אסטרופיסיקה / מאמר של קבוצת מתמטיקאים מחולל ויכוח מדעי ער
יובל דרור, הארץ, חדשות וואלה!
מאמר המציע תאוריה שלפיה המבנה של היקום הוא דמוי כדורגל, מעורר סערה בקהילת האסטרופיסיקאים בעולם. התאוריה החדשה קובעת, כי בניגוד לתאוריה המקובלת, היקום אינו אינסופי ולכן חללית שתחל במסעה אל קצה היקום, תגלה לאחר שתעבור מרחק 73 מיליארד שנות אור של טיסה שהיא חזרה לנקודה שממנה יצאה. מנגד טוענת קבוצה אחרת של חוקרים כי התאוריה החדשה אינה מבוססת - ואף שגויה. "לא כדורגל, לא סופגנייה ולא בייגל", אמר ד"ר דיוויד ספרגל מאוניברסיטת פרינסטון, אחד האסטרופיסיקאים הידועים בעולם.
הבסיס למאמר שפורסם שלשום במגזין "erutaN", מאת המתמטיקאים ד"ר ז'אן-פייר לומינט, ד"ר ג'פרי ויקס וכמה מעמיתיהם טמון בתצפיות שביצע
הלוויין WMAP של נאס"א, ששוגר 2001-ב לחלל. לוויין זה מודד את קרינת הרקע של היקום, שהיא השארית של המפץ הגדול, שהתרחש לפי התאוריה הרווחת לפני 13 מיליארד שנה. כתוצאה מהמפץ נוצרה קרינה שהתפזרה לכל הכיוונים. הלוויין מודד את קרינת הרקע כפי שהיתה 400-כ אלף שנה אחרי המפץ הגדול.
הקרינה נמדדת באמצעות השינוייםהמזעריים בטמפרטורה של חלקים שונים בשמיים. ניתוח התוצאות מלמד על כמה מהתכונות החשובות של היקום, ועל המבנה הגיאומטרי שלו.
לפני כמה שנים, פיתחו אסטרונומים מודל מתמטי שמסביר את השונות בטמפרטורה של קרינת הרקע - וכאן מתחילה הבעיה. מסתבר שכאשר מחלקים את השמיים לאזורים קטנים, המודל מצליח לחזות באופן מדויק מה יהיו הבדלי הטמפרטורה. אבל כשמחלקים את השמיים רק לארבעה חלקים, המודל לא מצליח לנפק תחזית מדויקת. הסיבה לכך, טוענים ויקנס ולומינט, קשורה לעובדה שהיקום אינו אינסופי כפי שסברו תחילה, אלא כדורי.
הם מציעים מבנה אחר: מצולע בעל 12 פאות, המזכיר כדורגל. אם התאוריה שלהם נכונה, הרי שקרן אור שמתחילה את מסעה לכיוון מזרח תופיע כעבור זמן רב במערב, בדומה לסמן מחשב שמתחיל את מסעו בצד ימין של המסך ויוצא משמאלו. למעשה, טוענים מחברי המאמר, אנו חיים בעולם של מראות:
אותה גלקסיה שנראית בצד אחד של השמיים אמורה להופיע גם בצד אחר שלה, ומסיבה זו מתבלבלים וסוברים שהיקום הוא אינו אינסופי.
ואולם מי שמחפש את אותה גלקסיה באזורים שונים של השמיים, יגלה שזוהי משימה בלתי אפשרית. "לנסות ולמצוא את אותה גלקסיה בשני מקומות שונים יהיה דומה לניסיון לזהות את אותו אדם - פעם ראשונה מלפנים כשהוא בן
50 , ובפעם שנייה מלמעלה כשהוא בן שבע, וכל זה בתוך קהל של מיליארדי איש", הבהיר ויקס את קושי המשימה. מסיבה זו, הוא טוען, יותר פשוט לאתר דפוסים שחוזרים על עצמם בקרינת הרקע הנמדדת. אם הקרינה השלימה הקפה סביב היקום והיא פוגשת את המקור שלה, תיווצר תבנית של עיגול.
פרסום המאמר גרם לסערה. פרופ' ספרגל וצוותו בפרינסטון, שמנתחים את נתוני PAMW, טוענים כי ניתוח מעמיק של כשני שלישים מהנתונים ששלח הלוויין שולל על הסף את תאוריית ויקס-לומינט, ותאוריות אחרות שסוברות כי היקום ניחן במבנה סגור וסופי. מדענים אחרים טוענים, כי אין הוכחה לקיומן של אותן תבניות מעגליות שמרמזות על כך שקרינת הרקע פגשה את עצמה. ד"ר ויקס אמר ל"ניו יורק טיימס", כי בקרוב ישתף הצוות שלו פעולה עם הצוות של ספרגל, בניסיון להוכיח או להפריך את התאוריה החדשה.
חוקר ישראלי: האוויר מהכדורגל של התאוריה יצא לפני שהספקנו לשחק בו מדענים ישראלים הגיבו אתמול למחקר של לומינט וויקס בדעות חלוקות. פרופ' ארנון דר מהטכניון הטיל ספק בנכונותה של התאוריה החדשה. "התאוריה נבנתה על ידי מתמטיקאים שמחפשים פתרונות מתמטיים לבעיית המדידה של PAMW", אמר. "האוויר מהכדורגל של התאוריה הזו יצא הרבה לפני שהספקנו לשחק בו. חולף זמן רב עד שהנתונים הרבים שנאספו WMAP-מ מנותחים. כותבי המאמר לא בדקו עם הקבוצה של ספרגל אילו נתונים נמצאים בידיהם, למרות שלטענת ספרגל הנתונים שבידו פוסלים על הסף כזו תאוריה. היה צריך לקחת את האפשרות הזו בחשבון לפני פרסום המאמר".
פרופ' דוד אייכלר מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בן-גוריון אומר: "זו תאוריה נחמדה שיוצאת נגד התאוריה המקובלת וטוב שכך, כי לא כל מה שהוא פופולרי הוא בהכרח גם נכון. זה בריא ונכון שאנשים יחשבו על אפשרויות מוזרות חדשות, למרות שבשלב זה קשה לדעת מי מביניהם צודק".
ואולם לדברי פרופ' חגי נצר מבית הספר לפיסיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב, התאוריה אפשרית. לדבריו, אף שהמכשירים שמודדים את קרינת הרקע מדויקים, הם עדיין לא מושלמים. "הנתונים של WMAP מדויקים ועדיין יש בהם סטייה של %2. על 2%-ה האלו בונים כותבי המאמר את התאוריה שלהם, מכיוון שאלה 2% קריטיים שעשויים להכריע אם היקום פתוח או סגור. בסופו של דבר, העניין יוכרע - אין פה אמצע".