עידן היינון מחדש (reionization) התקיים בין 150 מיליון למיליארד שנה לאחר תחילת המפץ הגדול. הקוואזרים הראשונים מופיעים כתוצאה מקריסה גרביטציונית, והקרינה החזקה שהם פולטים מייננת מחדש את היקום שמסביב. זהו מעבר הפאזה השני של גז המימן ביקום, הראשון היה בתקופת הרקומבינציה כשאלקטרונים וגרעיני מימן מיוננים (פרוטונים) התחברו ליצירת אטום מימן נייטרלי. עתה רוב היקום חוזר ממצב נייטרלי למצב של פלזמה מיוננת, אם כי דלילה בהרבה. פיזור קומפטון שכבל את תנועת הפוטונים בפלזמה של עידן הפוטונים, קורה הרבה פחות, והיקום לא נעשה אטום אלא נשאר שקוף.
סופו של היקום.
גורל היקום תלוי בכמות החומר כולל החומר האפל שבו, ומצד שני כמות האנרגיה כולל האנרגיה האפלה. אם החומר יגבר היקום יבוא אל קיצו במעיכה גדולה, אם האנרגיה תגבר הסוף יהיה בקריעה אדירה. תרחיש ביניים יסתיים בקפיאה הגדולה.
הגאומטריה של היקום.
אחת מהשאלות המרכזיות באסטרופיזיקה היא האם היקום הוא "סגור", "שטוח" או "פתוח". יקום סגור הוא יקום שמתפשט במהירות יורדת עד שההתפשטות נעצרת והיקום מתכווץ בהדרגה חזרה לנקודה סינגולרית; יקום שטוח הוא יקום שממשיך לגדול אסימפטוטית לעבר גודל מסוים שיגיע אליו כעבור אינסוף זמן; יקום פתוח הוא יקום שגדל בהתמדה עד אינסוף. הפרמטר שקובע את גאומטריית היקום הוא Ω (אומגה), שהוא היחס בין הצפיפות בפועל לבין הצפיפות הקריטית.
הצפיפות בפועל מחושבת בעזרת תצפיות אמפיריות, ואת הצפיפות הקריטית אפשר לחשב בעזרת משוואת פרידמן. משוואת פרידמן היא מקרה פרטי של משוואות השדה של תורת היחסות הכללית, תחת ההנחה שהיקום הוא הומוגני ואיזוטרופי:
formula_2
a הוא מרחק והוא תלוי בזמן, ρ (האות הלטינית רו) הוא הצפיפות וגם הוא תלוי בזמן, ו-K הוא קבוע. צד שמאל של המשוואה הוא בעצם קבוע האבל בריבוע. מכאן אפשר לחלץ את הצפיפות הקריטית, שהיא הצפיפות ρ כש-K שווה לאפס:
formula_3 ואומגה הוא היחס בין הצפיפות בפועל לצפיפות הקריטית:
formula_4
האנרגיה האפלה.
עד תחילת המאה ה-20 הדעה המדעית הייתה שהיקום הוא סטאטי ולא משתנה, תמיד היה ותמיד יהיה. משוואות תורת היחסות של איינשטיין מתארות יקום חסר מנוחה שיכול להתכווץ או להתפשט, וכדי לתאר את היקום סטאטי כפי שהיה ידוע אז, איינשטיין הוסיף לנוסחאות פרמטר תיקון. מאחר שכוח הגרביטציה נוטה למשוך דברים זה אל זה, הוא הניח קיומה של אנרגיה נגדית כלשהי שמאזנת בדיוק את כוח הכובד וגורמת ליקום להישאר כפי שהוא. לצפיפות האנרגיה המסתורית הוא קרא "הקבוע הקוסמולוגי", המסומן באות למדא, Λ. התיקון היה מיותר, כי כעבור כעשר שנים בלבד התגלה שהיקום מתפשט, מה שזכה לכינוי חוק האבל. משוואות תורת היחסות ללא התיקון מבטאות זאת. הקבוע הקוסמי נזנח, אבל בסוף המאה ה-20 הוא זכה לעדנה מחודשת, כשהתגלה שלא זו בלבד שהיקום מתפשט אלא שקצב ההתפשטות הולך ומאיץ.
הסיבה להאצת ההתפשטות אינה ידועה, נראה שהמרחב אינו ריק אחרי הכל והוא מכיל בתוכו אנרגיה אנטי גרביטציונית מסתורית, שהיא חלק אינהרנטי מתכונות המרחב. לפי תצפיות נראה שמהירות ההתפשטות ירדה תחילה, ורק לפני כ-6 מיליארד התחילה להאיץ.
