![פרויקט ה-VR של בוגרת בית הספר לקולנוע ולטלוויזיה ע"ש סטיב טיש זכה בקטגוריית Immersive](https://www.tau.ac.il/sites/default/files/styles/adaptive/public/noam%20karutchi1840.webp "הסרט "פיסות" של נעם קרוצ'י זכה בפרסי תחרות ה-BAFTA היוקרתית")
מדענים מאוניברסיטת תל אביב שותפים לתגלית המרעישה שבה נקלטו לראשונה בהיסטוריה הן גלי הכבידה והן קרינת האור של האירוע האסטרונומי
חדשות
NEWS
מה מעניין אותך?
מחקר
17.10.2017
לראות ולמשש את היקום: גלי כבידה נצפו מהתמזגות שני כוכבי נויטרונים שלוותה בפיצוץ
- מדעים מדויקים
- מדעים מדויקים
תארו לכם שהיינו יכולים לצפות באירועים אסטרונומיים שקרו לפני מאות מיליוני שנים, לא רק באמצעות גלי אור, אלא בדרכים נוספות שישלימו את התמונה הגדולה ויפתחו פתח להבנה רחבה יותר של סודות היקום. השבוע, לראשונה בהיסטוריה, נפתח פתח כזה, והוא מכה גלים בקהילה המדעית בכל העולם: התמזגות של שני כוכבי נויטרונים אי-שם ביקום שהתרחשה לפני כ-130 מיליון שנות אור, נקלטה לפני חודשיים (17.8.17) על ידי שני הגלאים של הפרויקט האמריקאי LIGO וגלאי אירופי בשם Virgo. הגלאים קלטו גלי כבידה, שקיומם נחזה על ידי אלברט איינשטיין לפני 100 שנה, מאירוע ההתמזגות של שני הכוכבים, ובמקביל נצפה הפיצוץ האדיר בעזרת מגוון גדול של טלסקופים על כדור הארץ ובחלל.
התגלית איששה תגלית מרעישה קודמת, מספטמבר 2016, שבה נקלטו לראשונה בהיסטוריה גלי כבידה מהתמזגות של שני חורים שחורים, אך שם ללא פיצוץ נראה. תגלית זו, שבה משולבות לראשונה מדידות של אור ושל גלי כבידה, מבשרת עידן חדש בחקר היקום.
הקהילה האסטרונומית מתכוננת ליום הזה כבר כמה שנים, ומיד עם היוודע דבר גילויים של גלי כבידה מאירוע של התמזגות כוכבי נויטרונים, הופנו מרבית הטלסקופים, על פני כדור הארץ ובחלל, אל האזור הכללי ממנו הגיעו הגלים, במטרה למצוא את הפיצוץ הנלווה על ידי מדידות של הקרינה האלקטרומגנטית – מקרינת גאמה, דרך אור נראה ועד גלי רדיו (זאת בניגוד לגילוי הראשון של גלי כבידה, לפני כשנה, שמקורו בהתמזגות שני חורים שחורים, אשר ככל הנראה אינם פולטים כלל קרינה אלקטרומגנטית). מדענים מאוניברסיטת תל אביב מובילים חלק נכבד מהמאמץ, הן התצפיתי, והן התיאורטי על ידי ניתוח התצפיות ופענוחן.
חלון חדש אל הלא נודע
"פתיחת "חלון גלי הכבידה" של היקום מאפשר פוטנציאל אדיר לראיית דברים שהיו לגמרי בלתי נראים או לא ידועים לנו לפני כן, כמו התמזגות של חורים שחורים וכוכבי נויטרונים," אומר פרופ' דן מעוז מהחוג לאסטרופיזיקה בבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה של אוניברסיטת תל אביב. "התגלית הזו פותחת תחום חדש של אסטרונומיה מרובת שליחים, בה נוכל לגלות ולחקור תופעות על ידי איתור אותות מקבילים: גלים אלקטרומגנטיים (כלומר - אור באורכי גל שונים), גלי כבידה, ובקרוב, אני מקווה - גם נויטרינים."
באופן חסר תקדים התפרסמו אתמול עשרות מחקרים, רבים מהם בכתבי העת Nature ו-Science, המנתחים את האירוע האסטרונומי, חלקם בהובלה של מדענים מאוניברסיטת תל אביב. בין הנושאים שנחקרו: איתור הגלקסיה בה התרחש המיזוג, במרחק 120 מיליון שנות אור מאיתנו, הבנת תהליכי הפיצוץ, וזיהוי אירועים כאלה כמקור למגוון מתכות כבדות המצויות על פני כדור הארץ, בהן זהב ואורניום.
