'למצוא את מקומנו ביקום' פירוט המסע אחר סופר-הסופרת של כדור הארץ: שאלות ותשובות של המחבר

"למצוא את מקומנו ביקום" מאת הלן קורטויס

(תמונה: © MIT Press)

הספר שתורגם לאחרונה "למצוא את מקומנו ביקום"היום" (21 במאי), מפרט כיצד גילו מדענים את סופר מוחלט הגלקסיות המכיל את שביל החלב - תוך שימוש בחישובים מדוקדקים כדי לחשוף את צורתו הנוצתית, הנוצתית של הסופרקלוטר.

בשנת 2014, האסטרופיזיקאי הצרפתי הלנה Courtois היה חלק מצוות מחקר שגילה את סופר-הסופרת, הידועה בשם לניאקאה ("גן עדן שלא ניתן להבחין בו" בהוואי). לניאקאה קוטר יותר מ -500 מיליון שנות אור ומכיל כ 100,000 גלקסיות, שהבהיר שבהם הוא שביל החלב שלנו. נראה שאותן גלקסיות מתקדמות לכיוון המכונה "המושך הגדול", כוח בלתי נראה שנמצא במרחק 160,000 מיליון שנות אור משך ומושך אליו גלקסיות בלניאקאה לעברו ללא הפרש.

כדי לקבוע את היקפה של לנייקאה, צוות המחקר מדד את המרחק מכדור הארץ לגלקסיות אחרות ואז מדד את תנועתה של כל גלקסיה בגלל משיכת הכבידה של עצמים אחרים. המדענים גילו כי חלק מהגלקסיות נוטות לנוע בכיוון אחד, חלקן בכיוון אחר - אך מכיוון שכל גלקסיה מתקדמת לעבר נקודה הנקראת האטרקציה הגדולה, יש גבול חיצוני אפילו למשהו גדול כמו לאנאיקאה. נכון לשנת 2014 ידענו היכן שוכן הגבול החיצוני ההוא. כעת, לאחר שאיתר את לניאקאה, Courtois מתמקד במציאת הגורמים להתפשטות גלקסיות מתמשכת ומואצת.

Courtois, פרופסור מאוניברסיטת קלוד ברנרד ליון 1 בצרפת, כתב תיאור צרפתי על גילוי לניאקאה בשנת 2016. כעת פרסמה MIT Press גרסה אנגלית בשם "למצוא את מקומנו ביקום". הספר מפרט את מסעו עצמו של Courtois כאסטרופיזיקאי, ובו בזמן הוא מספר את סיפורם של יותר משני עשורים של עבודה שהגיעה לשיאה בגילוי לניאקאה. זהו כרך נגיש ומרתק, אור על משוואות אך שופע אנקדוטות אישיות. Space.com הדביק את Courtois לאחרונה כדי לדון במסע אחר Laniakea, מה קורה עכשיו ומדוע אסור לעולם לחגוג את המדע.

Space.com: מדוע בחרת לספר את סיפור גילוי לניאקאה כמסע?

הלן Courtois: אני אוהב לספר סיפורים. כשאני השתתפתי בהרצאה כסטודנט, אהבתי מאוד כאשר האדם היה גורם לזה להישמע כמו סיפור. חשבתי שעדיף לתת לסיפור את הדרך שחוויתי אותו בזמן, ולא לתת פרק איך אתה עושה אסטרוסטסטיקה, איך אתה מסתכל, איך אתה עושה ...

אולי קצת פחות שכיח לעשות את זה ככה. אז הייתי להוט לנסות את זה כסיפור.

Space.com: אתה מציין לקראת תחילת הספר שבחלק מהמקרים ויתרת על דיוק מתמטי או על מדע מדויק מאוד כדי להיות מובנים. מדוע קיבלת את ההחלטה הזו?

Courtois: היה לי קל לקבל את ההחלטה הזו, כי למען האמת, אני אוהב לדבר עם הציבור הגדול על מדע. הבנתי מהר מאוד שאתה לא צריך משוואות, בעצם, אם אתה נותן לאנשים תחושה של פיזיקה. לי, מתמטיקה היא שפה, אז אני יכול להסביר דברים באמצעות מתמטיקה, אבל אני יכול גם להסביר את אותם דברים באמצעות מילים. מתמטיקה היא רק שפה נוספת המאפשרת לך להיכנס למושגים מופשטים יותר, אך אינך זקוק להם כדי להבין את התמונה הגדולה של סיפור.

