מערכת תמונות יהודיות כט טבת, תשפב02/01/2022
למה טלסקופ החלל ווב כל כך מיוחד, יקר וחשוב?
אחד הדברים הכי מוקשים ךהבנה באסטרונומיה או נכון יותר באסטרו פיסיקה- מבחינה "הגיונית", היא העובדה שניתן להביט אל העבר. הסיבה לכך פשוטה פיסיקלית– כי האור מתקדם כל הזמן (במהירות אדירה, כידוע), ולכן דברים שאנו עושים כיום, המפיצים אור, משאירים רושם קבוע, מין שובל של אור ההולך ומתפשט כל הזמן. ולכן אדם שיגיע למרחק של "דקת אור" מכדור הארץ ותהיה לו משקפת מספיק ברורה, הרי שהוא יוכל לראות, בעוד דקה, אתכם קוראים את המאמר הזה... בזמן שאתם תהיו כבר מזמן שקועים במשהו אחר ברשת. אותו דבר נכון לגבי כל דבר שנעשה בכדור הארץ, או ביקום, שהרי כל מעשה פולט אור... כך שאם תצליחו להגיע למרחק של 4000 שנות אור מכדור הארץ, תוכלו לראות את המלכת דוד המלך וכדומה. ולכן אנו אומרים שככל שרואים יותר רחוק ביקום, הרי שגם רואים יותר קדום... כאשר כמובן הנתונים שאפשר לראות נוגעים רק לדברים שגורמים לפליטת אור עצומה. האור ממשיך ל"זרום" בחלל במשך ונוצרת השוואה בין עומק הראיה ל"תקופה" שאליה מביטים, מה שמוביל לכך שניתן לציין מרחקים בחלל במושגים של זמן- מרחק של מיליון שנות אור הוא מושג של זמן אולם מציין מרחק פיזי, בקילומטרים.
אולם העסק לא כל כך "פשוט". מכיוון שיש שני פרמטרים נוספים שחייבים לקחת בחשבון- הראשון הוא העובדה שהיקום כל הזמן גדל, מתפשט במהירות שגדלה והולכת... גם זו עובדה שקשה להבין ב"שכל ישר", כי לכאורה לאן בדיוק מתפשט היקום? על חשבון איזה שטח הוא גדל מידי שניה ושניה? עד כדי כך שבימינו הוא מגיע לגודל עצום של מיליארדי שנות אור. הפרמטר השני הוא שלעצם ההתפשטות הזו יש השפעה על האור עצמו, שהרי גם הוא מתפשט, גלי אור שהיו באורך מסויים לפני מאה שנה הם היום ארוכים יותר, כי גם האור מתפשט, כמו היקום כולו... מכאן שלאט לאט האור הופך להיות משהו אחר, משתנה לאיטו עד שהוא נעלם מהעין האנושית. מגיע לגלי אור כאלה שלא ניתן לראות בעין רגילה. עדיין גלי אור, אבל גלי אינפרא אדום שאותם אנחנו לא יכולים לראות. בדיוק כמו שאנחנו לא יכולים לראות את האור ששולח שלט רחוק למכשירים שונים כדי להפעיל או לכבות אותם.
