שליחי מידע מהחלל. הקרניים הללו מביאות איתן ידע על החלל החיצון והרחוק יותר, זה ששום טלסקופ או לוויין לא יכול לראות.

אגב, על חייו האישיים של ויקטור הס לא הקלו הקרניים הקוסמיות ופרס הנובל יותר מדי. אשתו הייתה יהודיה והאנטישמיות הגוברת בהשפעת היטלר, גרמה לו קשיים ופחד. בשנת 1938 הוא נמלט מאוסטריה אל ארצות הברית, בה בילה את שארית חייו והפך למדען אמריקאי.


הנה סיפורה של קרינת היקום וקרניים קוסמיות מהחלל (עברית):

https://youtu.be/91801Y1lsCg


כך התגלתה הקרינה הקוסמית:

https://youtu.be/dmyGzaB8DFo


מה שסוכנות נאס"א יודעת לספר על קרינת היקום הקוסמית:

https://youtu.be/IGkn4v8ar4M


מקור הקרניים הקוסמיות שמייצרות את הקרינה היקומית הזו:

https://youtu.be/N1CxA7r-4oc


וסרט תיעודי על הקרינה הקוסמית של היקום:

https://youtu.be/k_wt5AFjRQo?long=yes

חישוב כמויות החומרים בחלל, עיסוק מדעי חשוב של אסטרופיזיקאים, נעשה בדרכים שונות. הוא לוקח בחשבון תופעות כמו כוח כבידה ומהירות. במהלך השנים העלו חישובי הפיזיקאים שוב ושוב את הממצא שחסרה בחלל כמות אדירה של חומר, שלא ניתן להסביר. כדי להסביר זאת ניסו המדענים להעלות תיאוריות שונות. בתחומים כה מורכבים כמו חקר היקום, התיאוריות הללו מועלות לא פעם מבלי שיש ממצאים שמוכיחים אותן והמדענים מנסים במשך שנים להוכיחן או להוכיח שאינן נכונות..

אחת התיאוריות שהועלו היא תיאוריית החומר האפל (Dark Matter). לפי תיאוריה זו יש בחלל חומר בלתי נראה, החומר האפל, שהמדענים מניחים שהוא נמצא בשפע בחלל החיצון, אך אין להם שום אפשרות לצפות בו.

החומר האפל נקרא כך מכיוון שלא ניתן לראותו בצפייה ישירה. בכך הוא שונה מחומרים בחלל שבהם אפשר לצפות, כמו כוכבים, ענני גז וחומר בין-כוכבי. משום כך משערים החוקרים שאם החומר האפל אכן קיים, הרי שאין בו אלקטרומגנטיות, כלומר הוא לא פולט ולא בולע קרינה אלקטרומגנטית שניתן לצפות בה בצפיה ישירה, מה שמאפשר היה לזהותו בחלל. מצד שני יש לו משקל והוא קיים.

החוקרים מניחים שחומר כזה יכול להיות ההסבר האפשרי לתופעות הקשורות בכבידה בחלל, שאין להן הסבר שניתן כרגע לבדוק באופן מדעי. זוהי רק אחת התאוריות האפשריות ואין הוכחות לאמיתותה.

ישנן תיאוריות אחרות וסביר להניח שייקח זמן עד שיצטברו נתונים ויימצאו כלי מחקר שיאפשרו להתמקד באחת מהן ולמצוא אותה כמסבירה טוב יותר את המציאות והנתונים מהאחרות.

האם החומר האפל קיים ומהו בדיוק? - אלה חלק מהבעיות הבלתי פתורות והמשמעותיות ביותר באסטרופיזיקה של ימינו.


הנה סיפורו של החומר האפל (מתורגם):

https://youtu.be/P5WACfIb-qk


וגילויו של החומר האפל בגלקסיות שבחלל (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs

אם בעבר סברו הקדמונים שהעולם היה קיים מאז ומתמיד, במאה האחרונה החל המדע להשתכנע שהעולם נוצר באירוע פתאומי שזכה לכינוי "המפץ הגדול" (הביג באנג, או באנגלית Big Bang). משהו כמו בריאת העולם אבל מדעי.

