"המשבר נמנע", בישרו הכותרת של כמה כלי תקשורת באמצע יוני השנה. "היקום עדיין מתפשט". חלקן אפילו ציינו שהוא מתפשט בקצב מואץ. ה"משבר" היה מחקר של קבוצת מדענים מקוריאה הדרומית שפורסם בנובמבר 2025, ובו טענו המחברים כי היקום עדיין מתפשט, אבל קצב ההתפשטות פוחת והולך. הטענה עוררה התרגשות רבה יותר בתקשורת הפופולרית מאשר בקהילת הקוסמולוגים. ואכן – לא עבר זמן רב, בערך שבעה חודשים – עד לפרסום מאמר ראשון שמפריך את ממצאי החוקרים הקוריאנים ומבהיר כי היקום עדיין מתפשט בקצב מואץ. אפשר לחזור לישון בשקט.
אנחנו יודעים כבר קרוב למאה שנה שהיקום מתפשט, ובעשורים האחרונים אנו גם יודעים שהוא מתפשט מהר יותר ויותר כל הזמן. למעשה, על המאמר שמפריך את התיאוריה הקוריאנית חתומים גם אדם ריס (Riess) ובראיין שמידט (Schmidt), שניים משלושת חתני פרס נובל בפיזיקה על גילוי ההתפשטות המואצת של היקום. אבל למרות הידע הרב שהצטבר, הפיזיקאים עדיין אינם יודעים לענות מה הכוח שמניע את ההתפשטות הזו, לאן בדיוק היא מובילה, ואפילו לא מסכימים על קצב ההתפשטות של היקום. הוויכוחים על קצב ההתפשטות ממלאים הרים של מאמרים, מלהיטים את היצרים בכנסים מדעיים וגם מקבלים לא מעט תקציבי מחקר. אז על מה בעצם הוויכוח? איך מודדים את התפשטות היקום? וכיצד טלסקופ החלל הישראלי יוכל אולי לסייע בהכרעת המחלוקת?
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
תאי ההרג המתאבדים של הפלנריה
להסתכל וללמוד: התרבות הנסתרת של השימפנזים
הפוטנציאל הקטלני של גלי הקול
הטעות הגדולה ביותר
בתחילת המאה העשרים עבדה במצפה הכוכבים של אוניברסיטת הרווארד אסטרונומית בשם הנרייטה ליוויט (Leavitt). היא הייתה חלק ממחלקת המחשבים של המצפה, שלא כללה מכונות חישוב – אלה לא היו עדיין – אלא בני אנוש שעשו מדידות וניתוח נתונים בצילומים שנעשו בטלסקופים. בתקופה ההיא החליף מנהל המצפה את המחשבים במחשבות, משום שחשב שהנשים יעשו עבודה יסודית יותר, ולא פחות חשוב – היה אפשר לשלם להן פחות.
אנו יודעים כבר קרוב למאה שנה שהיקום מתפשט, ובעשורים האחרונים גם יודעים שההתפשטות מואצת. איור של ההתפשטות מאז המפץ הגדול
(איור: Andrea Danti/Shutterstock)
לצד העבודה הסיזיפית כמחשבת, ביצעה ליוויט מחקרים משלה, והתמקדה בחקר כוכבים שנקראים "משתנים קפאידים". אלו כוכבים שבהירותם משתנה במחזוריות קבועה, וליוויט היתה מומחית בזיהוי שלהם בצילומים האסטרונומיים ובמעקב אחרי השינויים בבהירותם. לאחר שזיהתה מאות כוכבים כאלה, ביקשה ליוויט לבדוק אם יש קשר בין משך המחזור לבהירות שלהם. הבעיה היא שאין לנו אפשרות לדעת את הבהירות המוחלטת של כוכבים, אם אנו לא יודעים את מרחקם מאיתנו. כוכב רחוק אבל זוהר מאוד ייראה לנו בהיר כמו כוכב קרוב בעל אור חלש יותר. ליוויט פתרה את זה כשהחליטה להתמקד באזור בשמיים בשם הענן המגלני הקטן. כיום אנו יודעים שזו גלקסיה ננסית, קרובה יחסית לשביל החלב שלנו. ליוויט שיערה שהכוכבים שם מספיק רחוקים כדי שאפשר יהיה לומר שמרחקם מאיתנו פחות או יותר זהה, וכך לכייל את הבהירות שלהם. כשהיא השוותה אותה לזמן המחזור, מצאה קשר הדוק בין התופעות: ככל שזמן המחזור ארוך יותר, כך הכוכב בהיר יותר.
