מדענים חשבו מחדש על מבנה היקום

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

כמו בצק צימוקים המתפיח בתנור חם, גלקסיות ואפילו צבירים שלמים מתרחקים בחלל הנצפה (כלומר, היקום). זה הבחין כבר בשנת 1920 על ידי אסטרונום בשם אדווין האבל; הגילוי שלו הוביל בסופו של דבר את המדענים לתמונה מודרנית של התפשטות היקום.

מאמינים שאנרגיה אפלה מסתורית אחראית לתהליך הזה - צורה היפותטית של אנרגיה שממלאת את החלל באופן שווה ומהווה 70 אחוז מהיקום. עם זאת, ספקות לגבי קיומו היו תמיד, אפילו עם איינשטיין עצמו.

מדענים מאוניברסיטת קופנהגן הסירו לאחרונה אנרגיה אפלה מהמשוואה והשתמשו בהדמיות מחשב כדי לראות אם היקום יכול להתרחב בלעדיה. התוצאות שהתקבלו הראו שהתפשטות היקום קשורה לחומר אפל, שיש לו כוח מגנטי מסוים. תגלית חדשה יכולה לשנות את הבנתנו את היקום.

ממה בנוי היקום?

כל מי שמתעניין במבנה היקום יודע שהוא מורכב מ-5% בלבד מהחומר שאנו רגילים אליו. כרבע נוסף הוא חומר אפל - חומר מסתורי שלא ידוע עליו הרבה, שכן הוא אינו נגיש להתבוננות ישירה. שני השליש הנותרים הם אנרגיה אפלה מסתורית עוד יותר שגורמת ליקום שלנו להתרחב בקצב הולך וגובר.

שימו לב שהחל משנת 2020, קיומה של אנרגיה אפלה מאושרת על ידי מדידות של קרינת שריד - קרינה תרמית שהתעוררה ביקום המוקדם וממלאת את החלל באופן אחיד.

אז, צוות של אסטרופיזיקאים מהמכון לפיזיקה ומתמטיקה על שמו Kavli (IPMU) מצא כי בקרינת השרידים ישנם סימנים להפרה של מה שנקרא זוגיות מרחבית - אחת התכונות הבסיסיות של היקום, שהמודל הסטנדרטי אינו חוזה. לטענת מחברי המחקר, חומר אפל ואנרגיה אפלה מפרים את עקרון הזוגיות, מה שעשוי להעיד על קיומה של "פיסיקה חדשה".

"קריאת השכמה" נוספת לטובת עדכון של רעיונות מודרניים על היקום הייתה עבודתם של מדענים דרום אפריקאים ב-2019. בו אף הציעו החוקרים שאנרגיה אפלה אינה קיימת, שכן עצם ההשערה של התפזרות של גלקסיות במהירות מסחררת מבוססת על "ניחושים שגויים וחישובים שגויים". כפי שציינו מחברי העבודה המדעית שפורסמה בכתב העת Physical Review Letters, כדי להוכיח זאת, יהיה צורך בהרבה יותר נתונים תצפיתיים עבור CMB.

אנרגיה אפלה כבר לא נחוצה

בהתחשב בכך שהדיבור על "פיזיקה חדשה" אינו שוכך, מדענים דנים מיהרו לפסגה והוציאו את האנרגיה האפלה מהמשוואות כליל. במהלך עבודתם הם בדקו מודל לפיו התפשטות היקום נובעת למעשה מצורה של חומר אפל, שנשלט על ידי סוג מיוחד של כוח מגנטי.

כפי שמציינים מחברי המחקר, הם הוסיפו עוד כמה תכונות לחומר האפל, שבעזרתן יכול להיות לו השפעה ישירה על התרחבות החלל (במקום אנרגיה אפלה). מכיוון שלא ניתן למדוד את האחרון, ורוב מאפייניו אינם ידועים, התיאוריה החדשה לא נראית מופרכת. עבור Steen Hansen, אחד ממחברי המחקר, "המציאות היא שאנחנו לא יודעים יותר מדי על חומר אפל, רק שהוא מורכב מחלקיקים איטיים וכבדים".

"אולי לחומר האפל יש איכות דומה למגנטיות. לפיכך, משהו דומה למה שקורה עם חלקיקים רגילים יכול לקרות ביקום כאשר הם נעים ויוצרים מגנטיות, או כאשר מגנטים מושכים או דוחים מגנטים אחרים.ההתפשטות המתמדת הזו של החומר האפל נגרמת כנראה על ידי סוג של כוח מגנטי, "- דברי המדען המצוטט במהדורה Phys.org.

כוח מגנטי הוא המפתח לתעלומת התפשטות היקום

במהלך העבודה פיתחו מדענים מודל הדמיית מחשב שכלל משתנים כמו כוח המשיכה, קצב התפשטות היקום ו-X - כוח לא ידוע שמרחיב את החלל ומהווה בסיס לאנרגיה אפלה.

בהנחה שלחלקיקי החומר האפל יש סוג מיוחד של כוח מגנטי, המודל שפיתחו מדענים קבע שלכוח זה תהיה בדיוק אותה השפעה על קצב ההתפשטות של היקום כמו שיש לאנרגיה אפלה כיום.

בהתחשב בעובדה שהמחקר עשוי לשנות את ההבנה הנוכחית של היקום, אסטרופיזיקאים היו זהירים במסקנותיהם והצביעו על כך ש דרושות ראיות נוספות, המבוססות על מחקר מעמיק יותר, כדי לאשר את הממצאים באופן סופי. אם מחקר נוסף יאשש את הנתונים שהשיגו הדנים, אז האנרגיה האפלה תצטרך להיפרד, כי לא יהיה שום היגיון בקיומה.