האם היקום היה פעם בצבע כתום?

האם היקום היה פעם בצבע כתום?

 
כן, החלל היה פעם כתום. באמת. כתום כמו תפוז. כתום כמו השיער של דונלד טראמפ. כתום.
 
שמה של סדרת הטלוויזיה "כתום הוא השחור החדש" מטעה: למעשה, שחור הוא הכתום החדש. קרדיט: נטפליקס
 
זוכרים שפעם לטלוויזיות היו אנטנות, ובין תחנות, או במקרה של תקלה בשידורים, המרקע היה מראה "שלג"? ובכן, 1% מהשלג הזה – כלומר מההפרעה האלקטרומגנטית ששומעים ברדיו או רואים בטלוויזיה – נקרא קרינת הרקע הקוסמית (Cosmic Microwave Background). כן, הקרקושים האלה ברדיו באים מהחלל.
 
ולא סתם מהחלל, אלא מכל מקום בחלל. מכל נקודה בשמיים, מכל הרווחים שבין כל הגלקסיות- אנחנו מוצאים את אותו הדפוס של קרינה אלקטרומגנטית. אבל מהי בכלל הקרינה הזו?
 
קרינת הרקע הקוסמית של כל היקום הנצפה | הדמיה: NASA/WMAP
 
 
כל דבר בעל טמפרטורה, כלומר כל דבר שהאטומים שלו זזים ומתנגשים אחד בשני, פולט קרינה אלקטרומגנטית. שמשות, שרפרפים, שרקרקים – כל דבר בטמפרטורה מעל האפס המוחלט (מינוס 273.15 מעלות צלזיוס), פולט קרינה. ובטמפרטורה של 2.725 מעל האפס המוחלט, קרינת הרקע הקוסמית היא הדבר הקר ביותר שאנחנו מכירים, לכן היא לא נראית לעינינו כאור, אלא כאורכי גל קצרים בתחום גלי המיקרו.
 
אבל קרינת הרקע הקוסמית היא לא רק הדבר הקר ביותר שמצאנו – היא גם ה"מאובן" העתיק ביותר שמצאנו. הרעש הלבן הזה ברדיו שלכם הוא בן 13.5 מיליארד שנה, כלומר 380 אלף שנה בלבד אחרי המפץ הגדול.
 
 
קרינת הרקע הקוסמית על ציר הזמן של היקום. קרדיט: NASA / WMAP
 
 
היקום המוקדם היה מקום חם מאוד. חם מדי. החלקיקים השונים התנגשו זה בזה מהר עד כדי כך, שהם אפילו לא הצליחו להתחבר לידי אטומים (שלא לדבר על מולקולות או רהיטים של איקאה). וכמו שדברים חמים פולטים קרינה אדומה לעין שלנו (תנורים, למשל), כך דברים חמים מאוד פולטים קרינה כתומה. אז בשלב די מוקדם יחסית, היקום כולו היה כתום.
 
אלא שהאור הכתום לא ממש התפשט, כי הפוטונים שנפלטו בהתנגשויות בין החלקיקים המשיכו להתנגש בחלקיקים אחרים. הכול היה לוהט, מפוזר, והחלקיקים נעו במהירויות עצומות בגלל החום העצום. רק כשהיקום התקרר ל-2,726 מעלות צלזיוס, מהירותם של האלקטרוניים פחתה וכך נוצרו האטומים הראשונים ממרק החלקיקים הזה. עם ההתקררות הזו היקום הלך ונעשה שקוף.
 
אבל הקרינה הכתומה האחרונה שהשתחררה ממרק החלקיקים הלוהט האירה את היקום השקוף בברק כתום, שנע מאז בחופשיות ברחבי החלל והזמן. בגלל התפשטות היקום, שדיללה ולכן קיררה את החלקיקים מלכתחילה, האור הכתום המשיך במסעו בספקטרום (רצף תדרי האור): בשל התפשטות היקום והתקררותו, אורכי הגל הכתומים נמתחו לאדום, ולבסוף לאינפרה אדום ולקרינת מיקרו – כלומר לבלתי נראים לעין האנושית, ולכן גם שחורים "כמו הלילה". "שחור" הוא אינו צבע, והחלקים השחורים בשמי הלילה הם שחורים פשוט משום שלא מגיעה קרינה שתפעיל את העין שלנו ותגרום לנו לראות משהו. 
 
אבל היקום עוד לא סיים את התפשטותו, שרק הולכת ומאיצה. וכאן המקום לשאול: איך החלל הכתום בדימוס ייראה בעתיד הרחוק מאוד?
 
שתף: