ה"פשלה" של איינשטיין: אנרגיה אפלה תואמת את הקבוע הקוסמולוגי
מחקר מקיף של סופרנובות הביא חוקרים למסקנה כי האנרגיה האפלה היא אחד הגורמים למה שאיינשטיין כינה הקבוע הקוסמולוגי - מושג עליו התחרט בהמשך. הממצאים מראים כי גדול הפיזיקאים המודרניים צריך היה לתת בעצמו יותר אמון
"הפשלה הגדולה" – כך הכריז אלברט איינשטיין לגבי השערתו שלו על קיומו של קבוע קוסמולוגי (כח המתנגד לכבידה ומונע בעד היקום להתמוטט). יתכן כי לא הייתה זו פשלה למרות הכל, כך על פי מחקר שבוצע על-ידי קבוצה בינלאומית של מדענים.
צוות המדענים עובד על פרוייקט הקרוי Essence, החוקר סופרנובות (כוכבים מתפוצצים) כדי לגלות האם אנרגיה אפלה – הכח המאיץ את היקום – תואמת את הקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין. הפרוייקט החל באוקטובר 2002, ומתוכנן להסתיים החודש (דצמבר) לאחר השגת מטרתו, שהיא גילוי וחקר 200 סופרנובות. הצוות משתמש בטלסקופ בקוטר ארבעה מטרים בצ'ילה, במהלך עונת התצפיות שבין אוקטובר לדצמבר כדי למצוא סופרנובות.
עוד ב"הידען": חוקרים גרמנים גילו כי אנשים בעלי גן מסויים מתקשים יותר בלמידה דרך משובים שליליים
בשנת 1917, איינשטיין עבד על תאוריית היחסות הכללית, במהלכה ניסה למצוא משוואה המתארת יקום סטטי – כזה העומד ללא ניד ולא מתמוטט תחת השפעת כח הכבידה. כדי לשמר את היקום במצב סטטי במסגרת התאוריה, איינשטיין הוסיף קבוע קוסמולוגי – כח המתנגד לכח הכבידה.
כעבור 12 שנה, אדווין האבל גילה כי היקום איננו סטטי – ולמעשה הוא מתרחב. איינשטיין זנח את רעיון הקבוע הקוסמולוגי וכינה אותו "הפשלה הגדולה" שלו. בשנת 1998, גילו שני צוותי מדענים (אחד מהם הוקם בשיתוף ע"י ניקולס סנצ'ף מאוניברסיטת טקסס, גם הוא משתתף במחקר) כי לא זו בלבד שהיקום מתפשט, אלא התפשטותו הולכת ומואצת.
"לכן קיומו של כח נוסף היה בכורח הנסיבות, כח אשר יתגבר על הכבידה וידחוף את היקום לתאוצה מעריכית", אומר סנצ'ף. כח נגדי זה נקרא כיום ע"י המדענים "אנרגיה אפלה" ומאמינים כי הוא מהווה כ-74% מהיקום. המרכיבים האחרים של היקום הם חומר אפל, המרכיב כ-22% וחומר רגיל המהווה 4% מן היקום.
הקבוע הקוסמולוגי נכון?
"לאחר 80 שנה, מתברר כי כנראה איינשטיין צדק (בנוגע לקבוע הקוסמולוגי)", אומר קווין קריסונס, חוקר מאוניברסיטת אקסס שלקח חלק בפרוייקט. "הוא נתן בעצמו פחות אמון ממה שהגיע לו".
עוד ב"הידען": חוקרי הטכניון פיתחו שיטה לחקות את המבנה הכדורי של וירוסים
צוות המחקר Essence חוקר סופרנובות הפולטות אותה כמות אנרגיה ובעלות רמה דומה של בהירות. החוקרים יכולים להשוות בין הבהירות הנצפית בשמיים לבין הבהירות הידועה להם כדי לחשב מהו מרחק הסופרנובה. החוקרים בודקים את מה שקרוי "הסטייה לאדום" של הסופרנובה, נתון המראה עד כמה מהר היקום מתפשט. המדענים משווים בין מרחק הסופרנובה לבין הסטייה לאדום שלה, דבר המאפשר להם למדוד את התאוצה של התפשטות היקום. תאוצה זו נגרמת ע"י הכח הקרוי אנרגיה אפלה.
צוות Essence משתמש בנתון לגבי התאוצה כדי לחשב את צפיפות האנרגיה האפלה וכך לחשב את מה שקרוי פרמטר W. פרמטר W צריך להיות שווה 1- על מנת שהקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין יהיה נכון. עד כה, תוצאות הצוות יוצרות רושם המאשר כי הערך קרוב מאד ל- 1-.
"ערך הקסם הוא 1- בדיוק", אומר קריסונס. "אם המספר יהיה שווה ל-1- בדיוק אזי האנרגיה האפלה היא דבר פשוט מאד – היא הקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין". תוצאות סופיות יתקבלו יותר מאוחר השנה, אך כרגע המדידות מצביעות בקירוב על 1- עם מרווח טעות של 10%, כך שהמידע הראשוני מראה כי איינשטיין צדק.
עוד ב"הידען": קראו עוד על היקום
"איננו מסוגלים לבחון אנרגיה אפלה במעבדה, כך שאסטרונומים יאלצו למדוד אותה (באמצעות תצפיות). אחת הדרכים לעשות זאת היא באמצעות סופרנובות ופרוייקט Essence", אומר סנצ'ף. "אנרגיה אפלה בלתי מוסברת לחלוטין ע"י פיזיקה קונבנציונלית. אולי מדובר בהתגלמות הממד החמישי בתורת המיתרים. אולי זוהי אנרגיית ואקום צפופה וחדשה המשתנה לאט לאורך זמן. אין לנו מושג וזה הדבר המרגש פיזיקאים ואסטרונומים כאחד".