השערה חדשה: יתכן שכדור הארץ נמצא בתוך בועה קוסמית ענקית שמעוותת את היקום

על פי השערה חדשה של אסטרונומים, ייתכן שכדור הארץ — וכל גלקסיית שביל החלב — שוכנים בתוך אזור חלול ענק ודל-חומר בקוטר של כמיליארד שנות אור. אזור זה יוצר אשליה של התפשטות קוסמית מהירה יותר באזורים המקומיים שלנו, וייתכן שהוא מספק פתרון למתח האבל (Hubble tension) — הפער המתמשך במדידות קצב התפשטות היקום

על פי השערה חדשה של אסטרונומים, ייתכן שכדור הארץ — וכל גלקסיית שביל החלב — שוכנים בתוך אזור חלול ענק ודל-חומר בקוטר של כמיליארד שנות אור. אזור זה יוצר אשליה של התפשטות קוסמית מהירה יותר באזורים המקומיים שלנו, וייתכן שהוא מספק פתרון למתח האבל (Hubble tension) — הפער המתמשך במדידות קצב התפשטות היקום.

החוקרים מצאו, באמצעות ניתוח גלי קול קדמוניים "קפואים" שהתאבנו בתפוצה של גלקסיות (BAO תנודות אקוסטיות בבאריונים), כי מודל "הבועה המקומית" תואם את הנתונים התצפיתיים הרבה יותר טוב מאשר מודל של יקום אחיד לגמרי.

אזור קוסמי חלול עשוי לעוות את תפיסתנו את התפשטות היקום

לפי האסטרונומים, ייתכן שכדור הארץ ושביל החלב ממוקמים בתוך אזור עצום ודל-צפיפות ביקום — כלומר, בתוך "בועה קוסמית" — שגורמת לכך שהיקום מתפשט מהר יותר בסביבתנו בהשוואה לאזורים מרוחקים יותר.

השערה זו מספקת הסבר אפשרי ל"מתח האבל" — הפער בין הערכת קצב ההתפשטות על פי תצפיות מוקדמות של היקום לעומת מדידות מהיקום הקרוב. פתרון כזה עשוי גם לסייע בקביעת גילו האמיתי של היקום, שמוערך כיום בכ-13.8 מיליארד שנה.

בכנס האסטרונומיה הלאומי של החברה המלכותית לאסטרונומיה (NAM) , שנערך בדורהאם, הוצגו ממצאים חדשים התומכים ברעיון זה באמצעות גלי הקול הקדמוניים — "הצליל של המפץ הגדול".

הסבר להתפשטות מקומית מהירה יותר

ד"ר אינדרניל באניק מאוניברסיטת פורטסמות' הסביר:
"פתרון אפשרי לאי ההתאמה בין המודלים לתצפיות הוא שהגלקסיה שלנו נמצאת סמוך למרכז של חלל מקומי גדול".
"מצב כזה יגרום לחומר להישאב החוצה מהבועה לעבר אזורים צפופים יותר, ויגרום לבועה להתרוקן עם הזמן. ככל שהבועה מתרוקנת, מהירות ההתרחקות של עצמים מאיתנו תהיה גדולה יותר, וכך תיווצר אשליה של קצב התפשטות מקומי מהיר יותר".

לדבריו, "מתח ההאבל הוא תופעה מקומית בעיקרה, ואין עדויות רבות לכך שקצב ההתפשטות שונה מהמצופה כאשר בוחנים את העבר הרחוק יותר של היקום. לכן, פתרון מקומי כמו בועה מקומית הוא כיוון מבטיח לפתרון הבעיה".

התנאים הנדרשים לקיומה של בועה מקומית

כדי שהשערה זו תהיה תקפה, מערכת השמש צריכה להיות ממוקמת קרוב למרכז של חלל קוסמי עצום בקוטר של כמיליארד שנות אור, שבו צפיפות החומר נמוכה בכ-20% מהממוצע הקוסמי.

נתונים תצפיתיים, כמו ספירת גלקסיות, אכן מצביעים על צפיפות נמוכה יחסית של גלקסיות באזור המקומי שלנו, בהשוואה לאזורים אחרים ביקום — תוצאה התומכת באפשרות זו.

אף על פי כן, עצם הרעיון של חלל כה עצום ומובהק, שנוי במחלוקת, שכן הוא סותר את התחזיות של המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי, שלפיהן החומר ביקום אמור להיות מפוזר בצורה אחידה למדי בקני מידה כאלה.

עדויות מתנודות אקוסטיות בבאריונים  (BAO)

למרות הקשיים, הנתונים החדשים שהציג ד"ר באניק בכנס NAM 2025 מצביעים על כך שגלי הקול הקדמוניים — תנודות אקוסטיות בבאריונים — תומכים ברעיון של בועה מקומית.

"הגלים האלה נעו רק זמן קצר לאחר המפץ הגדול, לפני שקפאו במקומם ברגע שבו היקום התקרר דיו להיווצרות אטומים ניטרליים", הסביר.

"הם מתפקדים כ'סרגל קוסמי' סטנדרטי, שממד הזווית שלהם מאפשר לנו למפות את היסטוריית ההתפשטות של היקום".

לדבריו, "בועה מקומית מעוותת מעט את הקשר בין קנה המידה הזוויתי של BAO לבין ההיסט (redshift) , כי המהירויות שמשרה הבועה, יחד עם השפעתה הכבידתית, מגבירות מעט את ההיסט מעבר למה שנובע מהתפשטות היקום בלבד".

"על-ידי בחינה של כלל מדידות BAO ב-20 השנים האחרונות, מצאנו שמודל הכולל בועה מקומית סביר יותר פי מאה מיליון ממודל אחיד שמבוסס על פרמטרים המתאימים למדידות קרינת הרקע הקוסמית של לוויין פלאנק".

השלב הבא: שימוש בכרונומטרים קוסמיים

בשלב הבא, החוקרים ישוו את מודל הבועה המקומית לשיטות מדידה אחרות של קצב ההתפשטות, ובפרט לשיטה של "כרונומטרים קוסמיים".

שיטה זו כוללת תצפיות בגלקסיות ותיקות שכבר אינן יוצרות כוכבים. באמצעות ניתוח ספקטרום האור שלהן, ניתן לזהות את סוגי הכוכבים שבתוכן, וכך להסיק את גיל הגלקסיה. מאחר שכוכבים מסיביים חיים זמן קצר, הם חסרים בגלקסיות עתיקות.

השילוב בין גיל הגלקסיה לבין ההיסט (redshift) של האור ממנה, מאפשר לחשב בכמה התפשט היקום בזמן שבו האור היה בדרכו אלינו — ולמפות את היסטוריית ההתפשטות הקוסמית.

עוד בנושא באתר הידען:

• חידת האנרגיה האפלה
• בדקנו את תורת הכבידה של איינשטיין בקנה מידה של היקום – הנה מה שמצאנו
• אנטי בועות ?
• האבל מציץ לתוך בועה קוסמית
• מדעני נאס"א גילו שתי בועות ענק מסתוריות משני צידי שביל החלב