אני אוהב להיות מסוגל להסביר את המדע הזה לילד בן 6, מתבגר ומישהו שכבר יודע הרבה דברים - ואני יכול להסתגל.

Space.com: אתה מדגיש נשים חסרות-תואר בהיסטוריה של האסטרופיזיקה לאורך הספר. האם אתה חושב שאסטרופיזיקה הפכה להערכה רבה יותר לתרומות של נשים במהלך חייך?

Courtois: בצרפת, רק 9% מהפרופסורים המלאים בפיזיקה של חלקיקים או אסטרופיזיקה הם נשים, ואילו בכניסה לאוניברסיטה יש 25% מהבנות בפיזיקה. צריך להיות לפחות 25% נשים פרופסורות מלאות. הרעיון שלי להדגיש נשים אסטרונומיות היה להראות שזה אפשרי. זה לא באמת היה צריך לעשות עניין גדול בזה, כי הקולגות שלי גברים הם supernice, supercool. אני אוהב אותם. אין לנו בעיות. אבל אנחנו לא רואים מספיק בנות ב- STEM. ואני לא ממש יודע למה. ... זו לא בעיה בין בנות לבנים. זה משהו אחר.

Space.com: נושא נוסף בספר שלך הוא שהמדע הוא תהליך של גילוי ולמידה מתמשכים והיות מוכנה לשנות את דעתך כשמציגים נתונים חדשים. מדוע בחרת להדגיש זאת?

Courtois: כשתלמידים באים אלי להתמחות, הם חושבים שאעביר להם נושא מאוד ספציפי ושאני יודע מה הם יעשו שבוע 1, שבוע 2, שבוע 3, שבוע 4. ... אני אומר להם שאני אתן להם שאלה , ואנחנו עומדים לעבוד על שאלה זו, ובסוף 2-3 חודשים, יהיו לנו יותר שאלות ממה שהיינו בתחילת הדרך. אבל הם כל כך שמחים, מכיוון שככל שיש לך יותר שאלות זה אומר שמצאת מעט מהתשובה לאורך הדרך והשאלה נעשית מעניינת יותר ויותר. השאלה הראשונה היא לפעמים רחבה מאוד, אבל אז כל השאלות הקטנות שהכי מעניינות. רציתי להסביר את זה.

Space.com: אז, כשמדברים על מדע הספר, גילויכם של הסופר-קוטר שלנו היה תלוי במשהו שנקרא המושך הגדול. מה זה?

Courtois: המושך הגדול הוא מקום ביקום, לא רחוק מאיתנו. כל הגלקסיות [במבנה העל שלנו], כולל שלנו, מתכנסות לכיוון זה. אבל זה מקום שאנחנו לא יכולים לצפות בו. [המשיכה הגדולה שוכנת ב"איזור ההימנעות ", שבו שפע של גז ואבק לא מאפשר לראות שום דבר.] לדוגמה, [תאר לעצמך] אתה רוצה להציץ לסלון של שכנתך כי זה מאוד מעניין - אבל יש לך עץ מול החלון שלך, כך שאתה לא יכול לצפות ישירות בסלון. זה קצת מעצבן. אנו קוראים לזה המושך הגדול מכיוון שהגלקסיות נעות מהר מאוד בכיוון זה.

לפעמים אנשים היו שואלים אותי איפה אני יכול להסתכל עם המשקפת או הטלסקופ שלי כדי לראות את לניאקאה. והייתי אומר להם שזה בכל מקום סביבך - חצי הכדור הצפוני, חצי הכדור הדרומי. אם אתה רוצה להסתכל על לניאקאה, זה הכי קשה למצוא, כי אנחנו בתוכו.

Space.com: אתה דן גם במושג שנקרא "מהירות מיוחדת". מהן המהירות המיוחדת וכיצד עזרו בזיהוי לניאקאה?

Courtois: מהירות ייחודיות הן מהירות הגלקסיות הנובעות מכוח הכבידה. המיסה מושכת עוד מסה. מהירות ייחודית היא המהירות הנובעת מהמסה המופצת סביב גלקסיה ביקום. ועלינו להיות זהירים, כי היקום מתרחב - אבל זו לא מהירות אמיתית כאשר גלקסיה הולכת ומתרחקת מגלקסיה אחרת בגלל התרחבות.