כשאסטרונומים אחרים השלימו את העבודה, והצליחו למדוד בשיטות אחרות, גיאומטריות, את המרחק לאחד הקפיאידים, הפכה השיטה של ליוויט מכלי שמשווה מרחקים יחסיים, למד מרחק מוחלט.
ליוויט הלכה לעולמה ב-1921, בגיל 53 בלבד, ולא זכתה לראות שב-1924 השתמש האסטרונום האמריקאי אדווין האבל (Hubble) בשיטה שלה כדי למדוד את המרחק לקפאיד משתנה בערפילית אנדרומדה, ולגלות שהיא גלקסיה נפרדת, הרחק מחוץ לשביל החלב. עד מהרה אימתו אסטרונומים נוספים את ההשערה ששביל החלב שלנו הוא רק אחת מתוך גלקסיות רבות ביקום.
זמן קצר לאחר מכן הצליח האסטרונום האמריקאי וסטו סליפר (Slipher) למדוד את מהירותן של גלקסיות ביחס אלינו. הוא עשה זאת באמצעות ספקטרוסקופ – מכשיר שמנתח את הרכב האור של גרמי שמיים ומאפשר למדוד את מהירותם וכיוונם בעזרת אפקט דופלר. גלים שמתקרבים אלינו (או אנו אליהם) ייראו לנו צפופים יותר, בעלי תדירות גבוהה מתדירותם ה"אמיתית", ובטווח האור הנראה הן ינועו יותר לכיוון של אורכי הגל הכחולים. גלים שמתרחקים מאיתנו יגיעו בתדירות נמוכה יותר, וייראו יותר אדומים. לכן האסטרונומים מכנים זאת “הסחה לאדום” (Redshift).
האבל לקח את המדידות של סלייפר שלב אחד קדימה, וניסה לבדוק אם יש קשר בין שני הדברים שיכול היה למדוד: המרחק של גלקסיה מאיתנו והמהירות שלה. להפתעתו, היה מתאם ברור: ככל שגלקסיה הייתה רחוקה יותר, כך היא הייתה יותר מוסחת לאדום, כלומר נעה מהר יותר הלאה מאיתנו.
מימין לשמאל: הנרייטה ליוויט, אדווין האבל ואלברט איינשטיין
(צילום: William Henry, Johan Hagemeyer, Orren Jack Turner)
לגילוי שפורסם ב-1929 וקיבל את השם "חוק האבל", הייתה השלכה מדעית שטלטלה את תפיסת היקום שלנו. אם הגלקסיות ממשיכות להתרחק במהירות זו מזו, פירוש הדבר שהיקום אינו סטטי, אלא מתרחב והולך – כמו בלון מתנפח.
כשאלברט איינשטיין ניסח את תיאוריית היחסות הכללית, ב-1915, הוא הגדיר מחדש את המרחב והזמן ואת הכוחות שפועלים עליהם. אבל חישובים שלו לפי משוואות התיאוריה הראו שהכבידה תגרום לקריסה של היקום לתוך עצמו. כדי להתמודד עם קריסת היקום, הוא איזן את המשוואות בעזרת תוספת שקיבלה את הכינוי "הקבוע הקוסמולוגי".
כמה מדענים שלא הלכו עם הזרם, בהם המתמטיקאי הרוסי אלכסנדר פרידמן (Friedmann) והפיזיקאי (והכומר) הבלגי ז'ורז' למטר (Lemaître), ראו את הבעייתיות בתיאוריה, והציעו פתרון אחר מזה של איינשטיין – היקום אינו קבוע אלא מתפשט ומתרחב. איינשטיין התנגד תחילה לרעיונות האלה, וכשהכיר בהם טען שהם נכונים מתמטית, אבל אין להם משמעות פיזיקלית. לאחר שהאבל פרסם את ממצאיו, גם איינשטיין לא היה יכול להמשיך להתעלם מהעובדה שהיקום אינו סטטי, אלא מתרחב. הוא מחק מהמשוואות את הקבוע הקוסמולוגי, ולימים כינה אותו "הטעות הגסה ביותר שעשיתי בחיי". זה היה החותם הסופי לכך שהיקום אכן מתפשט.
