מחקר חדש מערער את הרעיון שהיקום מאיץ את התפשטותו. אסטרונומים מאוניברסיטת יונסי (Yonsei) בקוריאה הדרומית תיקנו השפעות גיל של אוכלוסיות כוכבים על נתוני סופרנובות מסוג Ia , ומצאו שאנרגיה אפלה עשויה לאבד מעוצמתה — מה שמרמז שהיקום כבר החל להאט
התפשטות היקום ייתכן שכבר אינה מואצת כפי שחשבו. מחקר חדש מציע כי הצמיחה הקוסמית החלה להאט — קביעה שמאתגרת אחת הדוגמות המבוססות ביותר באסטרונומיה המודרנית. ממצאים “ראויים לציון” שפורסמו ב-6 בנובמבר ב-Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , מעלים שאלות קשות בנוגע להשקפה רבת־שנים שלפיה כוח מסתורי — “אנרגיה אפלה” — דוחף גלקסיות להתרחק זו מזו בקצב הולך וגובר. במקום זאת, החוקרים מדווחים שלא נמצאה עדות ברורה לכך שההתפשטות עדיין מואצת כיום. אם יאומתו, הממצאים עשויים לשנות את הבנת המדענים את האנרגיה האפלה, לסייע בפתרון “מתח העל של האבל”(Hubble tension) , ולחשוף תובנות חדשות על מוצא היקום וגורלו.
מבט חדש על “ההאצה הקוסמית”
ראש הצוות, פרופ’ יאנג-ווק לי (Young-Wook Lee) מאוניברסיטת יונסי, מסביר: “המחקר שלנו מראה שהיקום כבר נכנס לשלב של התפשטות מואטת בעידן הנוכחי, ושאנרגיה אפלה מתפתחת בזמן מהר בהרבה מכפי שסברו קודם. אם תוצאות אלו יאומתו, מדובר בשינוי פרדיגמה משמעותי בקוסמולוגיה מאז גילוי האנרגיה האפלה לפני 27 שנים.”
כמעט שלושה עשורים שלט הרעיון שהתפשטות היקום מואצת, מונעת בידי אנרגיה אפלה — כוח מסתורי שסותר את הכבידה. המסקנה הזו נסמכה על מדידות של סופרנובות Ia רחוקות, עבודה שעליה הוענק פרס נובל לפיזיקה ב-2011.
אולם צוות יונסי מצא עדויות העלולות לערער את הנחת היסוד הזו. נראה שסופרנובות Ia — שנחשבו “נרות תקניים” אמינים למרחקים קוסמיים — מושפעות מגיל אוכלוסיות הכוכבים שמולידות אותן. גם לאחר סטנדרטיזציה של הבהירות, סופרנובות שמקורן באוכלוסיות צעירות נטו להיות עמומות יותר באופן שיטתי, בעוד שמקורן באוכלוסיות ותיקות נטה להיות בהיר יותר. מתוך מאגר גדול בהרבה של 300 גלקסיות מאחסנות, החוקרים אישרו את דפוס התלות בגיל בביטחון סטטיסטי חריג (99.999%). הממצא מרמז שהעמימות של סופרנובות רחוקות אינה נובעת רק מהתפשטות היקום, אלא גם מהבדלים באבולוציית כוכבים.
התאמה טובה יותר למודל קוסמולוגי אחר
לאחר תיקון “הטיית הגיל”, נתוני הסופרנובות המתוקנים כבר לא התאימו למודל ΛCDM הסטנדרטי (המתאר יקום מאיץ עקב קבוע קוסמולוגי). במקום זאת, הם תאמו הרבה יותר את המודל המועדף על-ידי פרויקט DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) — מסגרת הנשענת על מדידות תנודות אקוסטיות של חומר רגיל (BAO), “גלי קול” קדומים משחר היקום, ועל תצפיות קרינת הרקע הקוסמית (CMB).
אנרגיה אפלה שנחלשת עם הזמן
גם נתוני הסופרנובות המתוקנים וגם תוצאות BAO+CMB מצביעים על כך שאנרגיה אפלה נחלשת ומתפתחת משמעותית לאורך הזמן. חשוב מכך, כאשר שילבו את נתוני הסופרנובות המתוקנים עם BAO ו-CMB , החוקרים מדווחים שמודל ΛCDM הסטנדרטי נשלל במובהקות גבוהה מאוד.
המסקנה המפתיעה ביותר מן הניתוח המשולב: היקום אינו מאיץ כיום, אלא כבר עבר למצב של התפשטות מואטת. פרופ’ לי הוסיף: “בפרויקטDESI , המסקנות המרכזיות התקבלו משילוב נתוני סופרנובות לא-מתוקנים עם מדידותBAO , מה שהוביל לקביעה שבעוד שהיקום יואט בעתיד, הוא עדיין מאיץ בהווה. לעומת זאת, הניתוח שלנו — שמיישם את תיקון הטיית הגיל — מראה שהיקום כבר נכנס לשלב האטה כיום. באופן ראוי לציון, זה עולה בקנה אחד עם מה שנחזה באופן עצמאי מ-BAO בלבד או מ-BAO+CMB, אף שהעובדה הזו כמעט לא זכתה לתשומת לב עד כה.”
אימות הממצאים: “מבחן נטול-אבולוציה”
כדי לבסס את התוצאות, צוות יונסי מבצע כעת “מבחן נטול-אבולוציה” המשתמש אך ורק בסופרנובות מגלקסיות מאחסנות צעירות ובנות-גיל לאורך כל תחום ההיסט לאדום. התוצאות הראשוניות כבר תומכות במסקנה העיקרית. “בחמש השנים הקרובות, כאשר מצפה ורה ס. רובין יגלה יותר מ-20,000 גלקסיות מאחסנות סופרנובות חדשות, מדידות גיל מדויקות ישמשו מבחן מוצק ומכריע בהרבה לקוסמולוגיית הסופרנובות,” אמר פרופ’ צ’ול צ’ונג, שותף-מחבר מוביל במחקר יחד עם דוקטורנט ג’וניהוק סון.
במצפה ורה ס. רובין, היושב בפסגת הרים באנדים בצ’ילה, ממוקמת המצלמה הדיגיטלית העוצמתית בעולם. הוא החל פעילות מדעית השנה ועתיד לספק תשובות לשאלות יסוד על מערכת השמש שלנו ועל היקום הרחב. לאחר המפץ הגדול וההתפשטות המהירה לפני כ-13.8 מיליארד שנה, הכבידה האטה את ההתפשטות. אולם ב-1998 נקבע שכעבור תשעה מיליארד שנה מתחילת היקום, התפשטותו שבה והחלה להאיץ — תופעה שיוחסה לאנרגיה אפלה.
החידה המעמיקה של האנרגיה האפלה
אסטרונומים טבעו את המונח “אנרגיה אפלה” — רכיב המוערך בכ-70% מתכולת היקום — אך טבעו המדויק נותר אחת התעלומות המדעיות הגדולות. בשנה שעברה רמזו נתוני DESI (בטוסון, אריזונה) שהכוח שמפעילה האנרגיה האפלה השתנה לאורך הזמן — ומאז נערמות עדויות נוספות. התקווה היא שבעזרת כלים חדשים אלה יוכלו האסטרונומים להתקרב להבנת מהותה של האנרגיה האפלה וכיצד היא מעצבת את היקום.
עוד בנושא באתר הידען:
