אור מהמפץ הגדול

השאלה מאת אשד מגלי

התשובה באדיבות אתר "בשער".

מדענים טוענים שהם רואים אור שמקורו במפץ הגדול. אור הרי זז במהירות האור, והחומר לא. בגלל שהמפץ הוא כעין פיצוץ כלפי "חוץ", כך גם האור נע כלפי חוץ. ניתן לראות רק אור שחוזר מחפצים אחרים. כיצד הגיע אור זה חזרה אלינו, אם הוא יצא לפנינו כלפי חוץ, ונע מהר מאיתנו?

תשובה מאת פרופ' ברק קול, מכון רקח לפיזיקה, האוניברסיטה העברית י-ם:

שלום רב,
הקרינה הקדומה ביותר שאנו "רואים" היא קרינת הרקע הקוסמית, אמבט גלי רדיו בהם טבול היקום כולו. אני מניח שהכוונה היא לקרינה זו, אשר מקורה קדום מאוד, אך אינו במפץ הגדול (ייתכן שהבלבול נובע מתיאור פופולרי כלשהו – תיאורים כאלה מטבע הדברים מנסים להעביר את עיקר המידע אך לעיתים במחיר של חוסר דיוק בפרטים).
קרינה זו נוצרה יחד עם החומר במפץ הגדול, אך במשך תקופה ארוכה הקרינה והחומר (פרוטונים, אלקטרונים ועוד) הגיבו זה עם זה, התערבבו זה בזה ולכן האור לא נע בקוים ישרים אלא בזיגזגים הנובעים מפיזור מהחומר. במהלך התפשטותו היקום התקרר ובשלב מסוים כאשר היה קטן פי 1000 מהיום, הוא התקרר מספיק להווצרות אטומים (לפני כן נעו האלקטרונים והפרוטונים בנפרד זה מזה). הקרינה האלקטרו-מגנטית מגיבה בעיקר עם גופים בעלי מטען חשמלי ולכן מרגע שרוב החומר הסתדר בצורת אטומים נייטרלים הקרינה "נפרדה" מהחומר וחדלה להגיב איתו או להתערבב בו.

אם כן, ניתן לחשוב על קרינת הרקע הקוסמית כנובעת מכדור גדול ומרוחק מאיתנו, המכונה "משטח הפיזור האחרון", שם התפזרה הקרינה לאחרונה לפני ש"נפרדה" מהחומר, ואני מקווה שהשאלה הובהרה.

מעניין לציין כי קרינה הרקע הקוסמית נחקרת כיום באינטנסיביות. היא אחידה מאוד במרחב ("חלקה" כמו זכוכית מלוטשת) ומעידה שביקום הקדום לא היו גלקסיות או כוכבים אלא הוא היה "עיסה" אחידה מאוד. כיום מצליחים גם למדוד את חוסר האחידות הזעיר וללמוד מכך על תכונות מרכזיות של היקום אשר השפיעו על התפתחותו בעבר, וכנראה תמשכנה להשפיע על עתידו.