היקום אינו מתפשט

טלסקופ ענק בצ'ילה? יש. מדען גרמני אובססיבי? יש. תאוריה מהפכנית המשנה את תפיסת העולם? יש גם יש
X זמן קריאה משוער: 4 דקות

בראשית היה המפץ הגדול. זו תחילת סיפורו הידוע של היקום, סיפור שנוצר לאחר שבשנות העשרים של המאה הקודמת, הצליח אדווין האבל לא רק להוכיח כי קיימות גלקסיות מחוץ לשביל החלב, אלא גם כי הן הולכות ומתרחקות זו מזו ומאתנו. מכאן עלתה התובנה כי אי שם בתחילת דרכו, לפני 13.8 מיליארד שנה, היה היקום דחוס בנקודה זעירה שבהתפוצצותה נוצרו ממדי המרחב והזמן.

"היקום מתפשט", כך אנו מדקלמים מאז ועד היום, וב- 1998 התגלה גם כי התפשטות זו אף מאיצה. גילוי זה הוביל לאחת התעלומות המשונות ביותר במדע: מהי אותה אנרגיה שיש בכוחה לדחוף את היקום החוצה במהירות הולכת וגוברת? מלבד מציאת שם לאנרגיה זו – "אנרגיה אפלה" – וההערכה כי היא מהווה כשבעים אחוז מסך האנרגיה של היקום, אין כל וודאות לגבי מהותה. כיוון שהיא תופסת את עיקר סיפורו של היקום בעבר, בהווה ובעתיד, לא תהיה זו הגזמה לטעון כי גילוי תכונותיה של האנרגיה האפלה הוא הגביע הקדוש של הקוסמולוגיה המודרנית. שלושה פרויקטים שאפתניים שעומדים לצאת לדרך בקרוב, מפיחים תקווה כי הנתונים שייאספו באמצעותם יובילו אותנו לפתרון.

ואולם, יש מי שמקווה שהנתונים יגַבו דווקא רעיון אחר, לפיו לא רק שאין כל אנרגיה אפלה, אלא כי היקום כלל אינו מתפשט ולמעשה, מעולם לא התרחש מפץ גדול.

אחד הניסויים יתבצעו על ידי טלסקופ בצ'ילה שהחל למדוד לפני חודש את גלי המיקרו מקרינת הרקע הקוסמית, שנוצרה 380 אלף שנה לאחר המפץ הגדול. שני הניסויים הנוספים, עתידים לצלם לעומקו של החלל החיצון. "מצלמת האנרגיה האפלה" (Dark Energy Camera) ב- 570 מגה-פיקסל, שהותקנה במדבר אטקמה שבצ'ילה, אמורה תוך מספר שבועות להתחיל לצלם שמינית מרקיע הלילה במשך חמש שנים רצופות. הצצה למרחק של עד 10 מיליארד שנות אור, היא גם הצצה אחורה בזמן, אל מיליארדי השנים הראשונים שלאחר המפץ הגדול. המצלמה השניה, הממוקמת בהוואי, תתחיל לאסוף מידע בשנה הבאה, אמנם על מקטע צר יותר של שמי הלילה (עשירית הרקיע) אך לעומק של עד 13 מיליארד שנות אור, מה שיאפשר לה להתבונן ביקום כפי שהיה 800 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול.

באמצעות איכות ועומק צילום חסרי תקדים, מדעני הפרויקטים שואפים למדוד כיצד גודלם וצורתם של אשכולי גלקסיות השתנו עם הזמן וזאת כדי ללמוד בדיוק כיצד התפתח ה"מאבק" בין כוח המשיכה בין הגרמים לבין האנרגיה האפלה הדוחפת אותם החוצה. בין השאר הם מתכוונים לבחון את ההערכה כי במשך רוב שנות קיומו של היקום, כוח המשיכה היה הדומיננטי ואילו רק לפני 6 מיליארד שנה, האנרגיה האפלה צברה כוח רב יותר ותהליך ההתפשטות הלך והאיץ.

כלי נוסף שאמור להעיד על קצב ההאצה הוא מדידת ההסחה לאדום של הגלקסיות. בדומה לנפילת גובה צליל סירנה של אמבולנס מאיץ, כך גם האור שפולט גוף מאיץ בחלל ייראה לנו שונה. באיזה אופן? ככל שמהירותו של הגוף מהירה יותר, תדר האור שהוא מפיץ ייראה לנו נמוך יותר (לכיוון הספקטרום האדום). תופעת ההסחה לאדום היתה גם הממצא העיקרי שהוביל להערכה כי היקום מתפשט בהאצה הולכת וגוברת. אם הנתונים שיתקבלו משלושת הפרויקטים השונים יעלו בקנה אחד, זו תהיה התקדמות משמעותית בהבנת היווצרות היקום והתפתחותו. אך יכול להיות שהנתונים עומדים לקלקל לכולם את המסיבה.