מסיבות אלו נובעת התאווה של האסטרונומים ושל המדע בכלל לראות כמה שיותר רחוק וכמה שיותר עמוק בחלל, ככל שנראה יותר רחוק כך נוכל לראות אור קדום יותר, כוכבים קדומים יותר וממילא גם תהליכים שקשורים יותר לבריאה שלנו עצמנו... אולי אפילו את האמירה האלוקית של "יהי אור" שהתחילה את המירוץ כולו. הנסיון לראות יותר רחוק הוביל לנסיונות גדלים והולכים לבנות טלסקופים גדולים יותר ויותר, עם מראות ענקיות שקלטו אור ממרחקים גדולים בחלל. לפני עשרים שנה, בערך, גם הגדילו מדעני סוכנות החלל האמריקאית לעשות- מכיוון שיש מגבלות אדירות שעצם השהיה על כדור הארץ מטילה (כמו אוויר שמעוות את האור, שכבות אטמוספירה, גרמי שמיים שמטשטשים את הראיה ובעיקר אור, אור שנובע מכדור הארץ ומטשטש את התמונה), הם שלחו טלסקופ לחלל החיצון, מחוץ לאטמוספירה ולהפרעות הפיזיות כדי לראות יותר עמוק ויותר רחוק. במשך עשרים משמש טלסקופ החלל "האבל" כסוס עבודה של האסטרונומים ברחבי העולם, הוא שלח, אחרי כמה תיקונים, תמונות מדהימות ומחכימות של החלל הרחוק... קרוב, קרוב מאוד, לגבול ההתפשטות הנוכחי של היקום.
אבל, כפי שאמרנו, זה לא מספיק, כי כפי שציינו עצם ההתפשטות של האור גורמת לכך שהוא משתנה והופך לאינפרא אדום, אור שבלתי אפשרי לראות עם "עין רגילה" או במכשור שרואה אור רגיל...
כל הנתונים הללו הובילו את עולם המדע ואת נאס"א לאחד הפרוייקטים השאפתניים ביותר בתולדות המדע ואולי בתולדות האנושות בכלל- שליחת טלסקופ חלל חדש, ענקי ומדהים עמוק לחלל- למרחק של יותר ממיליון קילומטר, רחוק מאוד מהירח, למקום שבו האור והחום של כדור הארץ לא יפריעו לקלוט כל שביב אור שמגיע ממרחק. הניסיון ל"ראות" את האור האינפרא אדום גם מצריך שהטלסקופ יעבוד בקור עצום, מינוס 218 מעלות צלזיוס, שיאפשר למכשירים לקלוט את מירב הנתונים באור שכזה. כדי להגיע לדרגת קור שכזו מתכננים המהנדסים לפרוס חופה ענקית מעל לטלסקופ, שתחסום את השמש ותגרום למכשירים להתקרר כל כך. מסובך, כבר אמרנו?
טלסקופ החלל webb, כפי שהוא קרוי על שם אחד מראשי נאס"א, מציב אתגרים טכנולוגים עצומים וכמעט בלתי נתפסים בפני המתכננים והמבצעים, למעלה מ1000 איש ביותר מ17 מדינות. בראש ובראשונה המערכת חייבת להיות חסינת טעויות, מכיוון שהיא עתידה להסתובב במרחק של יותר ממיליון קילומטר מפה, יהיה קצת קשה לשלוח טכנאים לתיקונים קטנים או להחליף חלק לא מתפקד... למעשה, טעות בפריסה של הטלסקופ יכולה לגרום לכך שהפרוייקט (שעלה עד עכשיו 6.5 מיליארד דולר, פי שש מההערכה הראשונית) יהפוך לסתם גרם שמיים זעיר וחסר תועלת.