שאלה של מהירות
לאחר הגילוי המפתיע שהיקום אינו סטטי אלא מתפשט, ניסו הפיזיקאים להבין כמה מהר הוא מתפשט. שוב היה זה האבל שהציע תשובה. הנתון הראשוני שלו, שקיבל את הכינוי "קבוע האבל" (H0) היה כ-500 קילומטרים לשניה לכל מיליון פרסק (Parsec, יחידת מרחק אסטרונומית, כ-3.25 שנות אור). מחקרי המשך מדויקים יותר הורידו בהדרגה את הערך הזה לכ-100 קילומטרים לשניה לכל מגה-פרסק (מיליון פרסק).
לגילוי של התפשטות היקום הייתה השלכה חשובה נוספת על קוסמולוגיה. אם היקום מתפשט והולך, והגלקסיות מתרחקות זו מזו בקצב שאנו יכולים לאמוד, אפשר להריץ את התרחיש הזה גם לאחור, לזמנים שבהם הגלקסיות היו יותר ויותר קרובות, עד לנקודת ההתחלה. כך נולד המודל שקיבל לימים את הכינוי "המפץ הגדול", ומסביר את היווצרות היקום. אומדנים של קצב ההתפשטות מאפשרים לקבוע פחות או יותר מתי הוא התרחש. גם החישוב הזה השתנה עם השנים, וכיום גילו המקובל של היקום הוא כ-13.8 מיליארד שנים.
בשנים שבאו לאחר מכן, שאלות על היווצרות היקום והתהליכים המוקדמים של התפתחותו העסיקו את הקוסמולוגים יותר מאשר שאלת ההתפשטות של היקום. ואולם, שתי תגליות החזירו את ההתפשטות לסדר היום לקראת סוף המאה העשרים.
התפשטות היקום מאז המפץ הגדול
(איור: vikas31/Shutterstock)
ב-1963 עמלו שני פיזיקאים צעירים ממעבדות בֶּל, ארנו פנזיאס (Penzias) ורוברט וילסון (Wilson), על כיול אנטנה של טלסקופ רדיו, כשהבחינו בהפרעת קרינה בתדר מסוים, ולא הצליחו לגלות את מקורה. לאחר שסילקו כל גורם אפשרי, כולל יונים שקיננו בטלסקופ, ההפרעה עדיין נשארה. לאחר שיחות עם עמיתים הם גילו מאמרים תיאורטיים של כמה מחוקרי ראשית היקום, בהם ג'ורג' גאמוב (Gamow) וג'יימס פיבלס (Peebles), שטענו כי אירוע המפץ הגדול אמור להותיר חותמת: קרינת רקע של גלי רדיו בעלי עוצמה אחידה פחות או יותר בכל הכיוונים. וילסון ופנזיאס הבינו שגילו את הקרינה הזו, וב-1978 קיבלו פרס נובל בפיזיקה על תגליתם. ואולם, לפי התחזיות הקרינה לא היתה אמורה להיות אחידה לגמרי. בשנות ה-90 פתרו זאת מדידות של הלוויין "קובי" (COBE, קיצור של Cosmic Background Explorer, חוקר קרינת הרקע הקוסמית), שהראו כי אכן יש תנודות בקרינה הזו, גילוי שזיכה את ג’ון מאת’ר (Mather) וג'ורג' סמוט (Smoot) בפרס נובל בפיזיקה ב-2006. בשנת 2019 הוענק הפרס גם לפיבלס, על חיזוי קיומה של קרינת הרקע הקוסמית.
התגלית השנייה נעשתה כששתי קבוצות חוקרים ביקשו למדוד את קצב ההתפשטות של היקום בשיטות מדויקות יותר מאלה שהאבל הסתמך עליהן. במקום להסתמך על מדידות מרחק לפי קפאידים, הם התבססו על מדידות של סופרנובות. רוב הסופרנובות הן פיצוצים עצומים של כוכבים גדולים, שקורסים לתוך עצמם בסוף חייהם. החוקרים הסתמכו על סוג מסוים של סופרנובות, בשם Ia, שנוצרות בהתפוצצות של ננסים לבנים. בסופרנובות מהסוג הזה יש מתאם חזק מאוד בין רוחב עקומת האור שנמדדת בפיצוץ לבהירות שלו. לכן אפשר להשתמש בהן, כמו בקפאידים של הנרייטה ליוויט, לכיול יחסי של מרחקים.
