כ-50 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול, נוכל למדוד את התפתחות היקום ואת הרכבו באמצעות מדידת גלי רדיו מהירח

מחקר
כ-50 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול, נוכל למדוד את התפתחות היקום ואת הרכבו באמצעות מדידת גלי רדיו מהירח
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב הצליח לראשונה לנבא תוצאות פורצות בנוגע ליקום שבו אנו חיים באמצעות גלי רדיו שמקורם מהירח. מממצאי המחקר עולה כי באמצעות מדידת גלי הרדיו ניתן יהיה לבדוק את המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי בצורה חדשנית וכן את הרכב היקום והמשקל של חלקיקי הנויטרינו ביקום, ואולי גם לסייע לעולם המדע לפצח נדבך נוסף בתעלומת החומר האפל.
המחקר נערך בהובלת קבוצת המחקר של פרופ' רנן ברקנא, כולל הפוסט-דוקטורנט ד״ר ראג׳ש מונדאל, מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Astronomy.
לדברי החוקרים, ניתן לחקור את תקופת החושך הקוסמית (העידן שלפני היווצרות הכוכבים הראשונים), בעזרת גלי רדיו שפלט גז המימן שמילא את היקום באותה תקופה. אמנם בכל רכב יש אנטנה שקולטת גלי רדיו, אבל גלי הרדיו מהיקום המוקדם נחסמים על ידי האטמוספירה של כדור הארץ. ניתן למדוד אותם רק מהחלל, ובמיוחד מהירח, שמספק סביבה יציבה, ללא הפרעות של אטמוספירה או תקשורת רדיו קרובה. כמובן שלא פשוט להביא טלסקופ אל הירח, אבל בימינו מתקיים מרוץ חלל בינלאומי שבו הרבה מדינות מנסות לחזור לירח עם חלליות ובסופו של דבר גם אסטרונאוטים. סוכנויות חלל בארה״ב, אירופה, סין, והודו, מחפשות מטרה מדעית לנחיתה על הירח, והמחקר החדש שם במרכז את מדידת גלי הרדיו מתקופת החושך הקוסמית.
״טלסקופ החלל החדש של נאסא ע״ש ג'יימס ווב, מצא לאחרונה כמה גלקסיות רחוקות, שהאור שלהן מגיע מתקופת השחר הקוסמי, כ-300 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול", מסביר פרופ' ברקנא. "המחקר החדש שלנו עוסק בתקופה מוקדמת ומסתורית אף יותר: תקופת החושך הקוסמית (cosmic dark ages), כ-50 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. התנאים ביקום המוקדם היו שונים מאד מהיום. המחקר החדש משתמש בידע הקיים על התפתחות היקום ושוקל אפשרויות שונות לתצפיות בגלי רדיו, כדי להראות מה ניתן יהיה לגלות. ספציפית, חישבנו את עוצמת גלי הרדיו כפי שהיא משקפת את הצפיפות והטמפרטורה של גז המימן בזמנים שונים, ואז הראנו כיצד לנתח את המדידות על מנת להפיק מהן את המידע הרצוי״.
החוקרים מעריכים כי ממצאי המחקר עשויים להיות משמעותיים מאוד בהבנה המדעית של ההיסטוריה הקוסמית שלנו. כך למשל, עולה מהמחקר כי בעזרת אנטנה אחת על הירח, ניתן יהיה לבדוק את המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי בצורה חדשנית ולדעת אם הוא מצליח להסביר את תקופת החושך הקוסמית או שהייתה אז הפרעה בהתפשטות היקום שתצביע על תגלית חדשה. כמו כן, החוקרים מעריכים שבעזרת טלסקופ רדיו המורכב ממערך של אנטנות, ניתן יהיה למדוד במדויק את הרכב היקום (במיוחד כמות המימן וכמות ההליום שבו).
