משתמש:PelicanTwo/בעיית האופק (קוסמולוגיה)
{{למחוק|מסדר נקיון}
בעיית האופק (horizon problem, לפעמים נקראת בעיית ההומוגניות) היא בעיה לא פתורה במודל הסטנדרטי של המפץ הגדול. היא הועלתה לראשונה ב-1960 בעיקר על ידי צ'רלס מייזנר. הבעיה נעוצה בכך שאיזורים שונים ביקום לא היו במגע זה עם זה בגלל המרחק הגדול ביניהם, ולמרות זה נראה שיש להם אותה טמפרטורה ומדדים פיזיקליים אחרים. זה בלתי אפשרי מאחר שמעבר מידע (כגון אנרגיה או חום) לא יכול להתרחש במהירות גבוהה ממהירות האור.
שתי תיאוריות מנסות לספק הסבר לבעיית האופק, האחת היא תיאוריית האינפלציה הקוסמית והשנייה היא תיאוריית מהירות האור המשתנה.
רקע[עריכת קוד מקור | עריכה]
כשמסתכלים לשמיים מרחקים הם גם מבט אל העבר. גלקסיה שנמצאת במרחק של 10 מליארד שנות אור מאיתנו נראית לנו כפי שהיא היתה לפני 10 מיליארד שנים. אם מביטים בגלקסיה שנמצאת במרחק 10 מיליארד שנות אור מאיתנו בצד מערב, ובגלקסיה שנמצאת 10 מיליארד שנות אור מאיתנו בצד מזרח, המרחק ביניהן הוא 20 מיליארד שנות אור. היקום הוא בן כ-13.8 מיליארד שנים, ופירוש הדבר שלאור מגלקסיה אחת לא היה די זמן להגיע לגלקסיה האחרת. בצורה כללית יותר, יש חלקים ביקום שהן נראים לנו, אך הם אינם נראים זה לזה, הם נמצאים מעבר לאופק האירועים זו של זו.
לפי התיאוריות הפיזיקליות הסטנדרטיות, מידע לא יכול לעבור מהר יותר ממהירות האור. מידע הוא כל צורה של אינטרקאציה פיזיקאלית, למשל מעבר אנרגיה מגלקסיה אחת לשנייה. בדוגמה זאת שתי הגלקסיות לא יכולות לשתף מידע, הן אינן ב causal contact. לכן צפוי שהתכונות הפיזיקליות שלהן יהיו שונות, ובאופן כללי שביקום יהיו אזורים בעלי תכונות שונות.
אבל בניגוד לכך נראה שהיקום הוא כמעט לחלוטין הומוגני ואיזוטרופי, כלומר נראה אותו דבר בכל מקום ומכל מקום שמביטים בו. לקרינת הרקע הקוסמית (CMB) שממלאת את היקום, יש כמעט אותה טמפרטורה בכל מקום שמביטים אליו, והיא 0.004 2.728± מעלות קלווין. ההפרשים בטמפרטורות הם כה זעירים שרק לאחרונה פותחו מכשירים שיכולים למדוד אותם. ההומוגניות של הטמפרטורה מציגה בעיה - אם היקום התחיל הפרשי טמפרטורה כלשהם ואפילו זעירים בין אזור אחד לשני, אין אפשרות פיזיקלית שהם יתאזנו לטמפרטורה זהה כשאנו צופים בהם בהווה.
לפי תיאוריית המפץ הגדול, כשצפיפות ביקום ירדה תוך כדי שהוא התפשט, היא הגיעה למצב שהפוטונים כבר לא היו לכודים באינטראקציה עם חלקיקים אחרים והיו חופשיים לנו - הם decoupled מהפלזמה והתפשטו ביקום בפרץ אור. זה קרה בסביבות 380,000 שנה אחרי המפץ הגדול. the volume of any possible information exhanged באותו זמן היה 900,000 שנות אור (XXX לפי הערך בויקי אנגלית), אם משתמשים במהירות האור וקצב התפשות המרחב ביקום המוקדם. אבל ליקום שאנו צופים בו בהווה יש כמעט את אותה טמפרטורה בנפח גדול פי 10 בחזקת 88. XXX