איך אירע המפץ הגדול? - זה התחיל ברגע, בשנייה אחת, לפני כמעט 14 מיליארד שנים, כשלפתע הופיע פרץ אור עצום, ריכוז ענקי של אנרגיה, יש מאין. ומשם הכל התחיל!

המפץ הגדול מאז הוא למעשה התרחבות של היקום, שנמשכת כל הזמן. כשהמפץ הגדול התחיל, היקום כולו היה קטן מאטום אחד. כיום הוא עצום בממדיו וגודלו הוא בלתי נתפס (ראו בתגית "היקום, גודל, דברים גדולים").

מתי אירע המפץ הגדול? - המדענים מעריכים שהמפץ הגדול החל לפני 13.7 מיליארד שנה.


הנה המפץ הגדול והגורמים לו (מתורגם):

https://youtu.be/DmUiCweDic4


סרטון מדעי לילדים על המפץ הגדול ומה שהיה לפניו (מתורגם):

https://youtu.be/hGxxU_cjpKs


עוד הסבר של הביג בנג:

https://youtu.be/wNDGgL73ihY


רב שמסביר שהיהדות עלתה על המפץ הגדול הרבה לפני שהמדע דיבר על קיומו (עברית):

https://youtu.be/312fBY7oQ7M


המדענים החשובים בעולם, שמסבירים בשירה את תופעת הביג באנג, היא המפץ הגדול:

http://youtu.be/1HBkZPyfpdE


סרט תיעודי קצר שמציג את המפץ הגדול לפי החומר שמרכיב את היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes


ומה היה לפני המפץ הגדול?

https://youtu.be/PXixKGcctms?long=yes

התיאוריה המקובלת כיום גורסת שהיקום החל מפיצוץ עצום, שהחוקרים מכנים "המפץ הגדול". בפיצוץ זה התפוצץ גוף זעיר והפך לפצצת אנרגיה עצומה. אגב גודלו של הגוף שיצר את כל היקום שמוכר לנו היה על פי התיאוריה כגודל של נקודה בסוף המשפט הזה, או כגודלו של כדור קטנטן ודחוס ביותר. מה שהיה מיוחד בנקודה הזו היא הצפיפות האינסופית שלה.

חלקיו ורסיסיו של אותו כדור זעיר בגודל נקודה, הולכים ומתפשטים ומתרחבים עד היום הזה. במשך מיליוני שנים הרסיסים והשברים של המפץ הגדול ההוא, הפכו לענני גזים שהתחברו והפכו לאינספור כוכבים, ירחים, גלקסיות ואבק חללי. כל היקום נוצר ממנה. מדהים?

המפץ הגדול, לפי התיאוריה, התרחש לפני כ-13.7 מיליארד שנה. אולי קשה להאמין ברעיון הזה. אפילו השם "המפץ הגדול", ניתן לתיאוריה הזו על ידי אסטרונום אנגלי שזלזל בה, אחרי שהאסטרונום הבלגי ז'ורז' למטר (Georges Lemaître) הגה אותה. אבל בהדרגה תפס הרעיון "המשוגע" שכל היקום נוצר מפיצוץ גדול כזה, של עצם כה קטן וכמו שקורה לעיתים במדע, עם הזמן הפכו מרבית המדענים שמתמחים באסטרופיזיקה לחסידי תיאוריית "המפץ הגדול" והיום היא התיאוריה השלטת לגבי הדרך שבה נוצר היקום.


הנה הסבר על לידתו של היקום (מתורגם):

http://youtu.be/DmUiCweDic4?t=14s


הנה תגליתו של האבל על לידת היקום, מפי סטיבן הוקינג:

http://youtu.be/ePkPYA4AQ3o?t=2m14s


והנה היווצרות היקום וכדור הארץ:

http://youtu.be/I26DZMxas9c

היקום הוא מקור החומרים שיצרו את הכוכב שלנו, כדור הארץ, כמו גם את כל מערכות השמש הידועות.

