קביעת גיל היקום שלנו היא עניין לא טריוויאלי. כדי להיות מסוגלים לחשב זאת עלינו להבין כמה חומר קיים ביקום ובאיזו מהירות החומר נע ומתפזר. מה שהופך את הדברים אפילו למסובכים יותר הוא חוסר האחידות בקצב התפשטות היקום. הגיל נגזר משילוב של שלושה משתנים (1) קבוע האבל – קצב התפשטות היקום הנוכחי שנותר מימי מהמפץ הגדול, (2) ההאטה מאז המפץ הגדול שנגרמת בשל המסה הכוללת ביקום, שרוב רובה היא חומר אפל, (3) קבוע הקוסמולוגי λ, אשר קשור לקצב האצה של התפשטות היקום. הקבוע המתאר כיצד כוח מסתורי הנקרא אנרגיה אפלה דוחף את היקום לקצב התפשטות ההולך וגדל.
באדיבות NASA
הדרך הפשוטה ביותר להעריך את גודלו של היקום הנראה היא לקבוע את הצפיפות הנוכחית של היקום ולאחר מכן לנוע חזרה לעבר הזמן שבו היקום הולך ומצטמצם לנקודה אחת. על מנת שהשיטה הזאת תפעל, היקום חייב לעקוב אחר שורה של משוואות בלתי משתנות: קבוע האבל חייב להישאר זהה לאורך הזמן או לפחות להשתנות בדרכים ידועות. למרבה הצער, אנחנו לא יכולים לאשר שזה מה שקרה. מה שאנחנו עושים במקום זאת הן ביצוע מדידות במטרה לבדוק את הנחותינו לאורך הדרך. בעזרת חללית המחקר ה- WMAP – Wilenson Microwave Anisotropy Probe, ובהמשך לווין המחקרPlanck, מדענים מודדים את ההתפלגות הכתמים החמים והקרים בקרינת הרקע הקוסמית (CMB). התפלגות זו קשורה ישירות לגודל היקום ברגע שהאור והחומר נפרדו זה מזה, או כאשר היקום נעשה קריר מספיק כדי ליצור אטומים יציבים. הערכת גודל היקום באותו רגע והבנת התהליכים שהתרחשו באותו רגע מאפשרים לנו לחשב את גיל היקום מרגע התרחשות המפץ הגדול עד לרגע שנוצרה קרינת הרקע הקוסמית. ניתן למדוד את המרחק אל פני השטח של קרינת הרקע הקוסמית ולאחר מכן לחשב כמה זמן עבר מאז נוצרה. אנו מאמינים כי CMB נוצרה בערך 380,000 שנים לאחר המפץ הגדול, וכי היקום הנוכחי שלנו הוא בן 13.8 מיליארד שנים. קוטר הנוכחי של היקום הנראה מוערך בכ- 92 מיליארד שנות אור, או 46 מיליארד שנות אור בכל כיוון.
אי אפשר לדעת את הגודל המלא של היקום, כי איננו יודעים איזה חלק מהיקום ניתן לראות. היקום עשוי להיות אינסופי בגודלו, או שהוא עשוי להיות סופי ופשוט. ניתן להגביל את גודלו של היקום בהתבסס על העובדה שאנחנו לא רואים חזרה על הדפוס של הקרינה הקוסמית. אם היקום היה קטן, האור היה יכול לעטוף את החלל והגיע אלינו משני צדדים, כמו 2 נוסעים היכולים להגיע לתל-אביב מסן-פרנציסקו כאשר האחד טס מערבה והשני מזרחה. ייתכן שלא כל אחד מהם יעשה אותו מרחק, אבל הם שניהם יגיעו לנקודה זהה. המגבלה הנוכחית של היקום הגלוי היא שגודלו אינו עולה על 4% גודל היקום כולו.
Author: Chris Impey