לדברי פרופ' דובי פוזננסקי מהחוג לאסטרופיזיקה, "קשה להפריז בחשיבות גילויים של גלי הכבידה ושל קרינה בו זמנית. זו תגלית שפותחת עידן חדש בחקר היקום. עד לאחרונה היה באפשרותנו להתבונן ביקום כמעט אך ורק באמצעות גלי האור המגיעים אלינו - חוש הראיה. היכולת לקלוט גם גלי כבידה היא אנאלוגית לחוש המישוש. היום יש לנו את היכולת לחקור את היקום באמצעות שילובם של שני החושים. לראות ולמשש בו זמנית.״
עידן חדש בחקר היקום
"קיומם של גלי כבידה נחזה על ידי אלברט איינשטיין לפני כמאה שנה, במסגרת תורת היחסות הכללית," מסביר פרופ' אהוד נקר מהחוג לאסטרופיזיקה. "מדובר בגלים הנוצרים ומתפשטים ביקום בעקבות אירוע אלים במיוחד: התמזגות של שני גופים בעלי מאסה וצפיפות עצומות, בעיקר חורים שחורים וכוכבי נויטרונים, שנעים זה סביב זה במהירות המתקרבת למהירות האור. מאז שנות ה-70 עמלים מדענים על תכנון ובניית גלאים שיהיו רגישים דיים כדי לקלוט את הגלים, שעוצמתם חלשה ביותר. בשנה האחרונה סוף סוף עלה הדבר בידי צוות בארה"ב, שזכו השנה בפרס נובל על תגליתם."
ד"ר יאיר הרכבי, שנמצא כיום בהשתלמות באוניברסיטת סנטה ברברה בקליפורניה, ועתיד להצטרף בקרוב לחוג לאסטרונומיה של אוניברסיטת תל אביב, הוביל את אחת הקבוצות שאיתרה את מיקומו המדויק של האירוע: גלקסיה בשם NGC4993, שנמצאת 'בשכונה שלנו' ביקום – 'רק' כ-120 מיליון שנות אור מכדור הארץ. למחקר זה, שמתפרסם היום בכתב העת Nature שותפים גם פרופ' דובי פוזננסקי, פרופ' דן מעוז מאוניברסיטת תל אביב ותלמידיהם. "כשהפנינו את הטלסקופ אל אזור האירוע, גילינו עצם שדעך בבהירותו פי 100 בכמה ימים, ומהר מאד הפך מכחול לאדום," אומר ד"ר הרכבי. "התנהגות זו אינה דומה לשום דבר שאנחנו מכירים. בזכות רשת הטלסקופים שלנו ב-Las Cumbres Observatory שפרוסה מסביב לעולם, יכולנו לעקוב אחר ההשתנות המהירה של העצם כל כמה שעות, ולחזות בדעיכתו המהירה בזמן אמת. הנתונים שאספנו ילמדו אותנו על התהליכים שמתרחשים בהתמזגות כוכבי נויטרונים ועל חשיבותם ביצירת החומרים שמרכיבים את היקום שלנו.״
"התגלית הזו מרגשת ביותר כי היא הראשונה בהיסטוריה, אבל ההבנה האמיתית תגיע עם התגליות העתידיות של אירועים אסטרונומיים דומים או שונים לזה, שיתנו לנו את התמונה המלאה על התמזגות כוכבי נויטרונים ותפקידם בייצור החומרים הכימיים ביקום. אין לנו ספק שזו רק ההתחלה," מסכם פרופ' דן מעוז. "היכולת לגלות אור וגלי כבידה ביחד מבשרת על עידן חדש באסטרונומיה, ואנחנו מצפים להרבה תגליות מפתיעות בשנים הקרובות."
מחקר
14.09.2017
הבזקי זיכרון: מנגנון מוחי ללמידה מהירה
חוקרים באוניברסיטת תל אביב זיהו מנגנון למידה מוחי שעשוי בעתיד לחסוך לנו תהליכים מייגעים של שינון ותרגול החומר הנלמד
- מדעי החברה
- מוח
- חברה
- רפואה ומדעי החיים
כולנו מכירים את החוויה המלחיצה של לימודים למבחן. מירוקרים בצהוב, סיכומים, רשימות, פתקיות וקריאות חוזרות של אותו החומר, בתקווה שייטמע בצורה החזקה והיציבה ביותר בזיכרון. כל חיינו למדנו ששינון, חזרתיות ותירגול הם הדרך הטובה ביותר להטמיע מידע בזיכרון. אך האם זו הדרך היחידה והיעילה ביותר? חשבו שוב.