המימן הוא התצורה המקורית של החומר הרגיל ביקום, שממנו נוצרו הכוכבים, כוכבי הלכת, ובסוף גם אנחנו. יש גם חשיבות אדירה למדידה מדויקת של כמות ההליום כי היא תעזור להבין את התקופה הקדומה של כדקה אחרי המפץ, שבה ההליום נוצר כאשר היקום כולו היה בעצם כור גרעיני פעיל. בעזרת מספר גדול עוד יותר של אנטנות על הירח, נוכל למדוד גם את המשקל של חלקיקי הנויטרינו ביקום. אלה הם חלקיקים קטנים שנפלטים בתהליכים גרעיניים שונים; המשקל שלהם הוא נעלם קריטי בפיתוח יסודות פיזיקת החלקיקים מעבר למודל הסטנדרטי המקובל.
"כשפותחים חלון חדש במדע בדרך כלל מגלים הפתעות. בעזרת התצפיות המוצעות, יש אפשרות לגלות תכונות שונות של החומר האפל, שהוא התעלומה הגדולה ביותר: אנחנו אמנם יודעים שהוא רוב החומר ביקום, אבל תכונותיו וטבעו עדיין מסתוריים. בהחלט, תקופת החושך הקוסמית עתידה לספק אור חדש על היקום", מסכם פרופ' ברקנא.
פרופ' רנן ברקנא
מחקר
כך משפיעה המהפכה החוקתית על מדד החוסן הלאומי שלנו
מחקר חדש של חוקרות וחוקרים מאוניברסיטת תל אביב והמכללה האקדמית תל חי שבחן נושאים הקשורים לחוסן, דחק ו- well-being: חוסן לאומי, חוסן אישי, מדדי תקווה, מורל, תסמיני דחק ותפיסת איומים, מציג באופן מדעי את מה שכולנו הרגשנו בתקשורת, ברשתות החברתיות ובמרחב הציבורי: בעוד שבמהלך השנה האחרונה החוסן הלאומי של תומכות ותומכי הקואליציה עלה בצורה משמעותית (מ-3.5 ל-3.9), בקרב תומכות ותומכי האופוזיציה המגמה הפוכה ומצביעה על ירידה תלולה במדד החוסן הלאומי (מ-3.7 בחודש אוקטובר 22 ל-3.2 בחודש אוגוסט 23). לדברי צוות המחקר, הפער בין שתי הקבוצות מעמיק והולך, דבר שמוביל להחרפת המשבר הפוליטי-חברתי הקשה שבו שרויה מדינת ישראל בימים אלו.
המחקר נערך בהובלת החוקרים: פרופ' שאול קמחי, פרופ' ברוריה עדיני, ד"ר מאיה סימן טוב ואריאל קאים מהחוג לניהול מצבי אסון וחירום ופרופ' יוחנן אשל, ד"ר הדס מרציאנו מהמכללה האקדמית תל חי ואוניברסיטת חיפה. המחקר הנוכחי מבוסס על שלוש מדידות חוזרות בקרב אותו מדגם (N=785). המדידה הראשונה נערכה זמן קצר לפני הבחירות האחרונות (באוקטובר 2022). המדידה השנייה נערכה בפברואר 2023, כשלושה וחצי חודשים לאחר הבחירות, ובעיצומה של המהפכה החוקתית. המדידה השלישית נערכה בתחילת חודש אוגוסט 23.
השוואת ממוצעי החוסן הלאומי בקרב תומכי הקואליציה מצביעה על עליה מובהקת מ 3.53 במדידה הראשונה ל 3.85 במדידה השלישית, בעוד בקרב תומכי האופוזיציה חלה ירידה מובהקת מ 3.66 במדידה הראשונה ל 3.20 במדידה השלישית. ראוי לציין כי במדידה הראשונה דיווחו תומכי האופוזיציה על חוסן לאומי גבוה במידה מובהקת, בהשוואה לתומכי הקואליציה.
