האם יש סוף למספר הכוכבים ביקום? יונתן

המדריך לטרמפיסט בגלקסיה מתאר את היקום כ"גדול. ממש גדול. פשוט לא תאמין עד כמה ענק, עצום ומהמם הוא." ואכן, זה לא רחוק ממה שהמדע היום יודע על גודל היקום.

קודם כל, צריך להבחין בין היקום כולו לבין היקום הנראה. אנחנו לא מסוגלים לראות את כל היקום, לא רק בגלל שאין לנו טלסקופים מספיק גדולים, אלא בגלל סיבה הרבה יותר בסיסית. תורת המפץ הגדול, אשר מסתמכת על מספר גדול של תצפיות ותגליות מ-100 השנים האחרונות, אומרת לנו שהיקום לא היה כאן תמיד, אלא הוא נוצר לפני כ-13.7 מיליארד שנה. בנוסף, האור (שבאמצעותו אנחנו רואים את היקום) נע במהירות סופית – כ- 300,000 ק"מ בשניה. מכאן שאנחנו לא יכולים לראות חלקים מהיקום שנמצאים כל-כך רחוק מאתנו, שלאור לקח יותר מ-13.7 מיליארד שנים להגיע אלינו. היקום פשוט לא קיים מספיק זמן כדי שהאור הזה יגיע משם לכאן.

כלומר, גם אם נבנה טלסקופים יותר ויותר גדולים ומשוכללים, יש גבול שעד אליו אנחנו יכולים לראות, ואחריו לא נוכל אף פעם לדעת מה קורה. לעולם לא נוכל לראות את המקומות שהאור מהם עוד לא הגיע אלינו. עם הזמן הגבול הזה הולך וגדל, כלומר, אנחנו רואים קצת יותר רחוק בכל שנה שחולפת, אבל עדיין יש גבול שמסמן את קצה החלל שאנחנו יכולים לראות. החלק של היקום עד הגבול הזה נקרא "היקום הנראה" (למרות שאנחנו לא רואים את כולו היום, זה מה שהיינו יכולים לראות לו לא הייתה לנו כל מגבלה טכנולוגית).

מכיוון שהיקום הנראה הוא סופי, אז כך גם מספר הכוכבים בו. אסטרונומים יכולים לנסות להעריך את מספר הכוכבים ביקום הנראה בשיטה הבאה. כמעט כל הכוכבים שאנו רואים נמצאים בקבוצות הקרויות גלקסיות. גם השמש שלנו נמצאת בגלקסיה שנקראת שביל החלב. יחד איתה בגלקסיית שביל החלב יש עוד כ-100 מיליארד כוכבים (זה המספר 1 עם 11 אפסים אחריו). לפי כמות הגלקסיות שאנחנו רואים קרוב אלינו, ובהנחה שהיקום הנראה הוא פחות או יותר אחיד, משערים שביקום הנראה יש עוד כ-200 מיליארד גלקסיות כמו שביל החלב.

תמונה של המרכז הגלקטי של שביל החלב, בשמי הלילה של מצפה הכוכבים האירופאי הדרומי (ESO) בהר פאראנל (Paranal). התמונה לקוחה מויקיפדיה.

אם נכפיל את מספר הכוכבים בגלקסיה אחת כפול מספר הגלקסיות נקבל שמספר הכוכבים ביקום הנראה הוא כ-22^10*2 (המספר 2 ועוד 22 אפסים אחריו). זה מספר ענק! אבל סופי.

מה יש מעבר ליקום הנראה? את זה כמובן איננו יודעים, וגם לא נוכל לדעת. ישנן השערות שהיקום ממשיך באופן אינסופי. במקרה זה, הוא עשוי להכיל אינסוף כוכבים. אך זאת רק השערה, איננו יודעים אם היקום אכן אינסופי, ואם כן, אם הוא מכיל אינסוף כוכבים. כל מה שאנחנו באמת יודעים להגיד היום, כמו שמציין המדריך לטרמפיסט בגלקסיה, זה שהיקום ממש ממש גדול!

המיקום של כדור הארץ ביחס ליקום הנראה, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

יאיר הרכבי
דוקטורנט, המחלקה לפיזיקת חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.