לאחר שמדדו את הבהירות של מספיק סופרנובות כאלה, הופתעו החוקרים משתי הקבוצות המתחרות לגלות שחלק מהסופרנובות הרחוקות נראו במדידות חיוורות יותר ממה שהיה צפוי. המשמעות היא שהן רחוקות יותר ממה שחשבו. לאחר שהממצא הזה חזר שוב ושוב, הגיעו החוקרים למסקנה כי לא רק שהיקום מתפשט, אלא קצב ההתפשטות גדל והולך כל הזמן. הממצאים פורסמו ב-1998 ובמאמר של הקבוצה המתחרה כמה חודשים לאחר מכן. ב-2011 הוענק על התגלית פרס נובל בפיזיקה לנציגי שתי הקבוצות, סול פרלמוטר (Perlmutter), בריאן שמידט (Schmidt) ואדם ריס (Riess).
סופרנובה Ia נוצרת כשננס לבן סופח חומר ומתפוצץ
(הדמיה: NASA)
ליישב את הסתירה
סופרנובות מתרחשות כל הזמן, אבל פעם בכמה חודשים אפשר לראות התפוצצויות כאלה בגלקסיות קרובות אלינו יחסית. בגלקסיות כאלה יש לפעמים גם קפאידים משתנים. טלסקופ החלל האבל, ששוגר ב-1990, הצליח למדוד את תכונותיהם של כוכבים כאלה בגלקסיות שבהן נראו סופרנובות, וכך להפוך את הכלי היחסי למד-מרחק מוחלט. אם יודעים את המרחק והמהירות של גלקסיות, אפשר לחשב את קצב ההתפשטות של היקום, ובשיטה הזו חישבו אותה בדיוק רב יותר, והגיעו לקבוע האבל של 74 (±1) קילומטר לשניה למגה-פרסק.
גם מדידות מדויקות של התנודות בקרינת הרקע הקוסמית איפשרו לחשב את קצב ההתפשטות בשיטה אחרת. לוויינים מתקדמים, כמו טלסקופ החלל האירופי פלאנק, מדדו בדיוק גבוה את התנודות האלה, ובאמצעות המדידות חישבו חוקרים את המהירות הנוכחית של התפשטות היקום. המדידות האלה הצביעו על קבוע האבל של כ-67 (±0.5) קילומטר לשניה למגה-פרסק.
אז מה קצב ההתפשטות הנכון? לרובנו זה כמובן לא ממש משנה. אבל פיזיקאים הם אנשים שוחרי דיוק, ופער של כעשרה אחוזים בין שתי שיטות מדידה עלול להצביע על בעיה. "הפער הזה בין שתי שיטות המדידה נקרא 'מתח האבל' (Hubble Tension), והוא אחת הבעיות הכי בוערות בקוסמולוגיה, כי נראה שיש סתירה בין קצב התפשטות היקום כפי שאנו מודדים אותו לוקאלית, בגלקסיות מסוימות, לקצב שאנו מודדים מקרינת הרקע הקוסמית. המודל הקוסמולוגי הקיים לא מאפשר מתח כזה", הסביר פרופ' דורון קושניר מהמחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה במכון ויצמן למדע. "אלפי מאמרים ניסו ליישב את הסתירה, אבל אף אחד מהם לא הצליח".
אלפי מאמרים ניסו ליישב את הסתירה, שהיא אחת הבעיות הבוערות ביותר בקוסמולוגיה. פרופ' דורון קושניר
(צילום: מכון ויצמן למדע)
המאמר הקוריאני שעורר סערה קטנה בשנה שעברה היה במקור ניסיון ליישב את הסתירה הזו. החוקרים, בהובלת יאנג ווק לי (Lee) מאוניברסיטת יונסיי, בחנו 300 סופרנובות מסוג Ia, והגיעו למסקנה שהקשר בין רוחב עקומת האור לבהירות של הסופרנובות האלה, אינו כה הדוק כפי שמקובל לחשוב, והוא תלוי מאוד בגיל הכוכב שהתפוצץ. החוקרים אף הרחיקו לכת ותקפו את התפיסה המקובלת על ההתפשטות המואצת של היקום. “המחקר שלנו מראה שהיקום כבר נכנס לשלב של התפשטות מואטת”, אמר לי לאחר הפרסום.