חישובים מראים שכ-68% מכמות החומר והאנרגיה ביקום הוא אנרגיה אפלה, 27% אחוז הוא החומר האפל, ומה שנשאר הוא 5% מהיקום שעשוי מחומר באריוני, כלומר חומר ממשי כמו כוכבים, גלקסיות, גז וכולי. האנרגיה האפלה הומוגנית בכל היקום. היא מושפעת רק מכוח הכבידה. הצפיפות שלה נמוכה עד מאוד, כ-10-27 ק"ג למטר מעוקב (כלומר, אטומים בודדים), לכן הסיכוי לגלות אותה בצורה אמפירית הוא קלוש. אבל אף שצפיפות האנרגיה האפלה היא כמעט אפסית, השפעתה אדירה משום שהיא מפוזרת באופן אחיד בכל המרחב, ומרכיבה את רוב החומר/אנרגיה ביקום. מוזר אף יותר שצפיפות האנרגיה האפלה אינה יורדת כשהיקום מתרחב. פירוש הדבר הוא שככל שהיקום מתרחב כך נוספת לו עוד מאותה אנרגיה אפלה מסתורית.
תרחישים אפשריים.
הקריעה הגדולה.
The Big Rip – אם האצת ההתפשטות תמשיך, צפיפות החומר תלך ותרד וצפיפות האנרגיה האפלה תעלה, הלחץ האנטי גרביטציוני יתגבר, גלקסיות יתחילו להתפזר ואחריהן הכוכבים יתפוררו לאבק. היקום הנראה ילך ויתכווץ ככל שמהירות ההתפשטות תעלה, כי פוטון שרגע לפני כן היה קרוב, יהיה ברגע הבא במרחק עצום מעבר לאופק האירועים. האנרגיה האפלה תגבר על האלקטרומגנטיות ואטומים יתייננו, אחריהם ייכנע הכוח החזק וגרעיני אטומים יפורקו למרכיביהם. היקום יהפוך לסינגולריות גרביטציונית הפוכה, סינגולריות שהאנטי-כבידה בה אינסופית.
המעיכה גדולה.
תרחיש המעיכה הגדולה הפוך לתרחיש התלישה הגדולה, התפשטות היקום תאט עד שתעצר ותתחיל לחזור אחורה, היקום יתכווץ יותר ויותר, הטמפרטורה תעלה והוא יעבור בהילוך חוזר את כל התהליכים שעברו עליו, עד שישוב למצב של פלזמה לוהטת ודחוסה ולבסוף יתכנס לנקודה הסינגולרית. מכאן הוא עשוי להמשיך להתנודד לנצח בין מפץ גדול ומעיכה. תרחיש זה אינו סביר לאור קיומה של אנרגיה אפלה.
הקיפאון הגדול.
תרחיש אמצע שבו היקום ממשיך להתפשט עד אינסוף בלי להאיץ או להאט. הכוכבים והגלקסיות יתרחקו זה מזה, הטמפרטורה ביקום תלך ותרד, כוכבים ימצו את דלק המימן שלהם וייכבו. כל כוכב יתרחק מכל האחרים ויהיה מבודד ומוקף שמיים שחורים כששאר היקום מעבר לאופק האירועים שלו. לפי מספר תאוריות תתחיל דעיכת פרוטונים – היקום יהפוך את הגז הבין כוכבי שנותר לפוטונים ולפטונים (כגון אלקטרונים ופוזיטרונים). חלק מהאלקטרונים והפוזיטרונים יתאיינו ויפלטו פוטונים. במקרה זה היקום יהפוך לאמבטיה של חלקיקים וקרינה חלשה עם מקסימום אנטרופיה בשיווי משקל תרמודינמי, ששום תהליך שמעלה את האנטרופיה לא יכול להתרחש בה יותר. לכן תרחיש זה נקרא גם "מות החום".
מרטין שו
מרטין שו (באנגלית: Martin Shaw; נולד ב-21 בינואר 1945) הוא שחקן אנגלי. הוא ידוע מהופעותיו בסדרות הטלוויזיה "המקצוענים", "The Chief", "השופט ג'ון דיד", ו"המפקח ג'ורג' ג'נטלי". שו שיחק בתיאטרון ובקולנוע, והיה קריין של ספרי שמע רבים. כמו כן הגיש סדרות תיעודיות בטלוויזיה בהן הסדרה "Martin Shaw: Aviators" מ-2006.
ביוגרפיה.
שו נולד בברמינגהאם. הוא גדל ברובע ארדינגטון ובסוטון קולדפילד. לפי דבריו הופעתו הראשונה על הבמה הייתה כשהיה בן שלוש והשתתף בתיאטרון חובבים שבו הופיעו הוריו.
