3.5 התפשטות קוסמית והסחה לאדום: מבט מתוך שחזור המתיחות של „ים האנרגיה”

דף הבית ／ פרק 3: היקום המקרוסקופי

I. תופעות ושאלות

• חוק ההסחה לאדום–מרחק: ככל שהעצם רחוק יותר, כך קווי הספקטרום שלו מוסטים יותר אל האדום. זהו חוק אמפירי יציב ומבוסס היטב.
• רחוק יותר, חלש יותר וב„קצב איטי יותר”: מקורות תקניים מסוימים נראים חלשים יותר בהסחה גדולה לאדום ועקומות האור שלהם נראות מוארכות; לרוב מפרשים זאת כסימן ל„התפשטות מואצת”.
• אי־התאמות בין שיטות ותלות בכיוון: שחזור „קצב ההתפשטות” בשיטות שונות אינו מניב ערכים זהים; בחלק מן הנתונים יש גם תלות חלשה בכיוון בשמיים ובצפיפות הסביבה. הדבר מרמז שבמעבר מ„תדירות, בהירות וזמן מעבר” אל „גיאומטריה” עלולים להשתרבב הסטיות מערכתיות שמקורן במצב התווך.

II. פרשנות פיזיקלית (שחזור המתיחות של ים האנרגיה)

התמונה המרכזית: היקום אינו מתפתח בתוך „קופסה גיאומטרית ריקה”, אלא בתוך ים אנרגיה שאירועים מסדרים בו את התצורה מחדש ללא הרף בזמן אמת. המתיחות של ים זה קובעת גם את הסף העליון המקומי להתפשטות גלים וגם את ה„קצב הפנימי” של מקורות הקרינה. לכן ההסחה הנצפית לאדום אינה חד־מקורית; היא סכום של שני רכיבים:

1. 1. כיול בצד המקור: „חותמת מפעל” שמציבה המתיחות המקומית
   הקצב הפנימי של המקור נקבע בידי המתיחות המקומית—מתיחות גבוהה מאיטה את הקצב ומנמיכה את התדירות העצמית; מתיחות נמוכה מאיצה את הקצב ומגביהה את התדירות. הסחה כבידתית לאדום והסטות תדירות של שעונים אטומיים עם הגובה מדגימות כלל זה. אם בתקופות הקדומות של היקום פעל כיול מתיחות שונה מן הנהוג היום, אזי „נולד אדום יותר ובקצב איטי יותר” נעשה לרכיב הראשון של ההסחה ולדילציית הזמן.
   עיקר: זהו מאפיין של צד המקור; אין צורך שהאור „יימתח” לאורך הדרך. כך מוסבר גם מדוע אותה מחלקת מקורות תקניים עשויה להיראות „איטית יותר” בבארות פוטנציאל עמוקות או בסביבות פעילות במיוחד.
2. 2. הסחת מסלול מתפתחת: כאשר ה„מפה” משתנה לאורך הדרך, גם „לוח השעון” מתאפס
   אור הוא חבילת־גלים המתפשטת בתוך ים האנרגיה. אם נופי המתיחות משתנים רק במרחב ונשארים קבועים בזמן, השפעות הכניסה והיציאה מתבטלות זו את זו ולא נוצרת הסחת תדירות נטו (אף שזמן המעבר ודימות התמונה משתנים). אולם אם הקרן חוצה תחום שבו המתיחות מתפתחת—למשל חלל ריק גדול „שקופץ חזרה”, או באר פוטנציאל שהולכת ונהיית רדודה או עמוקה—נשברת הסימטריה כניסה/יציאה, ונשארת הסחה נטו לאדום או לכחול א־כרומטית (ללא פיזור צבע). זהו „טביעת האצבע של המסלול” המרומזת במבנים כגון ה„כתם הקר” הקוסמי.
   עיקר: הסחת המסלול המתפתחת תלויה במשך השהות של חבילת־הגלים בתחום המשתנה ובכיוון ובעוצמת השינוי; היא בלתי תלויה בצבע.
3. 3. הבדלים בזמן מעבר: המתיחות קובעת גם „מהי המהירות האפשרית”
   מתיחות גבוהה מעלה את סף ההתפשטות המקומי; מתיחות נמוכה מורידה אותו. מעבר בתחומים שמידת המתיחות בהם שונה יוצר זמן מעבר כולל התלוי במסלול. תופעה זו מוכרת כבר מ„עיכובים עודפים” במערכת השמש ומ„עיכובי זמן” בעדשות כבידתיות. בקני־מידה קוסמיים מתקבלות לפיכך שונות עדינה בשילוב „זמן מעבר + הסחה לאדום” לפי כיוון וסביבה. ללא הפרדה נאותה, אפשר שרכיבי התווך יירשמו בטעות כגיאומטריה וייצרו סטיות מערכתיות בהערכת „קצב ההתפשטות”.
4. 4. שחזור מתיחות: מה „מכוון” תדיר את פני הים?
   היקום אינו מים עומדים. היווצרויות, התפרקויות, מיזוגים ו־סילונים—אירועים רבי־עוצמה—מותחים שוב ושוב את ים האנרגיה בקני־מידה גדולים:
   • הטיה חלקה פנימה נצברת מכוח משיכות קצרות־חיים בין חלקיקים לא יציבים, וכשממוצעים במרחב–זמן הן מעמיקות לאורך זמן את התבליט המנחה.
   • גרעיניות רקע עדינה נוצרת מחבילות־גלים הנפלטות בעת אניליציה של חלקיקים לא יציבים, ומוסיפה „מרקם גרגרי” דק למסלולים ולתמונות.
     הראשון קובע את ה„טון הבסיסי” של הנוף הרחב; השני מכוון את הפרטים. יחד הם מציירים מחדש את מפת המתיחות, ומשפיעים על (א) קצב היציאה של המקור, (ב) זמן המעבר, ו(ג) הסחת המסלול המתפתחת.

