באדיבות וויקיפדיה
בשנות ה- 40 של המאה הקודמת עסק הפיזיקאי הרוסי ג'ורג' גאמוב בחקר ההשלכות של התפשטות היקום. הוא הבין שאם ננוע אחורה בזמן, תופעה זו תצביע על זמן שבו היקום היה חם וסמיך; אולי אפילו חם וצפוף יותר מכוכב. גאמוב ידע כי היקום המוקדם והחם כבר היה מלא קרינה ואנרגיה בצפיפות גבוהה. איכשהו, בסביבה זו של קרינה קטלנית ושל חלקיקים מהירים התפתח ליקום הגדול והריק שאנו רואים כיום. תפיסת המפץ הגדול הוצגה בשנת 1927 על ידי פיזיקאי אחר, הכומר הבלגי ג'ורג' למטר, שקרא ליקום המוקדם האטום-הקדום ודיבר על "יום ללא אתמול".
בהתייחסו להתפתחות היקום הבין גאמוב שהיקום החם והמוקדם יתרחב ויתקרר, כמו כל גז, אבל לעולם לא יהיה קר לחלוטין. לפי האומדן הגס שלו הטמפרטורה הנוכחית צריכה להיות בטווח 5-10 מעלות קלווין, קר מאוד. כמו כל קרינת גוף-שחור, היקום כולו פלט אור עם התפלגות צבע אופיינית ששיקפה את טמפרטורת הגז. במשך כ- 400,000 השנים הראשונות של היקום שלנו, האור המיצג קרינת חום לא הצליח להימלט. נבהיר נקודה זו – פוטונים בודדים לא יכלו לנוע למרחק משמעותי ביקום מוקדם שהיה צפוף מדי, הם פגעו כל הזמן בגרעיני אטומיים ואלקטרונים שהיו כולם בהתנגשות מתמדת. (אפשר לחשוב על היקום הקדום כעל גוף אָטום). לאחר שהיקום התקרר דיו, כך שאלקטרונים וגרעינים יכלו להתחבר, הפוטונים יכלו לצאת למרחב, ולנוע מבלי להתנגש כל הזמן.
כיום, אנו רואים את הפוטונים האלה, שמקורם באורך גל קצר, פוטונים שהיו בעלי אנרגיה גבוהה, ברקע החלל הקוסמי. הם התחילו את תנועתם בקצה הכחול של הספקטרום האלקטרומגנטי כאשר הם נוצרו ביקום המוקדם. התרחבות קוסמית גרמה לפוטונים אלה להתמתח ככל שהיקום התפשט. למעשה, הם הועברו לאדום כך שאורך הגל שלהם התארך והאנרגיה שלהם קטנה. גאמוב חזה כי היקום צריך להיות שטוף בקרינה שכזו, שהיא שריד של המפץ הגדול, אבל עתה הם עברו הסחה לאדום קוסמולוגית עד שאורכי גל התארכו מאד והטמפרטורה שלהם ירדה לכמה מעלות מעל האפס המוחלט. לרוע המזל, לא ניתן היה לאמת את תחזיתו של גאמוב בזמן שהוא העלה אותה; אסטרונומית הרדיו היתה בחיתוליה, ולא היו טלסקופים רגישים לקרינה בתחום המיקרוגל. תחזיתו של גאמוב הלכה ונעלמה במשך כעשור.
באדיבות וויקיפדיה
ב- 1964 עסקו ארנו פנזיאס ורוברט וילסון, שני מהנדסים במעבדות בל טלפון, בבדיקת אנטנות מיקרוגל רגישות, שנועדו להעברת שיחות טלפון ללווייני תקשורת המקיפים את כדור הארץ. כחלק מהבדיקות שלהם, הם מיפו את קרינת מיקרוגל קלושה שנפלטת משביל החלב. מקור הקרינה לא היה ידוע ויצר רעש השפיע על המדידות שלהם, גם לאחר שבדקו את תקינות הציוד. הרעש עודף לא פסק ולא שינה את עוצמת כאשר האנטנה כוונה לכיוונים שונים בשמים, הרעש לא השופע מהשעה ביום, או מעונת השנה, ולא היה קשור לכל מקור אסטרונומי ידוע. בשלב מסוים הם הבחינו ביונים בתוך האנטנה. מודאגים כי שאריות שהושארו על ידי הציפורים עשויות להשפיע על המדידות שלהם (פנזיאס ווילסון נקטו בשם "סרט דק, לבן, דיאלקטרי" לחריוני היונים), הם ניקה את אנטנת הקרן והתחילו מחדש. אך הרעש נמשך.
באמצעות עמית, נודע לפנזיאס ווילסון כי קבוצת פיסיקאים באוניברסיטת פרינסטון הסמוכה בראשותו של רוברט דיקה בנתה מקלט כדי לחפש את קרינת הרקע הקוסמית המוצעת של גאמוב. פנזיאס ווילסון לא היו מודעים לעבודתו של גאמוב, אבל באמצעות מזל וכישורים טכניים הם מצאו תחילה את האות בתחום המיקרוגל, שגאמוב חזה. הרעש הנוסף שזיהו היה בדיוק בטמפרטורה שגאמוב חזה. שני מהנדסי המעבדה של חברת בל קיבלו את פרס נובל ב- 1978 בשל גילויים זה, עשר שנים לאחר מותו של גאמוב. התגלית שלהם היתה אישור דרמטי שהיקום היה פעם חם וצפוף – הם מצאו את ההד למפץ הגדול.
גאמוב היה מדען מבריק ושובר מוסכמות ידוע. כמו איינשטיין, הוא מעולם לא איבד את תחושת הסקרנות הצעירה שלו והוסיף לתהות על דרך פעולת היקום. הוא כתב סדרת ספרים פופולריים, המאוירים על ידו, הוא הצליח להציג רעיונות פיזיקאליים מופשטים בדרך נכונה המבהירה איך העולם היה נראה אם נתכווץ לגודל של חלקיק תת אטומי. אמנם הוא לא חי מספיק זמן כדי לקבל את פרס נובל, אך הוא הצליח לראות אישור לתיאוריות שלו, וזהו פרס בפני עצמו.
Author: Chris Impey