כריסטוף ווטריץ' מאוניברסיטת היידלברג בגרמניה טוען כי אין אנרגיה אפלה ומעולם לא היתה. איך הוא מתכוון להסביר, אם כן, את התפשטות היקום המאיצה? הוא לא, כיוון שלהערכתו, היקום אינו מתפשט כלל.

את הרעיון של יקום קבוע העלה גם איינשטיין, לאחר ניסוח תורת היחסות הכללית, אך נזנח על ידו לאחר גילוייו של האבל. במאמר שפרסם לפני ארבעה שבועות חוזר ווטריץ' לתובנה זו, כשבאמתחתו סדרת משוואות והסבר פשוט למדי: ההסחה לאדום שאנו עדים לה, אינה הוכחה להאצת הגלקסיות מסביב, אלא להוספתן מסה. אם אטומים שקלו פחות בעבר, מסביר ווטריץ', אז האור שהם פלטו, לפי מכניקת הקוונטים, היה פחות אנרגטי ולכן, בתדר נמוך יותר (מתקרב לספקטרום האדום). לכן, כאשר מדענים מתבוננים עמוק אל החלל, כלומר אחורנית בזמן, הגלקסיות נדמות אדומות יותר אך לא משום שהן מתרחקות במהירות גוברת, אלא משום שמשקלן היה פחות מאשר היום. לפי רעיון זה החומר הולך ומתעבה ביקום.

כלומר, לפי ווטריץ', ייתכן שלפני זמן רב היקום היה קטן יותר מכפי שהוא כיום, אך מעולם לא היתה נקודה סינגולרית שממנה החל הכל. מה שמשתמע מכך, בין השאר, הוא שלא היתה התחלה לממדי המרחב והזמן וכי לא יהיה להם גם סוף.

כיוון שהתרגלנו כל כך לקונצנזוס על פיו קיימת כמות קבועה של חומר ביקום, הרעיון של ווטריץ' לפיו יקום ללא התחלה וללא סוף הולך ונעשה כבד יותר, נשמע כמו טירוף מוחלט. אך חייבים להיות כנים ולהודות שהיו רעיונות מטורפים ממנו, שהפכו עם הזמן לקונצנזוס בעצמם (כמו עקרונות מסוימים במכניקת הקוונטים, למשל). מכל מקום, פיסיקאים יידועי שם אינם ממהרים להשליך רעיון זה לאשפה, לפי סקירת כתב העת נייצ'ר. התיאוריה של ווטריץ', כולל הטיפול המתמטי הקפדני בה, מעוררת לא מעט סקרנות.

כלל לא בטוח שהתצפיות החדשות שיגיעו מצ'ילה ומהוואי יסייעו לאשש או להפריך את רעיונותיו של ווטריץ'. הסיבה לכך פשוטה: ניתן לחשב את משקלו של אובייקט מסוים, רק משום שניתן להשוות אותו למשקלו של אובייקט אחר, אך אם היקום כולו מוסיף משקל באופן קבוע ורציף (הקילוגרם של אתמול אינו הקילוגרם של מחר), יהיה קשה לערוך השוואות. ובכל זאת, ווטריץ' שואף לאתגר את המודל הקונצנזואלי של היקום. מחשבה גמישה בנושא עשויה להתגלות כחיונית בעתיד. אולי אף יתגלה כי יש לשלב בין שתי התיאוריות (היקום גם מוסיף מסה וגם מתפשט) אך חשוב, לטעמו, לא להתקבע על תיאוריית המפץ הגדול והיקום המתפשט בהאצה.

מקורותהמחקר של כריסטוף ווטריץ' בכתב העת arXiv"בעיה בממדים קוסמיים"- סקירת האקונימיסט את הניסיונות החדשים לגילוי האנרגיה האפלה ורעיונותיו של ווטריץ'"היקום עשוי לא להתפשט כלל"- סקירה בטלגרףסקירה בכתב העת נייצ'ר, עם התייחסות קולגות למחקרו של ווטריץ'

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב


תגובות פייסבוק

תגובה אחת על היקום אינו מתפשט