כללי רישום:

1. מידת ההסחה = כיול המקור (רקע) + הסחת מסלול מתפתחת (כיוונון עדין).
2. מועד ההגעה = עיקופים גיאומטריים + כתיבה מחדש של זמן המעבר בידי המתיחות לאורך המסלול.
3. בהירות = פליטה עצמית × גיאומטריה ומתיחות לאורך המסלול (אין להניח „נוסחת אקסטרפולציה אוניברסלית”; יש להעריך מסלול־מסלול).

III. הקבלה

דמיינו קרום תוף יחיד המתוח במתיחויות שונות. מתיחות גבוהה מעלה את הקצב הטבעי ומאיצה את ריצת הגלים; מתיחות נמוכה עושה את ההפך. התייחסו גם לאור וגם למקור כ„אירועים על התוף”: המתיחות בצד המקור קובעת את קצב ההתחלה (כיול המקור). אם מישהו מהדק או מרפה את הקרום בדיוק בקטע שאתם חוצים, הקצב והצעדים מותאמים מחדש לאורך הדרך (הסחת מסלול והבדל בזמן מעבר).

IV. השוואה להסבר המסורתי

• מכנה משותף: שני המבטאים מכירים בחוק המאקרוסקופי של יחס הסחה לאדום–מרחק. שניהם מקבלים שמבנה לאורך קו הראייה מוסיף עיכובי־זמן ועוד השפעות קטנות מצד התדירות. בדיקות דיוק גבוה במעבדה ובמערכת השמש תואמות עדיין סף מהירות אור מקומי עקבי ופיזיקה מקומית שאינה משתנה.
• הבדלים עיקריים: התיאור המסורתי מפרש את ההסחה בעיקר כמתיחה גלובלית של סולם גיאומטרי. כאן מודגש שגם כיול תלוי־סביבה במקור וגם התפתחות בזמן של המתיחות לאורך המסלול משנים את החשבונאות של התדירות וזמן המעבר—ועקרונית ניתן להפריד בין שני הרכיבים. כאשר מכניסים במפורש את רכיבי התווך לשרשרת ההסקה, פערי השיטה, ההטיות הכיווניות והקשרים הסביבתיים מובנים יותר, מבלי לייחס את כל השיירים ל„רכיב נוסף” יחיד.
• עמדה: אין זו שלילה של האפשרות שהיקום מתפשט; זהו תזכורת שמיפוי מן הנמדדים אל הגיאומטריה לעולם אינו צעד אחד. אם מתיחות ים האנרגיה משתתפת בהגדרת הקצבים וספי ההתפשטות, עליה להיכתב גם היא בפנקס.

V. מסקנה

מנקודת המבט של „שחזור המתיחות” בים האנרגיה:

• ההסחה לאדום אינה חד־מקורית; היא משלבת כיול קצב במקור עם הסחת מסלול א־כרומטית המתפתחת לאורך הדרך.
• זמן המעבר אינו נקבע רק לפי אורך המסלול הגיאומטרי; הוא משקף גם את סף ההתפשטות שכופה המתיחות לאורך המסלול.
• אירועים עזים בקני־מידה גדולים מכוונים תדיר את „פני הים”, יוצרים מפת מתיחות משתנה בזמן, וביחד מעצבים את התדירויות, הבהירויות וצירי הזמן שאנו מודדים.

כאשר רושמים שלוש אבני־הבניין הללו בנפרד, חוק היסוד של הסחה לאדום–מרחק נשאר יציב, והמֵתחים בין שיטות והבדלים עדינים לפי כיוון וסביבה מקבלים הסבר פיזיקלי ברור: זו אינה תקלה במדידה—התווך הוא שמדבר.