באשר לרמת התקווה לעתיד טוב יותר, מהמחקר עולה כי לא היה שינוי מובהק בממוצע רמת התקווה של כלל המדגם בין המדידה הראשונה (3.51) למדידה השנייה (3.52). לעומת זאת, במדידה השלישית נרשמה ירידה חדה בקרב כלל הציבור ל-3.17. הפערים בולטים מאוד גם בהבחנה בין תומכי האופוזיציה לקואליציה: בעוד שתומכי הקואליציה שמרו בשלושת המדידות על רמת תקווה יחסית גבוהה (3.6) הרי שבקרב תומכי האופוזיציה רמת התקווה צנחה באופן מובהק מ-3.4 ל-2.8. (נמדד בסולם 5-1).
נתון נוסף שממחיש את ההשפעה של המהפכה החוקתית על הציבור בישראל בא לידי ביטוי במדד החוסן האישי. על פי הממצאים, חלה ירידה חדה ומובהקת בקרב כלל הציבור לאורך שלושת המדידות מ-3.9 ל- 3.5. (סולם 5-1). ירידה משמעותית זו ברמת החוסן האישי נצפתה בקרב שתי הקבוצות (תומכי הקואליצה והאופוזיציה כאחד) , ללא הבדל מובהק בין שתי הקבוצות לאורך שלושת המדידות. במילים אחרות, משתתפי המחקר כולם דיווחו על ירידה בחוסן האישי שלהם.
באשר למדד של תחושות הסכנה, גם כאן, כצפוי, תומכי האופוזיציה מדווחים שהם חשים סכנה אמיתית לקיומם ולקיום המדינה והחשש שלהם מתבטא בעליה גדולה של תחושת הסכנה (עליה מ- 2.3 ל- 2.9). לעומתם, תומכי הקואליציה מרגישים הרבה יותר בטוחים והדבר בא לידי ביטוי בירידת תחושות הסכנה (ירידה 2.6 ל-2.1) על סולם 5-1.
לסיכום, החוקרים מדגישים כי מתוצאות המחקר ניתן להסיק שמאז בחירות נובמבר 2022 הולך וגדל הפער בין שתי הקבוצות במחקר המייצגות את האוכלוסייה היהודית הבוגרת בישראל - תומכי הקואליציה והאופוזיציה. בכל המדדים שנבדקו במחקר, ניכר שבעקבות הבחירות והמאורעות שהתרחשו אחריהן, תומכי האופוזיציה מעידים על צניחה גדולה ומשמעותית במדדי החוסן ועליה במדדי הדחק: החוסן הלאומי, החוסן האישי, התקווה לעתיד טוב יותר והמורל ירדו באופן מובהק, ואילו תסמיני הדחק ותחושות הסכנה עלו באופן מובהק בקרב קבוצה זו. כמו כן ניתן להבחין בכך שבעקבות הבחירות, הפער בין שתי הקבוצות מעמיק והולך, דבר המוביל להחרפת המשבר הפוליטי/חברתי הקשה שבו מדינת ישראל שרויה בימים אלו.
מחקר
עלייה במספר סופות הברקים עשויה להגדיל את כמות ענני הנוצה ולהגביר את תהליך התחממות כדור הארץ
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא קשר סטטיסטי מובהק בין סופות ברקים ברחבי העולם להיווצרותם של ענני נוצה (ענני צירוס), שעלולים להגביר את התחממות כדור הארץ. החוקרים: "ידוע שענני נוצה עשויים לגרום להתחממות כדור הארץ, ועם זאת קשה מאוד לעקוב אחריהם ולהשיג עבורם נתונים מדויקים. הממצאים שלנו, מצביעים על כך שעלייה במספר סופות הברקים ברחבי העולם, עשויה להגדיל מאוד את כמות ענני הנוצה ובכך להעצים את משבר האקלים."
המחקר נערך בהובלת פרופ' קולין פרייס מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם חוקרים באוניברסיטת טריפורה בהודו. המאמר פורסם בכתב העת Geophysical Research Letters של האיחוד הגיאופיזי האמריקאי (AGU).
