3.7 עיוותים במרחב היסט ההאדמה: השפעות מהירויות לאורך קו הראייה המוארגנות בידי שדה המתח

דף הבית ／ פרק 3: היקום המקרוסקופי (V5.05)

I. התופעה ומגבלות ההסברים הרווחים

• שתי הופעות טיפוסיות: במערכות צירים שבהן “היסט לאדום” נמדד כמרחק, צבירי גלקסיות נמתחים לאורך קו הראייה ל“אצבעות” ארוכות. בקני מידה גדולים יותר קווי שווי־מתאם המוליכים אל צבירים ואל פילמנטים נדחסים בכיוון קו הראייה ויוצרים אזורים “משוטחים”.
• מדוע ההסבר המקובל חלקי: ייחוס האצבעות ל“תנועות תרמיות אקראיות” בתוך הצביר, והשטחה ל“זרימה קוהרנטית בקנה מידה ליניארי”, עובד איכותית. עם זאת, תלות בסביבה, סלקטיביות כיוונית וזנבות כבדים בהתפלגות המהירויות מחייבים לרוב כוונון פרמטרים ספציפי לכל עצם. חשוב מכך—חסרה תמונה פיזיקלית מאחדת של ה“מארגן” שמאחורי שתי ההופעות.

II. המנגנון הפיזיקלי

רעיון מרכזי: מהירויות אינן “צומחות” על דף ריק; שדה המתח מעצב תחילה את ה“טופוגרפיה”. לאחר שהטופוגרפיה נקבעת, החומר והרעשים מתארגנים לתבניות זרימה ורעידה מסוימות. מכאן נובעות באופן טבעי שתי ההופעות במרחב ההיסט—“אצבעות” ו“השטחה”.

1. אפקט “אצבע האל”: באר עמוקה, גזירה ונעילת התמצאות

• באר מתח (עמוקה ותלולה): בצמתים (צבירים וסופר־צבירים) מתח גבוה יותר ומדרונות תלולים יוצרים “באר” אפקטיבית. הבאר מרכזת פנימה זרימות והפרעות ומגבירה את רכיב המהירות לאורך ציר הבאר.
• אלסטיות וגזירה (קימוט היוצר זנב כבד): המדרון איננו חלק; קיימים אזורי גזירה ב“ים הפילמנטים”—שכבות דקות הגולשות באותו כיוון במהירויות שונות. אזורים אלה מקמטים זרימה מסודרת לתנודות עדינות ולמיקרו־מערבולות, ומרחיבים את התפלגות המהירויות לאורך קו הראייה. באזורים של גזירה גבוהה ופקיעה חזקה מופיעה התאחדות־מחדש זעירה: הקישוריות של “סיבי אנרגיה” נקטעת לרגע, מתמַוֶּתת ונסגרת, ובכך משחררת או מחלקת מחדש מתח בפולסים ומושכת את ההתפלגות אל זנב לא־גאוסי כבד.
• נעילת התמצאות (מתי “אצבעות” נראות): אזורי הגזירה וההתאחדות־מחדש הזעירה נוטים להסתדר לאורך ציר פילמנט–צומת. כשהציר הראשי כמעט קולינרי עם קו הראייה, המערכת נמתחת בכיוון זה במרחב ההיסט ונוצרת “אצבע” אופיינית.
• כיצד לקרוא את המפה: חפשו הופעה משותפת של זנב כבד בהתפלגות המהירויות ושל התארכות לאורך קו הראייה. כאשר שניהם נצפים יחד, הגזירה במדרון הבאר וההתאחדות־מחדש הזעירה הן הכוחות הדומיננטיים.

2. “דחיסת קייזר”: מדרון ארוך, זרימה קוהרנטית והיטל גאומטרי

• מדרון מתח ארוך (קנה מידה גדול): לאורך פילמנטים המובילים לצמתים שדה המתח יוצר מדרון חלק ומתמשך כלפי מטה.
• זרימה קוהרנטית (מהירויות מאורגנות): חומר וגלקסיות זורמים במורד; רכיבי המהירות שלהם מיושרים שיטתית אל הצומת. מבט לאורך קו הראייה מגלה נטייה לסימן אחיד של המהירויות.
• היטל גאומטרי (מראה משוטח): כאשר מציגים היסט לאדום כמרחק, הנטייה לסימן אחיד דוחסת את קווי שווי־המתאם בכיוון קו הראייה ויוצרת את מראה ה“השטחה” הקלאסי.
• כיצד לקרוא את המפה: בגאומטריית פילמנט–צומת בקנה מידה גדול, דחיסה שיטתית של קווי שווי־מתאם לאורך קו הראייה, המתיישרת עם מבנה זרימה תְּעָלָתִי, היא טביעת האצבע של השילוב מדרון ארוך + זרימה קוהרנטית.