אנו, בני האדם, עשויים מחומרים שהגיעו מהיקום ויצרו כוכבי גז, שהיו לאחר מכן למערכות שמש ולכוכבי לכת, כמו זה שלנו.

כך שלמעשה גם אנו בני האדם עשויים מהחומר של היקום!


הנה היחס שבין האדם והיקום (מתורגם):

http://youtu.be/uIiLooiCccM


יחסי הגודל הבלתי נתפסים שבינינו בני האדם ובין היקום (מתורגם):

https://youtu.be/WYQ3O8U6SMY


ודגימות של ציטטות של מדענים שהושמו על מוסיקה נהדרת כדי לתאר איך כולנו קשורים בינינו ועם היקום כולו, ברמת האטום:

http://youtu.be/XGK84Poeynk

החומר האפל (Dark Matter) היא תיאוריה שאומרת שיש בחלל חומר בלתי נראה וזהו החומר האפל. המדענים מניחים שהחומר האפל נמצא בשפע בחלל החיצון, אך לא ניתן לצפות בו.

החומר האפל נקרא כך מכיוון שלא ניתן לראותו בצפייה ישירה. בכך הוא שונה מחומרים בחלל שבהם אפשר לצפות, כמו כוכבים, ענני גז וחומר בין-כוכבי.

משום כך משערים החוקרים שאם החומר האפל אכן קיים, הרי שאין בו אלקטרומגנטיות, כלומר הוא לא פולט ולא בולע קרינה אלקטרומגנטית שניתן לצפות בה בצפייה ישירה, מה שמאפשר היה לזהותו בחלל. מצד שני יש לו משקל (מסה ליצר דיוק) והוא קיים.

חומר כזה יכול להיות ההסבר האפשרי לתופעות הקשורות בכבידה בחלל, שאין להן הסבר מדעי הניתן לבדיקה.

כמובן שתיאורית החומר האפל היא רק אחת מהתיאוריות האפשריות ואין שום הוכחה חותכת להיותה נכונה. ישנן תיאוריות אחרות וסביר להניח שייקח זמן עד שיצטברו נתונים ויימצאו כלי מחקר שיאפשרו להתמקד באחת מהן ולמצוא אותה כמסבירה טוב יותר את המציאות והנתונים מהאחרות.

מה שבטוח הוא שהחומר שממלא את היקום שמסביבנו אינו אתר. קראו על טעות האתר בתגית "אתר".


מהו חומר אפל? - הנה הסבר (מתורגם):

https://youtu.be/QAa2O_8wBUQ


סיפורו של החומר האפל (מתורגם):

https://youtu.be/P5WACfIb-qk


על גילויו של החומר האפל בגלקסיות שבחלל (מתורגם):

https://youtu.be/cx7pmSBXHfs


החומר שאיננו יכולים לראות (מתורגם):

https://youtu.be/HneiEA1B8ks


וסרט תיעודי על החומר שממלא את היקום (עברית):

https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes

בחודש נובמבר 2008 ביצעה האסטרונאוטית היידי סטפנישין פייפר עבודות תיקון ואחזקה בתחנת החלל הבינלאומית. באמצע עבודתה בהליכת חלל, מחוץ לתחנת החלל, גילתה האסטרונאוטית שהיא לא קשרה את תרמיל הכלים שלה. בכל מקרה אחר, יתכן שהיו עוברים על כך לסדר היום, אבל תרמיל הכלים הלא קשור נפל ממקומו וריחף הרחק בחלל. מעולם לפני כן לא אבד עצם כה גדול במהלך פעילות חלל של אסטרונאוט בודד.

תרמיל הכלים הזה הצטרף לבעיה עולמית שיצר המין האנושי בחלל. מדובר בפסולת חלל (Space junk או Space Debris). אלו עצמים מעשי ידי אדם שיצאו משימוש, מרחפים בחלל ומרחפים במסלול סביב כדור הארץ.

