מחברי מחקר חדש, שעלול להיות שנוי במחלוקת, מצביעים על כך שהתרחבות היקום עשויה להיות
הגישה החדשה החדשנית מתוארת בפירוט במאמר שפורסם בכתב העת כבידה קלאסית וקוונטית פרופסור לפיזיקה תיאורטית באוניברסיטת ז'נבה לוקאס לומברייזר.
מהי התפשטות היקום?
על פי התיאוריה המקובלת, היקום נולדיחד עם המפץ הגדול ונראתה כמו נקודה חמה וצפופה מאוד. לאחר שברים קטנים בלתי נתפסים של שבריר שנייה, החלה התפשטות היקום (או האינפלציה). החלל עצמו התרחב מהר יותר ממהירות האור. במהלך תקופה זו, היקום גדל פי 90 לפחות.
לפי נאס"א, לאחר האינפלציה, צמיחת היקוםהמשיך, אבל בקצב איטי יותר. כשהחלל התרחב, הוא התקרר ונוצר חומר. שנייה לאחר המפץ הגדול, הוא התמלא בניוטרונים, פרוטונים, אלקטרונים, אנטי-אלקטרונים, פוטונים וניטרינו.
תמונה זו של השמיים מציגה את היקום המתהווה. היא מציגה תנודות בטמפרטורה שראשיתה 13.7 מיליארד שנים. התמונה באדיבות נאס"א
כ-380,000 שנים לאחר המפץ הגדולהחומר התקרר מספיק כדי ליצור אטומים בעידן הרקומבינציה, מה שהוביל להיווצרות גז שקוף וניטרלי מבחינה חשמלית. עם זאת, לאחר אותו רגע, היקום צלל לתוך החושך, מכיוון שעדיין לא נוצרו כוכבים או אובייקטים בהירים אחרים.
כ-400 מיליון שנים מאוחר יותר, היקום התחיללהגיח מהתקופות האפלות הקוסמיות לעידן של יינון מחדש. במהלך תקופה זו של יותר מחצי מיליארד שנה, קרסו די גושים של גז כדי ליצור את הכוכבים והגלקסיות הראשונים, שאור האולטרה סגול האנרגטי שלהם יינן והרס את רוב המימן הנייטרלי.
למרות שהתפשטות היקום האטה בהדרגהכאשר החומר נמשך זה לזה בהשפעת כוח המשיכה, כ-5 או 6 מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול, לפי נאס"א, כוח מסתורי (אנרגיה אפלה) החל להאיץ את התפשטות היקום. מאמינים שתהליך זה נמשך גם היום.
עדות להתרחבות ולקבוע הקוסמולוגי
מדענים יודעים שהיקום מתרחב בגללהסטה לאדום, מתיחת אורך הגל של האור לכיוון הקצה האדום יותר של הספקטרום כשהעצם הפולט אותו מתרחק מאיתנו. לגלקסיות רחוקות יש היסט לאדום גדול יותר מאלה הקרובות ביותר לכדור הארץ. זה מצביע על כך שהגלקסיות הללו מתרחקות מאיתנו יותר ויותר.
לאחרונה, מדענים מצאו הוכחות לכךשהתפשטות היקום אינה קבועה, אלא למעשה מואצת. יש מונח לתופעה זו המכונה הקבוע הקוסמולוגי או למבדה.
מה הבעיה?
הקבוע הקוסמולוגי היה כאב ראשעבור קוסמולוגים, כי תחזיות פיזיקת החלקיקים לגבי ערכו שונות מתצפיות בפועל ב-120 סדרי גודל. לכן, הקבוע הקוסמולוגי נקרא "התחזית הגרועה ביותר בהיסטוריה של הפיזיקה".
צביר כדורי NGC 6397. תמונה באדיבות נאס"א/פרנצ'סקו פרארו/מצפה הכוכבים בבולוניה
קוסמולוגים מנסים לעתים קרובות לפתור את הפערבין ערכי למבדה שונים, דבר המצביע על חלקיקים חדשים או כוחות פיזיקליים. אבל מחברי המחקר החדש פתרו בעיה זו על ידי חשיבה מחודשת על הגרסאות הקיימות.
מה מציע המחקר החדש?
בפירוש המתמטי של Lombreatherהיקום אינו מתרחב, אלא שטוח וסטטי, כפי שאיינשטיין האמין פעם. ניתן להסביר את ההשפעות שנצפו המצביעות על התפשטות על ידי התפתחות המוני החלקיקים כגון פרוטונים ואלקטרונים לאורך זמן.
בפרשנות זו, החלקיקים עולים מהשדה,חודר מרחב-זמן. הקבוע הקוסמולוגי נקבע על פי מסת השדה. מכיוון ששדה זה משתנה, מסת החלקיקים הנוצרים על ידו מתנהגות באותו אופן. הקבוע הקוסמולוגי עדיין משתנה עם הזמן, אבל במודל זה, תהליך זה נובע מהשינוי במסת החלקיקים לאורך זמן, ולא מהתפשטות היקום.
תנודות שדה מובילות לאדום גדולתזוזות של צבירי גלקסיות מרוחקים מכפי שמודלים קוסמולוגיים מסורתיים חוזים. לפיכך, הקבוע הקוסמולוגי נשאר נאמן לתחזיות המודל.
מתכון ליקום אפל
המבנה החדש של Lombreather גם פותר חלקבעיות דחופות אחרות של הקוסמולוגיה, כולל טבעו של החומר האפל. החומר הבלתי נראה הזה עולה על חלקיקי החומר הרגילים ביחס של 5 ל-1, אך נותר בלתי מובן מכיוון שהוא אינו יוצר אינטראקציה עם אור.
הפיזיקאי הציע שגם תנודות שדהיכול להתנהג כמו שדה אקסיון. במקרה זה, אקסונים הם חלקיקים היפותטיים, הנחשבים לאחד המועמדים המוצעים לתפקיד החומר האפל.
תנודות אלו יכולות גם "להעלים" את החושךאנרגיה, כוח היפותטי שמותח את מרקם החלל ובכך מפרק גלקסיות מהר יותר ויותר. במודל החדש, השפעת האנרגיה האפלה תוסבר על ידי המוני החלקיקים, שבזמנים מאוחרים יותר ביקום בחרו בדרך אבולוציונית אחרת.
קרא עוד:
כמעט-ירח נמצא ליד כדור הארץ: הוא נוסע עם כוכב הלכת שלנו כבר יותר מ-2,000 שנה
חוקרים הראו איך נראה פרעה תותנקאמן
פיזיקאים צילמו לראשונה צילומי רנטגן של אטום בודד
</ p>