ואולם, טענות כבדות משקל דורשות ראיות כבדות משקל, ואת אלה לא הצליחו מחברי המחקר לספק, טוענים מתנגדיהם. החוקרים החתומים על מחקר ההפרכה הראו כי לי ועמיתיו שגו בהערכת גיל הכוכבים המתפוצצים, כשהניחו שהוא דומה לגיל הגלקסיה שבה התרחש הפיצוץ, ולא שקללו פרמטרים נוספים של סביבת הגלקסיה. "כשאנו מכיילים נכון את המדידות של הסופרנובות האלה, תוך התחשבות בגורמים של סביבתן, הראיות להתפשטות המואצת של היקום נותרות עקביות במידה מרשימה", אמר ריס.
מדידה מושלמת
ניסיון אחר ליישב את הסתירה עושים קושניר עצמו ותלמידת המחקר שלו, דניאלה ואן דר באום, באמצעות קריאת תיגר על מדידת המרחק המקובלת באמצעות כוכבים קפאידים. הכוונה היא לעשות זאת בעזרת מדידות של גלקסיית NGC 4258, השוכנת כ-20 מיליון שנות אור מאיתנו. "הגלקסיה הזו היא אבן רוזטה של כוכבים קפאידים", הסביר קושניר לאתר מכון דוידסון. "הראינו במאמר שמבחינת הקפאידים זו מדידה מושלמת, שמאפשרת לכייל את מדידות המרחק. אפשר לפתור את מתח האבל אם נַראה במדידות כאלה שיש טעות של ארבעה אחוזים במדידת המרחק לגלקסייה הזו".
יתרון נוסף של NGC 4258 הוא שהיא ממוקמת כך שדיסקת הספיחה שלה נמצאת בדיוק מולנו, ואנו על אותו מישור. בגלקסיה הזו עננים של אדי מים מקיפים את החור השחור במרכזה. "העננים האלה עובדים כמו לייזר, ומגבירים את האור שעובר דרכם, אבל לא היינו יכולים לראות אותם אם לא היינו על אותו מישור", הסבירה ואן דר באום. "מדידות שנעשו באמצעות טלסקופי רדיו בחנו את תנועת העננים הזו, והשתמשו בחוקי קפלר כדי לחשב שהמרחק אליה הוא כ-7.6 מגה-פרסק מאיתנו (כ-24.8 מיליון שנות אור, א"נ). אבל הם הניחו שהעננים נעים באותו מסלול, מה שאין לו שום הצדקה. אם נוכל לעשות יותר מדידות בפרק זמן נתון, ולעקוב אחר עננים מסוימים, נוכל להפחית את השגיאה הסטטיסטית של המדידה שלהם".
תנאים אידיאליים למדידה מדויקת של המרחק בעזרת עננים של אדי מים. גלקסיית NGC 4258 בצילום שמורכב מהדמיות במגוון אורכי גל
(צילום: X-ray: NASA/CXC/Caltech/P.Ogle et al; Optical: NASA/STScI; IR: NASA/JPL-Caltech; Radio: NSF/NRAO/VLA)
מדידת המהירות של העננים בגלקסיה הזו תאפשר לחשב בדיוק רב את המרחק אליה, לכייל מחדש את סולם המרחק של הקפאידים ולהפוך אותו לסולם של מרחקים מוחלטים. "זה דומה למה שלוויט היתה יכולה לעשות אילו ידעה את המרחק לענן המגלני הקטן", ציין קושניר. "כיום אנו יודעים את המרחק אליו, אבל מכיוון שהמטרה של כל התרגיל הזה היא לכייל את הבהירות המוחלטת של סופרנובות, עדיף לעשות זאת בגלקסיה שנמצאת במרחק דומה לגלקסיות שבהן נמצאות הסופרנובות. NGC 4258 היא בדיוק גלקסיה כזאת".