3. מדוע שני האפקטים מופיעים לעיתים קרובות יחד
   באותה מפה של מתח מצויים גם ירידות תלולות בקרבת הצומת (הבאר) וגם מדרונות ארוכים המוליכים אליו (הפילמנטים). לכן, באותו שדה שמים, החלק הפנימי עשוי להראות “אצבעות”, בעוד שהחלק החיצוני מציג “השטחה”. אין סתירה ביניהם; אלו תגובות תלויות־רדיוס לאותה טופוגרפיה.
4. הסביבה ו“מארגנים נוספים”

• כבידה סטטיסטית של חלקיקים בלתי יציבים רבים: בסביבות של מיזוגים, יצירת כוכבים או סילונים פעילים נבנית הטיה פנימה—חלקה ומתמשכת. היא “מהדקת” את הבאר ומעמיקה את המדרון, מאריכה את ה“אצבעות” ומרחיבה את אזור ה“השטחה”.
• רעש רקע בלתי סדיר: רקע רחב־סרט וקטן־אמפליטודה, הנוצר מחפיפת חבילות גל של תהליכי־הִתְאַבְּדוּת, מרחיב מעט שדות מהירות וקווי ספקטרום, ברגישות גבוהה במיוחד במדרונות באר ובנקודות אוכף. התבנית הכוללת “אצבע/השטחה” נשמרת, אך השפות מקבלות מרקם גרעיני מציאותי יותר.

III. הקבלה מסבירה

נוף עם בור עמוק ומורד ארוך: לטופוגרפיה יש בור עמוק (צומת) ומורד ארוך המוביל לשפתו (פילמנט). ההמון זורם במורד באותו כיוון; מרחוק המראה נראה “משוטח”. בשפת הבור שכבות הקרקע מחליקות ונוצרים מפולות זעירות (אנוֹלוֹגְיָה לגזירה ולהתאחדות־מחדש זעירה). פערי המהירות בין החזית לעורף גדלים, ולאורך קו הראייה הטור נראה נמתח ל“אצבעות”.

IV. השוואה לתיאוריה המקובלת

• מכנה משותף: פיזור מהירויות בתוך צבירים יוצר “אצבעות”, וזרימה קוהרנטית בקנה מידה גדול יוצרת “השטחה”.
• השלמות: כאן ה“מארגן” מוגדר במפורש: בארות מתח ומדרונות ארוכים קובעים תחילה את הטופוגרפיה. גזירה יחד עם התאחדות־מחדש זעירה במדרון הבאר מסבירות זנבות כבדים והתארכות סלקטיבית לפי כיוון; מדרונות ארוכים מסבירים דחיסה בקנה מידה גדול. בנוסף, כבידה סטטיסטית של חלקיקים בלתי יציבים פועלת כגורם סביבתי שמכוון יחד עוצמה וקנה מידה, ורעש רקע בלתי סדיר מוסיף הרחבת־שפה ריאליסטית. כך ניתן להסביר, בלי כוונון חוזר לכל עצם, מדוע “כאן ארוך ושטוח יותר ושם פחות”.

V. מסקנה

עיוותים במרחב היסט ההאדמה אינם “מוזרויות מהירות מבודדות”, אלא תוצאה טבעית של השרשרת טופוגרפיה שקובעת מערכת המתח → ארגון מהירויות → היטל:

• בארות בצמתים + גזירה והתאחדות־מחדש זעירה במדרון → זנבות כבדים בהתפלגות המהירויות והתארכות לאורך קו הראייה (“אצבעות”);
• מדרונות ארוכים פילמנט–צומת + זרימה קוהרנטית → דחיסת קווי שווי־מתאם לאורך קו הראייה (“השטחה”);
• סביבות פעילות → כבידה סטטיסטית מחזקת את שניהם, ורעש רקע מוסיף פרטים גרעיניים בשפה.

כאשר מציבים זאת בשרשרת טופוגרפיה → ארגון → היטל, “אצבעות” ו“השטחה” אינן שתי תופעות נפרדות הדורשות הסבר נבדל, אלא שני חתכים רדיאליים של אותה מפת שדה מתח.

。