חוקרים באוניברסיטת תל אביב זיהו מנגנון במוח האדם, שמאפשר למידה יעילה באמצעות מספר חשיפות של שניות אחדות, במקום שינון וחזרות במשך שעות. "הממצאים שלנו מאתגרים את כל הגישות והתיאוריות המקובלות של למידה וזיכרון," אומר מוביל המחקר, ד"ר ניצן צנזור מבית הספר למדעי הפסיכולוגיה ומבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. "כולנו הורגלנו משחר ילדותנו שכדי ללמוד חומר מסוים, או מטלה כלשהי – לדוגמה אלגברה או נגינה בפסנתר - עלינו לשנן, להתאמן ולתרגל שוב ושוב, בבחינת Practice makes perfect. המחקר שלנו חשף מנגנון למידה אחר, מהיר הרבה יותר, ויעיל לא פחות." המחקר פורץ הדרך התפרסם לאחרונה בכתב העת Nature Neuroscience.
10 שניות מול המסך
המחקר התמקד במטלה ויזואלית נפוצה במעבדות בעולם: כ-70 משתתפים, כולם בוגרים בריאים מעל גיל 18, נחשפו למגוון גירויים ויזואליים, שהבזיקו על מסך המחשב למשך כמה אלפיות השנייה, ולאחר מכן התבקשו לענות על שאלות בנוגע למה שראו: האם הקווים ישרים או נטויים? איזו אות ראיתם? וכדומה. במהלך המשימה, שארכה כשעה, קודד במוחם הזיכרון של אותה מטלה. החוקרים ביקשו לבדוק מהי הדרך היעילה ביותר לשפר את ביצועי המשתתפים, או במילים אחרות, לחזק את יכולת התפיסה הוויזואלית שלהם.
"ברוב המחקרים הנעזרים במטלה זו מקובל לזמן את המשתתפים למעבדה יום אחר יום, כדי לאפשר להם לתרגל שוב ושוב, מאות ואלפי פעמים, וכעבור זמן מה לבחון את ביצועיהם," מסביר ד"ר צנזור. "אנחנו פעלנו אחרת. לאחר המפגש הראשוני, שבו קודד הזיכרון במוחם, הזמנו את הנבדקים שלוש פעמים, בהפרש של ימים אחדים; בכל ביקור במעבדה חשפנו אותם ל-5 הבזקים של המטלה, באורך של כמה אלפיות השנייה כל אחד – כך שבסך הכל הם ישבו מול המסך כ-10 שניות בלבד כל פעם." השערת החוקרים, שהתבססה על מחקרים קודמים בבעלי חיים, הייתה שההבזקים הקצרים מפעילים מחדש את מנגנון הזיכרון במוח, וכך מייצרים למידה גם ללא תרגול ארוך ומייגע. בנוסף, מכיוון שהחשיפות בוצעו בהפרש של ימים אחדים זו מזו, הייתה למוח שהות להטמיע את הלמידה – בין היתר במהלך שנת הלילה.
כדי לבחון את השערתם, ערכו החוקרים מבדק מסכם, שבדק אם ובאיזו מידה השתפרו הנבדקים בביצוע המטלה. הממצאים מפתיעים: עקומת הלמידה והביצועים של הנבדקים שנחשפו רק להבזקים קצרים מדי כמה ימים לא נפלו במאומה מאלה של נבדקים שתרגלו את המטלה שעות ארוכות, יום אחר יום. בשני המקרים השתפרו הביצועים בכ-30%-20%.
אסטרטגיות למידה חסכוניות
"לממצאים שלנו עשויה להיות משמעות מרחיקת לכת בכל התחום של אסטרטגיות למידה," מסכם ד"ר צנזור. "אם די בהצתות קצרות של הזיכרון כדי להפעיל ולשפר את כל רשת הזיכרון שקודדה במוח, ייתכן שאפשר יהיה בעתיד לפתח אסטרטגיות למידה הרבה יותר חסכוניות ויעילות מאלה המקובלות היום, לצרכים רבים ושונים: מצד אחד עבור אנשים בריאים, כמו תלמידים במערכת החינוך, ומצד שני לשיקום והשבת תפקודים לאנשים עם פגיעות מוחיות. היום, בהמשך למחקר שעסק במטלה ויזואלית, אנחנו עורכים מחקר דומה הנוגע לזיכרון המוטורי, במטרה לחשוף את המנגנונים המוחיים האחראים לסוג למידה זה."
