שתף קטע נבחר
הכי מטוקבקות
    אנרגיה אפלה מצננת את סביבות הגלקסיה
    לפני עשר שנים נכנס מושג האנרגיה האפלה לחייהם של אסטרונומים, ושבתה את לבבותיהם ביכולתה לפתור בעיות שונות. מהי בעצם אותה אנרגיה מסתורית?

    במפגש ראשון עם האנרגיה האפלה, היא נראית מקסימה ממש: זרה ומפתה, משקיפה מבחוץ על המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים. היא נכנסה לחיי האסטרונומים לפני עשר שנים ושבתה את לבבותיהם ביכולתה לפתור כל מיני בעיות, כמו האי התאמה בין גיל היקום ובין ספירת החומר בקוסמוס. התפשטות היקום עלתה מחדש על הפסים בזכותה: פעם חשבו שהיא הולכת ונבלמת, עכשיו מתברר שהיא מואצת דווקא. אבל עד מהרה למדו האסטרונומים לדעת שיש לאנרגיה האפלה גם צד אפל. אחיזתו הצוננת של כוח הכבידה הדוחה מחניקה את היווצרותם של מבנים קוסמיים גדולים.

     

    כיום המשקיפים מוצאים אותה משחרת לטרף גם בקרבת שביל החלב שלנו. "אין צורך להרחיק לכת כדי למצוא אנרגיה אפלה," אומרת אנדריאה מאצ'יו מאוניברסיטת ציריך. "האנרגיה האפלה נמצאת גם מסביבנו."

     

    עד הזמן האחרון, התמקדו מחפשי הסממנים האקזוטיים של היקום - חומר אפל ואנרגיה אפלה - בקני המידה הגדולים ביותר (מצבירי גלקסיות ומעלה), ובקני מידה קטנים יחסית (גלקסיה יחידה). אבל בין אלה לאלה מצוי קנה המידה הקוסמי הבינוני, שכמעט לא נחקר. שביל החלב הוא חלק מן הקבוצה המקומית של גלקסיות, וזו מהווה חלק מן הנפח המקומי שהרדיוס שלו הוא כ-30 מיליון שנות אור. אנו, ויתר חברי הלהקה שסביבנו, דוהרים יחדיו במהירות של 600 ק"מ לשנייה לעבר צביר הגלקסיות בתולה, ולעבר מסות חיצוניות נוספות. אבל קשה מאוד להתחקות אחר תנועות יחסיות בתוך הנפח הזה; לשם כך יש צורך במדידות מרחק, מהירות וכיוון ברמת דיוק גבוהה.

     

    העבודה הראשונית שעשו אלן ר' סנדייג' ממצפי הכוכבים קרנגי שבפסדינה ואחרים בשנות ה-70, עבודה שאומתה בשנים האחרונות, רמזה שהעצמים באזור נעים באטיות חריגה - כ-75 ק"מ לשנייה בממוצע. הדמיות מחשב קובעות שגלקסיות הנמשכות זו לזו בכוח הכבידה צריכות לטוס במהירויות קרובות יותר ל-500 ק"מ לשנייה. בהקבלה לגז שהמולקולות שלו נעות לאטן, אפשר להגיד שהנפח המקומי שלנו "קר".

     

    קרוב רחוק

     

    אפשר להציג את הבעיה גם בדרך אחרת, במונחי התפשטות היקום. על פי התיאוריה עלינו להרחיק עד כדי מאות מיליוני שנות אור, לקנה המידה שבו החומר פזור באקראי ואינו בעל מבנה מסודר, לפני שתתגבר ההתפשטות הקוסמית על תנועות מקומיות. אבל בנפח המקומי, איננו צריכים להתרחק יותר מחמישה מיליון שנות אור לפני שנרגיש בה.

     

    אחד ההסברים, שהדוגל העיקרי בו הוא איגור קרצ'נסטוב מן האקדמיה הרוסית למדעים, גורס שהגלקסיות (עם מעטפות החומר האפל הפרטיות שלהן) שוחות בתוך ים של חומר אפל. הים הזה מטשטש את הבדלי הצפיפויות, ולפיכך גם את הכוחות הכבידתיים המניעים את תנועות הגלקסיות. הבעיה היחידה היא שחומר - אפל או נראה - אינו אמור להיות מפוזר כמו ים. הוא אמור להצטבר בגושים.