ואן דר באום וקושניר העלו לאחרונה מאמר על השיטה לשרת הפרסומים המוקדמים, והוא צפוי להתפרסם רשמית בקרוב. "דניאלה מתחילה לארגן יוזמה לביצוע מדידות כאלה, ואם אכן יתברר שהגלקסיה הזו קצת יותר רחוקה ממה שאנו חושבים, זה משנה את תוצאות המדידה המקומית של קבוע האבל, ויכול לעזור ליישב את הסתירה", הסביר קושניר. "עם זאת, אלה מדידות שייקחו שנים".
אם נוכל לעשות יותר מדידות, נפחית את השגיאה הסטטיסטית ואולי נוכל לחשב מחדש את קבוע האבל. דניאלה ואן דר באום
(צילום: איתי נבו)
הדרך הישראלית
הדרך ליישוב הסתירה בין שיטות המדידה של קצב התפשטות היקום יכולה להגיע גם מכיוון אחר, שאינו מבוסס על תיקון אחת המדידות אלא על מדידה בשיטה אחרת לגמרי. הפתרון הזה יכול להגיע מישראל, או ליתר דיוק מטלסקופ החלל הישראלי שמכון ויצמן למדע מוביל את פיתוחו. הטלסקופ אולטראסאט מיועד רשמית לשיגור ב-2028, וימדוד קרינה על-סגולה שנוצרת באירועים אנרגטיים קצרי מועד.
אחד מסוגי האירועים האלה הוא התנגשות של שני כוכבי נייטרונים, שהאסטרופיזיקאים מכנים קילונובה, על משקל סופרנובה אך קטן יותר. כוכבי נייטרונים נמצאים לעיתים במערכות בינאריות, כלומר זוג כוכבים שחגים זה סביב זה. הם מתקרבים יותר ויותר זה לזה, ובסופו של דבר מתנגשים ומתמזגים בפיצוץ גדול. אירוע כזה פולט גם גלים כבידתיים, שבעשור האחרון אנו יכולים למדוד בכדור הארץ, בזכות גלאים כמו LIGO.
התמזגות של כוכבי נייטרונים מייצרת קילונובה – אירוע שפולט גם גלים כבידתיים וגם קרינה
(הדמיה: ESO/L. Calçada. Music: Johan B. Monell (www.johanmonell.com))
גלים כבידתיים הם תנודות במרחב-זמן, שאיינשטיין חזה את קיומם לפני יותר ממאה שנה, אך היה קשה מאוד למדוד אותם. כיום, כשיש לנו את היכולת הזו, אנו מזהים באמצעותם אירועים קוסמיים אלימים במיוחד, כמו התנגשויות של חורים שחורים או כוכבי נייטרונים, ויכולים למדוד בדיוק רב את המרחק אל האירועים האלה. הבעיה היא, שאנו לא יכולים לקבוע בדיוק את המיקום שלהם ולזהות את הגלקסיה שבה אירע המיזוג. בעקבות זיהוי אירוע כזה בגלאי של גלים כבידתיים, אפשר לכוון טלסקופים למיקום המשוער, ולנסות לאתר את הגלקסיה שבה הוא התרחש. ברוב המקרים לא הצליחו לאתר כך את מקור הפיצוץ.
"אולטראסאט יוכל לעשות את זה ביתר יעילות", הסביר קושניר. "אירועי קילונובה כאלה פולטים בתחילתם גם קרינה על-סגולה, ואולטראסאט יכול לזהות מקורות קרינה כאלה ממרחקים עצומים, מיליארדי שנות אור, ולהגיב מהר מאוד, כך שהוא יוכל לזהות את מקורם".
כמו כל רעיון מדעי טוב, גם הרעיון הזה נשען על תקווה שדברים מסוימים יקרו כמתוכנן. "השאלה הגדולה היא כמה אירועים כאלה יצליחו לגלות בעזרת LIGO ואולטראסאט יחד. גלאי LIGO מתוכנן לעבור שדרוג שישפר את ביצועיו, ואם הוא ינפק מספיק התרעות, אולטראסאט יוכל לאתר את האירועים", ציין קושניר. "אם יהיו מספיק מדידות כאלה, נוכל לחשב באמצעותן את קבוע האבל, ואם נוכל לשים 30-20 נקודות על הגרף, נוכל לחשב את קצב ההתפשטות בדיוק טוב. אם אולטראסאט לא יאתר כל כך הרבה קילונובות, אולי נוכל לפחות להדגים את העקרונות של מדידה כזאת".