"לענני נוצה, אותם עננים קלילים שאנו רואים בשמיים, יש השפעה משמעותית על האקלים של כדור הארץ," מסביר פרופ' פרייס. "כמות גדולה של ענני נוצה עשויה לשמש כמעין שמיכה, שמגבירה את ההתחממות, בעוד שכאשר הכמות מעטה, החום עולה כלפי מעלה ומשתחרר אל מחוץ לאטמוספירה. מסיבה זו מגלים חוקרי האקלים עניין רב בענני הנוצה, ומנסים לנבא שינויים שעשויים להתחולל בהם - בעיקר בעקבות העלייה בגזי החממה והתחממות כדור הארץ. אך כאן אנו נתקלים בבעיה משמעותית, מכיוון שקשה מאוד להשיג נתונים מדויקים ומקיפים על ענני נוצה. הם דקים מאוד ולפעמים בלתי נראים לעין, גם ללוויינים בחלל, ובנוסף הם נמצאים באטמוספירה העליונה, הרחק מתחנות המדידה שעל הקרקע."
כדי לתת מענה לאתגר בחנו החוקרים אם ניתן להשתמש בסופות ברקים, שהמידע עליהן נגיש וזמין, כמנבא יעיל לכמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה. החוקרים מסבירים שברק נוצר כאשר שדה חשמלי עצום נפרק בבת אחת ומייצר טמפרטורה גבוהה מאוד, עד 30,000 מעלות צלסיוס, שגורמת להבזק האור העוצמתי המוכר לכולנו. כתוצאה מכך משדר הברק גלי אור וגלי רדיו הניתנים לקליטה גם במרחק של אלפי קילומטרים, וכך ניתן לעקוב אחרי הברקים ולמפות אותם – בזמן אמיתי ולאורך זמן.
במחקר הנוכחי הסתמכו החוקרים על נתוני ברקים שנאספו בכל העולם לאורך 6 שנים על ידי לוויין LIS-ISS של NASA הקולט את האור הנפלט מברקים. החוקרים בחנו את הנתונים הללו מול נתונים של ענני נוצה (המידע החלקי הקיים היום בשילוב עם מודלים המשלימים את התמונה), במטרה לבדוק אם קיים קשר בין מספר הברקים ביום, בחודש, או בשנה, לבין כמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה. הממצאים הצביעו על התאמה מובהקת סטטיסטית: ככל שיש יותר סופות רעמים יש יותר ענני נוצה. לדברי החוקרים, המשמעות היא שאכן ניתן להשתמש בברקים – שאותם קל לאתר ולמדוד, כמדד אמין לכמות ענני הנוצה באטמוספירה, היום ובעתיד.
פרופ' פרייס: "גילינו שסופות ברקים מהוות מנגנון מרכזי בהיווצרות ענני נוצה בעולם, ושמעקב אחר ברקים יכול להסביר יותר מ-70% מהשינויים בכמויות של ענני הנוצה בעולם. הסופות משמשות כמעין 'שואב אבק' ענק ששואב לחות מפני כדור הארץ, בעיקר מהימים ומהיערות, ונושא אותה לגובה רב. שם, בגובה של כ-10 ק"מ הופכת הלחות לגבישי קרח דקים שיוצרים את ענני הנוצה."
פרופ' פרייס מסכם: "במחקר שלנו מצאנו קשר סטטיסטי מובהק בין מספר סופות הברקים המתחוללות על פני כדור הארץ לבין כמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה ברמה הגלובלית. מודלים רבים צופים כיום ששינויי האקלים יביאו למגמה של עלייה בתופעת סופות הברקים בשנים הבאות, אם כי טרם נאספו די נתונים כדי לקבוע זאת בוודאות. על פי המחקר שלנו, אם ההשערות הללו נכונות, צפויה העלייה במספר סופות הברקים לגרום גם לעלייה בכמות ענני הנוצה, אשר כאמור מהווים מעין שמיכה אטמוספירית, ועלולים להגביר עוד יותר את תהליך התחממות כדור הארץ."