     

    לכן פנו אחרים אל האנרגיה האפלה. הדחייה הכבידתית שלה אמורה לקזז את המשיכה הכבידתית ההדדית בין הגלקסיות, ולהאט את תנועותיהן. בתוך שביל החלב ובסביבתו הקרובה יד המשיכה היא על העליונה, אך מעבר למרחק מסוים גוברת הדחייה. ארתור צ'רנין מאוניברסיטת מוסקבה ועמיתיו חישבו ומצאו בשנת 2000 שגודלו של מרחק זה הוא חמישה מיליון שנות אור - וזה בדיוק המקום שבו סוטות תנועות הגלקסיות מן התחזיות הרגילות.

     

    למעשה, החישובים הראשוניים הקטינו את מהירויות הגלקסיות רק במחצית, וזה פחות מן הדרוש. אבל הדמיות חדשות ומלאות, שערכה קבוצתה של מאצ'יו, מלמדות, בסופו של דבר, על פעולתה של האנרגיה האפלה. "אם ורק אם כוללים אנרגיה אפלה, יש התאמה טובה מאוד בין החישוב לתצפית," אומרת מאצ'יו. "זאת הסיבה שאנחנו מכריזים על כך שמצאנו את חתימתה של האנרגיה האפלה."

     

    לא הכול שותפים לדעתה. ב-1999 טענו רין ון דה וייכרט מאוניברסיטת כרונינגן שבהולנד ויהודה הופמן מן האוניברסיטה העברית בירושלים שהנפח המקומי לכוד במשחק של משיכת חבל בין צבירי הגלקסיות שמסביב לו. גם מאבק זה מביא להתרחקות הגלקסיות אלה מאלה, כנגד משיכת הכבידה ביניהן.

     

    הוויכוח נמשך

     

    כדי להכריע מה חשוב יותר, המנגנון הזה או האנרגיה האפלה, צריכים האסטרונומים להשוות בין הנפח המקומי ובין הנפח של אזורים דומים. אם אלה שאינם נתונים במשיכת חבל מתנהגים גם הם באופן דומה, יש לתלות את הקולר באנרגיה האפלה. למרבה הצער, אין הסכמה בין הצוותים בשאלה מה פירוש המילים "באופן דומה", והוויכוח נמשך. אם יתגלה המודל של מאצ'יו כצודק, האנרגיה האפלה - שנחשבה פעם לרעיון המופלג ביותר של המדע, להפשטה ערטילאית חסרת כל רלוונטיות - תיעשה קצת יותר מוחשית ומעשית.

     

    אלן וייטינג ממצפה הכוכבים הבין-אמריקני סרו טולולו שבצ'ילה מוסיף תפנית חדשה (ושנויה במחלוקת) לסיפור התנועות המקומיות של הגלקסיות. וייטינג טוען כי לא זו בלבד שהגלקסיות בקושי נעות, אלא הן אף נעות בכיוון הלא נכון. הן אמורות ליפול זו לעבר זו, ובמקום זאת דומה שהן סובבות כה וכה באקראי. "משהו גורם לתנועה של 75 ק"מ לשנייה בנפח המקומי, וזה לא החומר המאיר, החומר שאנחנו רואים," אומר וייטינג.

     

    חוקרים רבים מטילים דופי בניתוח שלו. אבל אם הוא צודק, תשובה אפשרית אחת היא שבסביבתנו הגלקטית מצויות גלקסיות נפל - ריכוזים חסרי כוכבים של גז זוהר באור קלוש וחומר אפל בלתי נראה. לא מזמן ראו אסטרונומים יצור כזה בצביר הבתולה. הבעיה היחידה היא, שאם אמנם יש דבר כזה בסביבתנו הקרובה, היינו צריכים להבחין בו מזמן.

     

    לפנייה לכתב/ת
     תגובה חדשה
    הצג:
    אזהרה:
    פעולה זו תמחק את התגובה שהתחלת להקליד
    חומר אפל
    צילום: נאס"א
    עוד ב"סיינטיפיק אמריקן"
    מומלצים