יוכל לזהות את מקורות הקרינה של קילונובות ממרחקים עצומים ולהגיב במהירות. הדמיה של טלסקופ החלל הישראלי, אולטראסאט
(צילום: מכון ויצמן למדע)
נוסף על חיפוש קילונובות, טלסקופ החלל הישראלי אמור לאתר גם סופרנובות רבות, בהן גם פיצוצים מסוג Ia, שמשמשים כאמור להערכת מרחקים קוסמיים. "מדידות טובות בעל-סגול יוכלו לסייע לכייל מדידות של סופרנובות כאלה, ולעזור למדידות מקומיות של קצב ההתפשטות. בנוסף הן יוכלו לסייע לנו להבין טוב יותר את התהליכים הפיזיקליים שמחוללים סופרנובות כאלה", אמר קושניר, שממש לאחרונה זכה במענק ERC יוקרתי של האיחוד האירופי לחקר הפיזיקה של סופרנובות בעזרת הדמיות במחשבי-על.
לשנות את הפיזיקה
המחלוקת על קצב ההתפשטות של היקום אמנם מעסיקה רבות את הקוסמולוגים, אבל היא קצת מתגמדת נוכח כמה מהשאלות הלא פתורות בתחום, ובראשן: מה גורם להתפשטות היקום? מהיכן האנרגיה שדוחפת את ההתפשטות המואצת? כל הנסיונות של מדענים למצוא תשובות לשאלות האלה עלו בתוהו בינתיים. הכוח המסתורי קיבל את השם "אנרגיה אפלה", והוא אמור להסביר כ-70 אחוז מהמסה של היקום. עוד כ-25 אחוז המדענים מכנים “חומר אפל“, וזו המסה או האנרגיה שאחראים על כך שלפחות חלק מהגלקסיות נראות כמסתובבות סביב עצמן במהירות גבוהה ממה שהמסה שלהן ופיזורה אמורות לאפשר.
חוסר הוודאות לגבי הכוח שמניע את התפשטות היקום גם מעורר שאלות בנוגע לעתידו. רוב הקוסמולוגים סבורים כי ההתפשטות תימשך ובסופו של דבר הגלקסיות יהיו כה רחוקות זו מזו, עד שהיקום ייראו לנו – כלומר למי שיהיו פה אז – חשוך לחלוטין. אחרים מציעים תיאוריות חלופיות, לפיהן ההתפשטות תאט עם הזמן, תיעצר, והיקום יתחיל להתכווץ בחזרה.
הדמיה של החומר האפל ביקום
(איור: Artsiom P/Shutterstock)
תהליך התפשטות היקום מאז המפץ הגדול
(איור: VectorMine/Shutterstock)
למרות השאלות הגדולות האלה, מסכם קושניר, מצבנו טוב מבחינת ההבנה של היקום. "בסך הכל יש לנו התאמה נפלאה של התיאוריות, עם דיוק חסר תקדים. למרות 'מתח האבל' אנו יודעים שהיקום מתפשט בקצב מואץ, ויודעים לפי הפרמטרים של הקוסמולוגיה כיום כי הוא ימשיך להתפשט עד שהכל ייקרע. אנו גם יודעים טוב איך התחיל היקום, ויש המון מדידות שמתאימות זו לזו: קרינת הרקע הקוסמית, כמות ההליום, הדרך שבה נוצרים מבנים ביקום ועוד".
כדי להשלים את התיאוריה הקוסמולוגית, יצטרכו החוקרים לשלב בה את הדברים שאינם יודעים, וזה מסבך את הדברים. "אנו צריכים להכניס את האנרגיה האפלה והחומר האפל, שאין להם הסבר במודל הסטנדרטי שמפרט את החלקיקים שמהם מורכב החומר, והיקום כולו", אמר קושניר. "אלפי פיזיקאים מנסים למצוא לזה פתרון, אבל בשביל הסבר טוב נצטרך בהכרח לשנות את המודל הסטנדרטי, ולמעשה לשנות את הפיזיקה".
