סיפורה של טעות

המדען אלברט איינשטיין כינה כ”טעות חייו” את הקבוע הקוסמולוגי, שדוחף את היקום להתפשטות וכך מייצב אותו כנגד משיכת הכבידה שלו עצמו. לפי מדידות חדשות מתברר כי הוא נחפז להסיק מסקנות

מיכל סחף, גלילאו

כאשר ניסח איינשטיין את תורת הכבידה שלו (במסגרת היחסות הכללית), הסתבר לו כי היקום יכול להיות יציב רק אם הוא שרוי בהתכווצות או בהתפשטות מתמדת; מצב סטטי, לפי תורת היחסות, לא יכול להתקיים לאורך זמן. אז עוד לא היה ידוע כי היקום מתפשט, ועל מנת שהתיאוריה שלו תעלה בקנה אחד עם האמונה כי היקום סטטי, הוסיף איינשטיין קבוע מייצב, “הקבוע הקוסמולוגי”, אשר דוחף את היקום להתפשטות וכך מייצב אותו כנגד משיכת הכבידה שלו-עצמו.

הטעות של איינשטיין

זמן מה לאחר מכן, עם תגליתו של האבּל בדבר מהירויותיהן של הגלקסיות, התפתחה תיאורית המפץ הגדול אשר גרסה כי מעין התפוצצות ראשונית גרמה ליקום להתפשט, וכי הוא ממשיך להתפשט עד עצם היום הזה. כאשר התברר כי היקום אינו סטטי, הגדיר איינשטיין את הקבוע הקוסמולוגי כ”טעות חייו”; התיאוריה שלו חזתה דבר-מה לגבי היקום, ובמקום לקבל את הניבוי, הוא הכניס אילוץ שמקורו לא ברור על מנת להתאימה לתצפיות לא מדויקות.

שנים לאחר מכן (1998), תצפיות מדויקות עוד יותר הראו כי אכן, קיים כוח דוחף כלשהו, בדומה לקבוע הקוסמולוגי ה”מיותר” של איינשטיין. כיום ברור כי היקום מתפשט בקצב גובר, למרות הכבידה המושכת אותו להתכווצות. הגורם המאיץ הזה מכונה בשמות שונים, והנפוץ ביניהם הוא “אנרגיה אפלה”.

מהיכן הוא הגיע?

לא ברור מהו ומה מקורו. תיאוריות שונות כוללות אותו בתוכן באופנים שונים, ורבות מהן חוזות כי הוא משתנה – קטן או גדל – כחלוף הזמן. כעת, מדידות מדויקות מאי-פעם של צפיפות האנרגיה האפלה מראות, כי באופן אירוני זהו גודל קבוע בזמן – בדומה לצורה שבה איינשטיין הכניס אותו לראשונה למשוואות.

קוסמולוגים מארה”ב (Max Tegmark, Yun Wang) ביצעו מדידות שהתבססו על סופרנובות מרוחקות, אשר התגלו באמצעות טלסקופ החלל האבּל. סופרנובות מסוג Ia משמשות כ”נר תקני” בקוסמולוגיה. ניתן לזהות אותן לפי פליטת האור האופיינית שלהן, ובהירותן ידועה. לפי בהירותן הנראית, אפשר לאמוד את מרחקן מאתנו. אובייקטים רחוקים נעים מהר יותר מאיתנו בשל התפשטות היקום, ונהוג לאפיין את מהירותם ב”הסחה לאדום” שלהם, z, הנגרמת על ידי אפקט דופלר.

המדידה הכי מדויקת

מדידת היחס המדויק בין המרחק של הסופרנובות מאתנו לבין ההסחה לאדום שלהן היא הבסיס למידע על אודות האנרגיה האפלה, המשנה את קצב התפשטות היקום. החוקרים הישוו את צפיפות האנרגיה האפלה לערכה הנוכחי, והשתדלו לעשות זאת במינימום של הנחות ובאופן לא תלוי במודלים. זוהי המדידה המדויקת ביותר בנושא זה שנערכה עד כה, ולפיה צפיפות האנרגיה האפלה קבועה בזמן.

ידען אסטרופיסיקה 1 – היקום
ידען איינשטיין

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~917307527~~~60&SiteName=hayadan