לדוגמא, נניח שיש לך מפת שולחן משובצת בבית הקפה של ביסטרו, ויש לך שני כוסות בירה שיושבות על המפה, ואם תמתח את המפה כדי שכל הרחבות יתרחבו ושני הפאנטים ייעלמו האחד מהשני בגלל שאתה מותח את המפה. אז זו הרחבה - אבל למעשה לא אכפת לנו מכך. קל מאוד להסיר את המהירות הזו, מכיוון שזה רק זמן החלל של הרשת שמתחתיה מתרחב. למעשה, זו לא מהירות פיזית. אבל עם שני כוסות הבירה יש להם מסה והם רוצים להתקרב זה לזה, כך שהם נמשכים. אנו רוצים למדוד את מהירות המשיכה הקטנה הזו - זו המהירות המוזרה. [החוקרים חישבו את המהירות המיוחדת לכל גלקסיה בסביבת העל שלנו ביחס לכדור הארץ. כפי שציינו החוקרים כאשר מכריזים על לניאקאה, "ניתן לתרגם מפה של מהירות מיוחדות למפה של התפלגות החומר." זה מה שהם עשו כדי לגלות את היקף לניאקאה.]

בכתיבת הספר חשבתי שעלי לכתוב "מהירות כבידה", אך המהירות המוזרה היא המונח בו אנו משתמשים במדע.

Space.com: מה הדבר הכי מרגש באופק למחקר שלך?

Courtois: כשאתה מוצא רק סופרקלר אחד, כמובן, יש שאלה אחת - האם אנחנו צודקים או שאנחנו טועים? מצאנו עכשיו 10 superclusters, כך שמובטחים אותנו שמה שאנחנו עושים הוא נכון.

כעת, השאלה הגדולה שיש לי עם הצוות שלי היא: מהי כוח הכבידה, ומדוע גלקסיות בסביבות העל האחרות עפות כל כך מהר? יתכן ונצטרך לשנות את שפת האופן בו אנו מתארים מהירות - יתכן ונצטרך לשנות את משוואות הכבידה.

כרגע 50% מהפיזיקאים חושבים שעלינו לחפש חומר בלתי נראה. אני אף פעם לא קורא לזה "חומר אפל"כי אם היה חשוך, היינו יכולים לראות את זה. לא רק שאנחנו רוצים להבין גרביטציה, אנחנו רוצים להבין את האצת התפשטות הגלקסיות. אני תמיד אומר האצת ההתפשטות במקום" אנרגיה אפלה "כי זה לא חשוך - אם זו הייתה אנרגיה אפלה, היינו רואים אותה. לעת עתה, הטווח הטוב ביותר הוא האצת ההתפשטות.

Space.com: לקראת סוף הספר אתה אומר, "מדע אינו חגיגי". אנא הרחב על זה.

Courtois: אתה יכול להיות שמח לעשות את העבודה הזו. אנשים חושבים שהמדע הוא כל כך רציני, וזו לא הדרך בה אני חיה את העבודה שלי, וזו לא הדרך בה הקולגות שלי חיים את העבודה שלהם. חברי ברנט טולי, מאוניברסיטת הוואי, אומר שאנחנו "משחקים ברצינות". היקום כל כך יפה, ואני יכול להבין איך היופי הזה מורכב - הוא שובב, הוא משמח, המון אושר עושה מדע.

אם אתה מבין משהו וזה נשאר במגירה שלך, זה אותו דבר כמו לא להבין אותו אם זה בדיוק בשבילך. אם אתה מת, זה לא ידע חדש לאנושות. הדרך היחידה להתקדם במדע היא לספר לכולם!

ראיון זה נערך לאורך ולבהירות. אתה יכול קנו את "למצוא את מקומנו ביקום" באתר Amazon.com.

• מפה צבעונית תלת מימדית זו של 1.7 מיליארד כוכבים בדרך החלב היא הטובה ביותר אי פעם
• הכירו את היפריון: סופר-קלוסלר ענקי ביקום המוקדם
• טפט חלל סופרקסלוסטר של גלקסיות