טלסקופ החלל החדש לא יקיף את כדור הארץ, כפי שמקובל, אלא דווקא "נקודת שיווי משקל בכבידה", שמכונה 2L, נקודה איזון בכוחות המשיכה, רחוקה מאוד שבעצמה מסתובבת עם כדור הארץ סביב השמש... כך שלמעשה הטלסקופ יקיף את השמש ולא את כדור הארץ עצמו... חידוש עצום בפני עצמו. כדי להגיע לנקודה הזו יצטרכו לארוז את הטלסקופ, שמשקלו 6 טונות, בתוך תא המטען הקטן של טיל (מסוג אריאן 5, אם זה מעניין אתכם לדעת) בצורה מקופלת ודחוסה שתיפרס אחרי שהטיל יגיע ליעדו. גם ה"חופה" הענקית שתסתיר את קרני השמש עתידה להיפרס אחרי הגעתה ליעד הרחוק כל כך... כדי לאפשר פריסה מדוייקת של הטלסקופ ולמנוע השפעות ועיוותים בגלל הקור הגדול הטלסקופ נבנה מבסיס של בריליום, שהיא החומר היחיד, כנראה, שלא מושפע מהקור העז שבו הוא עתיד לעבוד. 19 חתיכות בריליום מלוטשות שוב ושוב (ושוב ושוב) בדיוק ננומטרי, במין מירוץ של הלוך וחזור ממפעל הליטוש למעבדת בדיקה, כאשר כל חתיכה מתחילה ממשקל של 210 קילוגרם ומסיימת, אחרי הליטוש, במשקל 21 ק"ג. המשושים המדהימים הללו עתידים להיות מצופים זהב ואז, במרחק של מיליון קילומטר מפה, להצטרף זו לזו כמו פרפר שמגיח מהגולם בדיוק של אחד מעשרת אלפים מעובי שערת אדם לידי מראה ענקית בגודל של 6 וחצי מטר רבוע. התוצאה תהיה גוף קשיח עד כדי כך שלא ניתן יהיה לכופף אותו ביותר ממידה זעירה עד כדי גיחוך... המראה מצופת הזהב תחזיר את האור למכשור מרכזי ומשם ישלחו התמונות, כולל תמונות האינפרא אדום, לכדור הארץ. הריחוק מן האור של כדור הארץ, הקור העז של הסביבה, הדיוק המדהים של הליטוש והמכשור המגוון אמורים לפתוח עולם חדש של הסתכלות על היקום ולענות, בעיקר, על ארבע שאלות בוערות במדע האסטרונומיה ואולי לתת מבט ביקום הנברא ונוצר מול עיני המכשירים של webb.
יש בהרפתקה המדעית הזו הרבה מאוד מתח ודרמה, לבנות משהו בכל כך הרבה כסף שיכול פשוט לא לעבוד במרחקים גדולים כל כך. יש בה הרבה חזון אנושי, צמאון ידע ותכנון קפדני של פרטים רחוקים בעתיד. אולם נראה שהנקודה של קרבה ממשית לעבר, לבריאה, היא אחד החידושים הנפלאים של טלסקופ החלל החדש, המחשבה של צפייה באור המתהווה מתוך החושך (מה שמכונה במדע "סוף העידן האפל של היקום") היא למעלה ממרגשת- היא מקרבת את האנושות צעד נוסף לבורא כל, מתוך גדלות אנושית וקרבה ליוצר שמתגדלת עם כל דיוק מדעי מתפתח.
הנתונים המדעיים במאמר מבוססים על כתבה ב"סיינטיפיק אמריקן ישראל" ועל אתר האינטרנט של נאס"א, ניתן לצפות בטלסקופ ובבוניו באתר המיוחד- http://www.jwst.nasa.gov/, כולל אנימציות מדהימות על הדרך שבה הוא עתיד להיפרס.
אולם העסק לא כל כך "פשוט". מכיוון שיש שני פרמטרים נוספים שחייבים לקחת בחשבון- הראשון הוא העובדה שהיקום כל הזמן גדל, מתפשט במהירות שגדלה והולכת... גם זו עובדה שקשה להבין ב"שכל ישר", כי לכאורה לאן בדיוק מתפשט היקום? על חשבון איזה שטח הוא גדל מידי שניה ושניה? עד כדי כך שבימינו הוא מגיע לגודל עצום של מיליארדי שנות אור. הפרמטר השני הוא שלעצם ההתפשטות הזו יש השפעה על האור עצמו, שהרי גם הוא מתפשט, גלי אור שהיו באורך מסויים לפני מאה שנה הם היום ארוכים יותר, כי גם האור מתפשט, כמו היקום כולו... מכאן שלאט לאט האור הופך להיות משהו אחר, משתנה לאיטו עד שהוא נעלם מהעין האנושית. מגיע לגלי אור כאלה שלא ניתן לראות בעין רגילה. עדיין גלי אור, אבל גלי אינפרא אדום שאותם אנחנו לא יכולים לראות. בדיוק כמו שאנחנו לא יכולים לראות את האור ששולח שלט רחוק למכשירים שונים כדי להפעיל או לכבות אותם.