שו למד בבית הספר "Great Barr School" והצטיין בספרות אנגלית ובשיעורי דרמה. בגיל 16 הוצעה לו מלגה ללימודים בבית ספר למשחק בברמינגהאם. הוא דחה את המלגה ועזב את בית הספר כדי להתחיל לעבוד. אחת מעבודותיו הייתה במשרד של בית יציקה של פליז.
בצעירותו היה מעורב בקטטה בין שיכורים. הוא נפגע בשיניו, פציעות בפניו ושבר בגולגולת, ונדרש לעשות ניתוח בפניו בגלל שבר בלסת הימנית.
כשהיה בן 18 עבר שו לחיות בלונדון ולמד באקדמיה למוזיקה ולאמנויות הדרמה של לונדון. הוא התמחה בתיאטרון רפרטוארי כעוזר מנהל במה בתיאטרון קווינס בהורנצ'רץ ובתיאטרון בריסטול אולד ויק.
תיאטרון.
ב-1968 שיחק שו בהפקה מחודשת של המחזה "הבט אחוה בזעם" בתיאטרון רויאל קורט. ב-1973 השתתף במחזה "Saturday, Sunday, Monday" של התיאטרון המלכותי הלאומי לצדו של לורנס אוליבייה. ב-1974 הופיע במחזה "חשמלית ושמה תשוקה" שהוצג בתיאטרון פיקדילי. הוא אמר שהתפקיד סטנלי קוואלסקי בהצגה זו היה פריצת הדרך בקריירה שלו.
בשנות השמונים של המאה העשרים גילם שו את דמותו של אלביס פרסלי במחזה מאת אלן בליזדייל. המחזה מתאר את שעותיו האחרונות של אלביס. אחרי תקופה ארוכה שהמחזה הוצג בלונדון, עברה הפקה לסידני, מלבורן ואדלייד שבאוסטרליה.
שו שיחק בתפקיד לורד גורינג במחזה "בעל אידיאלי" מאת אוסקר ויילד בברודוויי והיה מועמד לפרס טוני על תפקידו וזכה בפרס "דרמה דסק".
אחרי סיום הסדרה "השופט ג'ון דיד" גילם שו את דמותו של תומאס מור במחזה "אדם לכל עת" מאת רוברט בולט. בתו של שו, סופי, שיחקה לצדו בתפקיד מרגרט, הבת של מור. ההפקה הוצגה בסיבוב הופעות בערים בבריטניה ואחר כך בתיאטרון היימרקט שבלונדון.
ב-2013 שיחק בהפקה חדשה של המחזה הקלאסי "שנים עשר המושבעים" בתיאטרון גאריק בלונדון, בתפקיד אחד המושבעים.
טלוויזיה.
שו החל להופיע בטלוויזיה ב-1967. אחרי שהשתתף בכמה מחזות של רשת גרנדה טלוויזיה, שיחק בתפקיד סטודנט היפי בשם רוברט קרופט באופרת הסבון "קורוניישן סטריט". אחד מתפקידיו הראשונים היו בסדרה הקומית "Doctor in the House" בה גילם סטודנט לרפואה בשם יו אוונס. הוא גילם את אותה דמות גם בפרק אחד בסדרת ההמשך "Doctor at Large".
שו הופיע בפרק בסדרה "The New Avengers" יחד עם לואיס קולינס. שניהם שיחקו בתפקידי טרוריסטים. שו וקולינס כיכבו יחד בסדרה "המקצוענים" (1977–1981), שו בתפקיד ריי דויל וקולינס גילם את ויליאם בודי. בשנות התשעים של המאה העשרים שיחק שו שוב בתפקיד איש חוק בהפקה "The Chief" של ITV.
ב-1983 גילם שו את דמותו של רוברט פלקון סקוט במיני-סדרה "The Last Place on Earth". אתר הצילומים היה במפרץ פורבישר קרוב לעיר איקאלואיט באי באפין בקנדה. עוד באותה שנה שיחק בדמות סר הנרי בסקרוויל בעיבוד הטלוויזיוני לסיפור "כלבם של בני בסקרוויל" מאת ארתור קונאן דויל, בכיכובם של איאן ריצ'רדסון בתפקיד שרלוק הולמס ודונלד צ'רצ'יל בתפקיד ד"ר ווטסון.
ב-1996 הופיע שו בתפקיד ססיל רודס בסדרה בת שמונה חלקים בשם "רודז" שצולמה בדרום אפריקה. בנו של שו, ג'ו, שיחק בדמות רודז בצעירותו.
החל מ-2007 הופיע שו בסדרת דרמה "המפקח ג'ורג' ג'נטלי" של ה-BBC יחד עם לי אינגלבי שכיכב לצידו.
ב-2001 לוהק שו לתפקיד הראשי בדרמה של ה-BBC "השופט ג'ון דיד".