פסולת החלל מורכבת מעצמים מעשי ידי אדם, שנמצאים במסלול סביב כדור הארץ, לאחר שיצאו משימוש. הללו מגוונים מאוד בהרכב שלהם: מלוויינים שסיימו את פעולתם בחלל, חלקים של משגרי חלליות ולוויינים וחלליות, חלקים של מנועי משגרים, נוזלי קירור מחלליות ועד לרסיסי צבע, אבק ועוד.

תחנת החלל הבינלאומית וחלק מכלי הרכב החלליים, מכוסים בשכבת מגן מיוחדת השומרת עליהם מהתנגשות עם פסולת חלל. אבל הסכנה של התנגשות בין כלי טיס חלליים לפסולת חלל היא אמיתית וקשה.

התנגשות עם פסולת חלל עלולה לגרום לנזק לתחנות חלל וכלי רכב חלליים. נזקים שכרוכים בהפסדים כספיים עצומים, ביטול משימות חשובות וכמובן, לאובדן של חיי אסטרונאוטים.

לא פחות מכך מדאיג את תעשיית החלל הוא מה שקרוי "סינדרום קסלר". זוהי קביעה מדעית שאומרת שכל התנגשות כזו תייצר פסולת חלל נוספת, שתגדיל עוד יותר את הסיכון בעתיד.

יתר על כן, על אסטרונאוטים המבצעים פעילות מחוץ לחללית, כלל לא ניתן להגן מסכנות פגיעת פסולת החלל והם החשופים ביותר לסכנה. משום כך רואים בכל "הליכת חלל" פעולה בעלת פוטנציאל סיכון לא קטן.

באופן כללי, רובנו נוטים לתפוס את החלל כריק, מקום שאין בו כלום. אבל האמת היא שהחלל אינו ריק לחלוטין. חוץ מפסולת החלל יש בו כמויות של אסטרואידים ומטאורים, שנעים במהירויות עצומות לכל כיוון.

עד היום, הושקעו מרבית המאמצים להתמודדות עם פסולת חלל בפיתוח של אמצעי זהירות למניעת התנגשות בה. כדי שלא יכנסו לשדה הפסולת, יש לנאס"א כיום את היכולת להסיט לוויינים ממסלולם בחלל. יכולת זו מצטרפת לטכנולוגיה שפותחה שם, המאפשרת למהנדסים של נאס"א לעקוב אחרי רסיסי פסולת בחלל.

גם מניעה של היווצרות פסולת נוספת היא נושא ששוקדים עליו בתעשיית החלל, אבל ברור לכל שלא ניתן למנוע תקלות, תאונות או השמדה ונזק לא מתוכננים של ציוד חלל.

ניקוי של פסולת מהחלל, לעומת זאת, הוא תחום הרבה יותר מורכב. שיטות שונות נשקלות ונעשים ניסויים, מורכבים יותר ופחות. רעיון שנבחן היטב הוא הסטה של לוויינים שיצאו מכלל שימוש, ממסלולם, ושריפה שלהם, על ידי הכנסתם לאטמוספירה של כדור הארץ. רעיון נוסף הוא יצירה של "בית קברות חללי", אזור בחלל שבו לא קיימת פעילות לוויינים ואליו יורחקו לוויינים וחלליות שיצאו מכלל שימוש.

רעיונות דמיוניים נוספים הם גוררי זבל, מעין מטאטאי-לייזר שידחפו רסיסי זבל זעירים למסלולים שבהם ידעכו מהר יותר, או גושי ענק של ארוג'ל שיספחו אליהם רסיסים שיפגעו בהם ובשלב מסוים יפלו לאטמוספירה ויישרפו.

לאחרונה הודיע יזם יפני על הקמת חברה לניקוי החלל מהפסולת שהצטברה בו. לטענתו יש לו שיטות ורעיונות חדשניים משלו, אבל המדענים מטילים ספק ביכולתו לפתור את הבעיה בקלות רבה.


הנה סיפורה של פסולת החלל (עברית):

https://youtu.be/m5xNUXa0b-U


הפסולת הזו יכולה לגרום לנזקים של ממש ולאובדן חיים וציוד יקר ערך:

https://youtu.be/JktgH0oSa1Q


מצב פסולת החלל כיום:

https://youtu.be/wPXCk85wMSQ


סכנות של התרסקות על פני כדור הארץ:

https://youtu.be/JqSPVISfIMU


והנה סרט תיעודי על חלל שמציג יפה את סוגיית פסולת החלל:

https://youtu.be/9cd0-4qOvb0?long=yes

השמש, או ה"חמה", היא כוכב המרכזי המערכת השמש, שעליה נמנה גם כדור הארץ. כדור הארץ חג סביב השמש במסלול קבוע, עקב כוח המשיכה שלה, ביחד עם גופים נוספים, ביניהם כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים, כוכבי לכת מינוריים, אסטרואידים, שביטים ואבק כוכבי.

הטמפרטורה על פני השמש היא 5,785 מעלות. די חם, אם נזכור שאצלנו כשיש 40 מעלות כולנו מזיעים ורצים למזגן הקרוב..

השמש גדולה פי יותר ממיליון מהנפח של כדור הארץ!

כשאנו מביטים בשמש אנו רואים אותה כפי שהייתה לפני 8 דקות בערך. זה הזמן שלקח לאור לעבור את המרחק שבינינו לבין החמה - כ-150 מליון קילומטר.

כשהירח מסתיר את השמש מעינינו, זהו "ליקוי חמה". בעבר זה מאד הפחיד בני אדם - היום כולם מבינים שזה דבר טבעי, שנובע מהעובדה שהירח הקטן קרוב אלינו ולעיתים הוא מסתיר את השמש הרחוקה כל כך.

בשניה אחת פולטת השמש אנרגיה ששווה ל- 6,126,984,126,984 (יותר מ-6 טריאליארדים) של פצצות בעוצמה של הפצצה האטומית שזכתה לכינוי "ילד קטן" והוטלה על הירושימה.


הנה סיפורה של השמש וכיצד נוצרה (עברית):

https://youtu.be/RrjyUutRL2M


בקצרה על השמש (מתורגם):

http://youtu.be/zNErWK3cPXI


סיפורה של השמש באנגלית:

https://youtu.be/2HoTK_Gqi2Q


וכך נראית השמש מכוכבים שונים במערכת השמש:

https://youtu.be/tYIs9E7GDPE

אנו מכירים את מצבי הצבירה של מוצק, נוזל וגז. אבל בין מצבי הצבירה ישנו מצב צבירה שכמעט ולא מוכר והוא נקרא פלזמה (Plasma), או פלסמה.

למעשה, פלזמה היא מצב הצבירה הרביעי. פלזמה הוא מצב צבירה של אנרגיה גבוהה מאד. ההבדל בין פלזמה לבין מצבי הצבירה האחרים הוא שבנוסף לאטומים נייטרלים, מצב בו מספר האלקטרונים הקשורים לכל גרעין הוא זהה למספר הפרוטונים בגרעין, חומר במצב פלזמה מכיל חלקיקים טעונים חשמלית (אלקטרונים, פרוטונים ויונים חופשיים), שהם חופשיים. החלקיקים הללו מושפעים בצורה משמעותית משדות אלקטרומגנטיים.

אם מעבר מגז לנוזל נקרא עיבוי ומעבר מנוזל למוצק נקרא התמצקות או הקפאה, המעבר ממצב צבירה של פלזמה לגז נקרא רקומבינציה.


הנה הסבר הפלזמה (מתורגם):

https://youtu.be/tJplytSR-ww


כך מייצרים פלזמה מענבים במיקרוגל (עברית):

https://youtu.be/J4GQsIdU_q0


ואחד המחזות היפים בחשמל - כדור הפלזמה (ללא מילים):

https://youtu.be/S-6eO0faMn8