מסיבות אלו נובעת התאווה של האסטרונומים ושל המדע בכלל לראות כמה שיותר רחוק וכמה שיותר עמוק בחלל, ככל שנראה יותר רחוק כך נוכל לראות אור קדום יותר, כוכבים קדומים יותר וממילא גם תהליכים שקשורים יותר לבריאה שלנו עצמנו... אולי אפילו את האמירה האלוקית של "יהי אור" שהתחילה את המירוץ כולו. הנסיון לראות יותר רחוק הוביל לנסיונות גדלים והולכים לבנות טלסקופים גדולים יותר ויותר, עם מראות ענקיות שקלטו אור ממרחקים גדולים בחלל. לפני עשרים שנה, בערך, גם הגדילו מדעני סוכנות החלל האמריקאית לעשות- מכיוון שיש מגבלות אדירות שעצם השהיה על כדור הארץ מטילה (כמו אוויר שמעוות את האור, שכבות אטמוספירה, גרמי שמיים שמטשטשים את הראיה ובעיקר אור, אור שנובע מכדור הארץ ומטשטש את התמונה), הם שלחו טלסקופ לחלל החיצון, מחוץ לאטמוספירה ולהפרעות הפיזיות כדי לראות יותר עמוק ויותר רחוק. במשך עשרים משמש טלסקופ החלל "האבל" כסוס עבודה של האסטרונומים ברחבי העולם, הוא שלח, אחרי כמה תיקונים, תמונות מדהימות ומחכימות של החלל הרחוק... קרוב, קרוב מאוד, לגבול ההתפשטות הנוכחי של היקום.
אבל, כפי שאמרנו, זה לא מספיק, כי כפי שציינו עצם ההתפשטות של האור גורמת לכך שהוא משתנה והופך לאינפרא אדום, אור שבלתי אפשרי לראות עם "עין רגילה" או במכשור שרואה אור רגיל...
כל הנתונים הללו הובילו את עולם המדע ואת נאס"א לאחד הפרוייקטים השאפתניים ביותר בתולדות המדע ואולי בתולדות האנושות בכלל- שליחת טלסקופ חלל חדש, ענקי ומדהים עמוק לחלל- למרחק של יותר ממיליון קילומטר, רחוק מאוד מהירח, למקום שבו האור והחום של כדור הארץ לא יפריעו לקלוט כל שביב אור שמגיע ממרחק. הניסיון ל"ראות" את האור האינפרא אדום גם מצריך שהטלסקופ יעבוד בקור עצום, מינוס 218 מעלות צלזיוס, שיאפשר למכשירים לקלוט את מירב הנתונים באור שכזה. כדי להגיע לדרגת קור שכזו מתכננים המהנדסים לפרוס חופה ענקית מעל לטלסקופ, שתחסום את השמש ותגרום למכשירים להתקרר כל כך. מסובך, כבר אמרנו?
טלסקופ החלל webb, כפי שהוא קרוי על שם אחד מראשי נאס"א, מציב אתגרים טכנולוגים עצומים וכמעט בלתי נתפסים בפני המתכננים והמבצעים, למעלה מ1000 איש ביותר מ17 מדינות. בראש ובראשונה המערכת חייבת להיות חסינת טעויות, מכיוון שהיא עתידה להסתובב במרחק של יותר ממיליון קילומטר מפה, יהיה קצת קשה לשלוח טכנאים לתיקונים קטנים או להחליף חלק לא מתפקד... למעשה, טעות בפריסה של הטלסקופ יכולה לגרום לכך שהפרוייקט (שעלה עד עכשיו 6.5 מיליארד דולר, פי שש מההערכה הראשונית) יהפוך לסתם גרם שמיים זעיר וחסר תועלת.
