שיטה חדשה עשויה לפתור את חידת הגורם המאיץ את התפשטות היקום, או שלא
עמית אורן
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/univers0605.html
קוסמולוגים מאוניברסיטת פרינסטון [Princeton] הכריזו על שיטה חדשה להבין מדוע היקום מאיץ בהתפשטותו. הטכניקה המוצעת תוכל לקבוע האם מקור התאוצה הקוסמית הינו בצורת אנרגיה אפלה ביקום אשר אינה ידועה עדיין או הינו חותם של קריסתה של תורת היחסות הכללית של אינשטיין בקנה-המידה העצום של היקום. התוצאה מוצגת היום ע”י החוקר הראשי, דר' מוסטפה אישק-בושקי [Ishak-Boushaki], שותף למחקר באוניברסיטת פרינסטון בניו-ג'רזי, בפני מפגש האגודה הקנדית לאסטרונומיה [Canadian Astronomical Society] במונטריאול, קוויבק.
“ההתפשטות המתגברת של היקום מסתמתכת על אחת מהבעיות המאתגרות והמסקרנות ביותר באסטרופיזיקה. יתר על כן, היא מקושרת לבעיות בנושאים רבים ואחרים בפיסיקה. עבודת המחקר שלנו ממוקדת על אילוץ סיבות שונות ואפשריות להאצה זו.” אומר דר' אישק-בושקי.
במשך שמונה השנים האחרונות, מספר תצפיות אסטרונומיות עצמאיות הדגימו כי התפשטות היקום נכנסה לשלב של האצה. גילוי ההאצה הגיעה כהפתעה לאסטרופיזיקאים, שציפו למדוד האטה בהתפשטות, הנגרמת ע”י משיכה כבידתית בין חומר ביקום.”
על-מנת להסביר את ההאצה הקוסמית, קוסמולוגים תאורטיים הציגו את רעיון מרכיב האנרגיה החדשה שיבסס שני-שליש ממכלול צפיפות האנרגיה ביקום והינו דוחה מבחינה כבידתית, ולא מושך. מרכיב זה נקרא “אנרגיה אפלה.”
האם האנרגיה האפלה אמיתית? “איננו יודעים,” מעיר פרופסור דוד ספרגל [Spergel] מפרינסטון. “היא יכולה להיות צורת אנרגיה חדשה לגמרי או חותמת תצפיתית של כשלונה של תורת היחסות הכללית של אינשטיין. בכל מקרה, קיומה יהווה השפעה עזה על הבנתנו של החלל והזמן. מטרתנו היא להיות מסוגלים להבדיל בין שני הדברים.”
הטיעון הפשוט ביותר לאנרגיה אפלה הוא הקבוע הקוסמולוגי שהציג אינשטיין לפני שמונים שנה על-מנת להשלים את תורת היחסות הכללית שלו בדעתו הקדומה כי היקום סטטי. הוא נאלץ לחזור בו מתאוריית הקבוע הקוסמולוגי מספר שנים מאוחר יותר, כאשר התפשטות היקום התגלתה. גילוי ההאצה הקוסמית החייתה את הדיון בנוגע לקבוע הקוסמולוגי במסגרת חדשה.
אפשרות בסיסית שונה אחרת היא כי ההאצה הקוסמית הינה חותמת של תאוריה כבידתית חדשה אשר נכנסת בקני-מידה גדולים מאוד של היקום, יותר מאשר תוצרה של אנרגיה אפלה. חלק מהמודלים הכבידתיים המותאמים שהוצעו לאחרונה מושפעים מתורת העל-מיתרים (Superstring theory) ופיזיקה רב-מימדית.
האם נוכל להבדיל בין שתי אפשרויות אלה? ההליך המוצע מראה כי התשובה היא – כן. המידע הכללי הוא כדלהלן: אם ההאצה נובעת מאנרגיה אפלה, אז הסטוריית ההתפשטות של היקום צריכה להיות עקבית בקצב שבו צבירי גלקסיות גדלים. סטיות מעקביות זו יהוו חותמת להתמוטטות של היחסות הכללית בקני מידה גדולים מאוד של היקום. ההליך המוצע מיישם את רעיון זה ע”י השוואת נתוני אנרגיה אפלה מלוויני מחקר קוסמולוגים שונים ומאפשרת לזהות בבירור כל חוסר-עקביות.
למשל, יקום המתואר בתאורייה כבידתית חמש-מימדית מותאמת נלקח בחשבון במחקר זה וניתן היה לראות שההליך יכול לזהות את החותמת של תאוריה זו. באופן חשוב, ניתן היה לראות שניסויים אסטרונומיים עתידיים יוכלו להבדיל בין תאוריות כבידתיות מותאמות ומודלי אנרגיה אפלה.
עבודת המחקר על התוצאות שהוצגו הובלה ע”י דר. מוסטפה אישק בושקי בשיתוף פעולה עם פרופסור דוד ספרגל, שניהם ממחלקת המדעים האסטרופיסיים באוניברסיטת פרינסטון, ואמול אופדהיי [Upadhye], סטודנט שנה אחרונה במחלקת הפיזיקה באוניברסיטת פרינסטון.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~176371836~~~60&SiteName=hayadan
