מחקר חדש מצא כי הטענה שלפיה גיל הכוכבים המתפוצצים עיוות את מדידות הסופרנובות נשענה על הנחות בעייתיות. לדברי החוקרים, התיקונים המקובלים כבר מטפלים ברוב ההשפעה, והראיות לכך שהתפשטות היקום מואצת נותרו יציבות
האם אחת התגליות המרכזיות בקוסמולוגיה המודרנית נבעה מטעות באופן שבו אסטרונומים מודדים סופרנובות? מחקר חדש משיב בשלילה. צוות בינלאומי של חוקרים מצא כי טענה שהועלתה ב־2025, ולפיה גיל הכוכבים שיצרו סופרנובות מסוג Ia גרם לאסטרונומים להסיק בטעות שהיקום מתפשט בקצב מואץ, אינה נתמכת כאשר מביאים בחשבון את התיקונים הנהוגים בניתוחים קוסמולוגיים מודרניים.
המחקר, שפורסם בכתב העת Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, הובל בידי ד"ר פיל וייזמן מאוניברסיטת סאות'המפטון. בין מחבריו נמצאים גם אדם ריס ובריאן שמידט, שהיו שותפים לגילוי ההתפשטות המואצת של היקום וזכו על כך בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2011 יחד עם סול פרלמוטר.
חשוב לדייק: המחקר אינו מוכיח ישירות מהי האנרגיה האפלה, ואף אינו פותר את התעלומה מדוע התפשטות היקום מואצת. הוא בוחן טענה מסוימת שלפיה המדידות המבוססות על סופרנובות נפגעו מהטיה שלא הובאה בחשבון – ומסיק שהטיה זו קטנה בהרבה מן הנטען.
הסופרנובות שמשמשות למדידת היקום
סופרנובות מסוג Ia הן התפוצצויות תרמו־גרעיניות במערכות המכילות לפחות ננס לבן אחד. לאחר תיקונים המבוססים בין השאר על צורת עקומת האור ועל צבעה, אפשר להשתמש בהן כ"נרות ניתנים לתקנון": אירועים שעוצמת ההארה שלהם מוכרת בקירוב, ולכן בהירותם הנצפית מאפשרת לאמוד את מרחקם. השוואת המרחקים להסחה לאדום הובילה בסוף שנות התשעים למסקנה שהתפשטות היקום מואצת. (NASA Science)
אולם הסופרנובות אינן זהות לחלוטין. גם לאחר התקנון נותר קשר קטן בין בהירותן לבין תכונות הגלקסיות שבהן התרחשו, ובהן המסה הכוכבית, קצב היווצרות הכוכבים וגיל אוכלוסיית הכוכבים. ניתוחים מודרניים מתקנים את המדידות בהתאם למסת הגלקסיה המארחת, כדי לצמצם את ההטיה הזאת.
במחקרים שפורסמו ב־2025 נטען כי המקור האמיתי להבדלים הוא גילם של הכוכבים שמהם נוצרו הסופרנובות. לפי הטענה, הסופרנובות ביקום הקדום נוצרו מאוכלוסיות צעירות יותר ולכן היו בעלות בהירות שונה. תיקון ההשפעה הזאת הוביל את החוקרים למסקנה קיצונית: ייתכן שהתפשטות היקום כבר אינה מואצת, ושהאנרגיה האפלה משתנה במהירות. (OUP Academic)
גיל הגלקסיה אינו גיל הכוכב שהתפוצץ
וייזמן ועמיתיו מצביעים על שלוש בעיות מרכזיות בטענה. ראשית, הניתוח הקודם לא יישם כראוי את התיקון המקובל למסת הגלקסיה המארחת. לאחר החלת התיקון, החוקרים לא מצאו קשר מובהק בין גיל הגלקסיה לבין בהירותה המתוקננת של הסופרנובה.
שנית, הטענה מנבאת שהשפעת מסת הגלקסיה על בהירות הסופרנובות תשתנה במידה ניכרת ככל שמביטים רחוק יותר ביקום. אלא שנתוני סקר האנרגיה האפלה לא הראו שינוי מובהק כזה. לפי המחקר, הכנסת השינוי האפשרי לחישובים הייתה משנה את הפרמטר המתאר את האנרגיה האפלה בפחות מ־0.01 – השפעה קטנה בהרבה מזו שנדרשה כדי לבטל את ההאצה.
הבעיה השלישית היא ההנחה שגיל הגלקסיה המארחת מייצג את גילו של הכוכב שממנו התפתחה הסופרנובה. בגלקסיה אחת נוצרו כוכבים בתקופות רבות, ולכן גם גלקסיה עתיקה יכולה להכיל מערכת כוכבים צעירה יחסית שהתפוצצה כסופרנובה. החוקרים מעריכים שההבדל בין גיליהן של אוכלוסיות המקור הקרובות והרחוקות הוגזם פי שלושה עד חמישה.
מחקר משלים, המבוסס על 6,983 גלקסיות מארחות של סופרנובות, הגיע למסקנה דומה. הוא מצא שהשינוי הממוצע בגיל מערכות המקור לאורך הזמן הקוסמי הוא כ־1.5 מיליארד שנה, ולא חמישה עד שישה מיליארד שנה כפי שהניחו המודלים שהובילו לטענה הדרמטית. ההטיה המחושבת בבהירות הייתה עקבית עם אפס.
התעלומה נותרה בעינה
"המשבר נמנע, אך התעלומה מדוע התפשטות היקום מאיצה עדיין בעינה", אמר וייזמן. ריס הוסיף כי "טענות יוצאות דופן מחייבות בדיקה קפדנית במיוחד". לדבריו, לאחר שמביאים בחשבון את ההבדלים בין הגלקסיות המארחות ובין אוכלוסיות הסופרנובות, העדות להאצה נותרת עקבית.
עם זאת, הדיון המדעי טרם הסתיים. מאמר נוסף שפורסם לאחרונה באותו כתב עת החיל את תיקון הגיל השנוי במחלוקת על קטלוג סופרנובות אחר והסיק שהתוצאות עשויות להתאים דווקא להתפשטות הנמצאת בהאטה. מחבריו עצמם ציינו כי עצם קיומה ועוצמתה של הטיית הגיל עדיין נתונות במחלוקת. (OUP Academic)
המסקנה הזהירה מן המחקר החדש היא אפוא לא שהאנרגיה האפלה "הוכחה מחדש", אלא שהניסיון לבטל את העדויות להתפשטות המואצת באמצעות גילן של סופרנובות אינו משכנע לפי הניתוח הנוכחי. השאלה מהי האנרגיה האפלה, האם היא קבועה לאורך הזמן ומה יהיה גורלו הרחוק של היקום נשארת פתוחה.
למאמר המדעי DOI: 10.1093/mnras/stag797
עוד בנושא באתר הידען:
- פרופ' מריו ליביו: לאדם ריס יש סיכוי לנובל שני * גאה בהישג של דן שכטמן
- היקום עדיין מאיץ: מחקר חדש דוחה טענה שההתפשטות הקוסמית החלה להאט
- טלסקופי החלל 'ווב' ו'האבל' מאשרים את שיעור התפשטות היקום, החידה נמשכת
- טלסקופי ווב והאבל מאשרים את קצב התפשטות היקום, החידה נשארת
- הקבוע הקוסמולוגי: הטעות החמורה של איינשטיין שהובילה לפרס נובל בפיסיקה חלק ב'