טלסקופ החלל החדש לא יקיף את כדור הארץ, כפי שמקובל, אלא דווקא "נקודת שיווי משקל בכבידה", שמכונה 2L, נקודה איזון בכוחות המשיכה, רחוקה מאוד שבעצמה מסתובבת עם כדור הארץ סביב השמש... כך שלמעשה הטלסקופ יקיף את השמש ולא את כדור הארץ עצמו... חידוש עצום בפני עצמו. כדי להגיע לנקודה הזו יצטרכו לארוז את הטלסקופ, שמשקלו 6 טונות, בתוך תא המטען הקטן של טיל (מסוג אריאן 5, אם זה מעניין אתכם לדעת) בצורה מקופלת ודחוסה שתיפרס אחרי שהטיל יגיע ליעדו. גם ה"חופה" הענקית שתסתיר את קרני השמש עתידה להיפרס אחרי הגעתה ליעד הרחוק כל כך... כדי לאפשר פריסה מדוייקת של הטלסקופ ולמנוע השפעות ועיוותים בגלל הקור הגדול הטלסקופ נבנה מבסיס של בריליום, שהיא החומר היחיד, כנראה, שלא מושפע מהקור העז שבו הוא עתיד לעבוד. 19 חתיכות בריליום מלוטשות שוב ושוב (ושוב ושוב) בדיוק ננומטרי, במין מירוץ של הלוך וחזור ממפעל הליטוש למעבדת בדיקה, כאשר כל חתיכה מתחילה ממשקל של 210 קילוגרם ומסיימת, אחרי הליטוש, במשקל 21 ק"ג. המשושים המדהימים הללו עתידים להיות מצופים זהב ואז, במרחק של מיליון קילומטר מפה, להצטרף זו לזו כמו פרפר שמגיח מהגולם בדיוק של אחד מעשרת אלפים מעובי שערת אדם לידי מראה ענקית בגודל של 6 וחצי מטר רבוע. התוצאה תהיה גוף קשיח עד כדי כך שלא ניתן יהיה לכופף אותו ביותר ממידה זעירה עד כדי גיחוך... המראה מצופת הזהב תחזיר את האור למכשור מרכזי ומשם ישלחו התמונות, כולל תמונות האינפרא אדום, לכדור הארץ. הריחוק מן האור של כדור הארץ, הקור העז של הסביבה, הדיוק המדהים של הליטוש והמכשור המגוון אמורים לפתוח עולם חדש של הסתכלות על היקום ולענות, בעיקר, על ארבע שאלות בוערות במדע האסטרונומיה ואולי לתת מבט ביקום הנברא ונוצר מול עיני המכשירים של webb.
יש בהרפתקה המדעית הזו הרבה מאוד מתח ודרמה, לבנות משהו בכל כך הרבה כסף שיכול פשוט לא לעבוד במרחקים גדולים כל כך. יש בה הרבה חזון אנושי, צמאון ידע ותכנון קפדני של פרטים רחוקים בעתיד. אולם נראה שהנקודה של קרבה ממשית לעבר, לבריאה, היא אחד החידושים הנפלאים של טלסקופ החלל החדש, המחשבה של צפייה באור המתהווה מתוך החושך (מה שמכונה במדע "סוף העידן האפל של היקום") היא למעלה ממרגשת- היא מקרבת את האנושות צעד נוסף לבורא כל, מתוך גדלות אנושית וקרבה ליוצר שמתגדלת עם כל דיוק מדעי מתפתח.
הנתונים המדעיים במאמר מבוססים על כתבה ב"סיינטיפיק אמריקן ישראל" ועל אתר האינטרנט של נאס"א, ניתן לצפות בטלסקופ ובבוניו באתר המיוחד- http://www.jwst.nasa.gov/, כולל אנימציות מדהימות על הדרך שבה הוא עתיד להיפרס.
צילום: אתר נאס"א
