מחקר חדש, שהתפרסם בכתב העת The Astrophysical Journal, מאתגר את המודל הנוכחי של הרכב היקום בכך שהראה כי למעשה, אין בו מקום לחומר אפל.
בקוסמולוגיה, המונח "חומר אפל" מתאר את כל מה שנראה שאין לו אינטראקציה עם האור או השדה האלקטרומגנטי, או שניתן להסביר רק באמצעות כוח הכבידה. לא ניתן לראות אותו, כך שגם לא ממש ידוע ממה הוא עשוי. בניגוד לחומר שבו יכולים לצפות, כגון כוכבים, ענני גז וחומר בין-כוכבי, החומר האפל הוא בלתי ניתן לצפייה ישירה.
מכאן נובע שאם הוא אכן קיים, אזי הוא לא מקיים אינטראקציות אלקטרומגנטיות, כך שהוא לא פולט ולא בולע קרינה הניתנת לצפייה ישירה, אחרת ניתן היה לזהותו באמצעות האינטראקציה שלו עם קרינה כזו. למרות אופיו המסתורי, החומר האפל היה מרכיב בסיסי בהסבר ההתנהגות של גלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת.
רג'נדרה גופטה, פרופ' לפיזיקה בפקולטה למדעים של אוניברסיטת אוטווה, השתמש בשילוב של קבועי הצימוד המשתנים (CCC) ותיאוריות "אור עייף" (TL) - הידועים יחד כמודל CCC+TL - על מנת להגיע לממצאי המחקר. המודל לפיו פעל פרופ' גופטה משלב שני רעיונות - על האופן שבו כוחות הטבע פוחתים לאורך זמן קוסמי ועל האור המאבד אנרגיה כשהוא עובר מרחק רב.
המודל נבדק והוכח כי הוא תואם למספר תצפיות, כגון כיצד גלקסיות מתפשטות וכיצד האור מהיקום המוקדם התפתח. תגלית זו מאתגרת את ההבנה הרווחת של היקום, לפיה כ-27% ממנו מורכבים מחומר אפל ופחות מ-5% מחומר רגיל, כשאת היתר ממלאת האנרגיה האפלה.
"ממצאי המחקר מאששים מחקר קודם שלנו על גיל היקום, בנוסף לתגלית לפיה לא נדרש חומר אפל לשם התקיימות היקום", הסביר פרופ' גופטה. "בקוסמולוגיה הסטנדרטית, נהוג לחשוב שההתפשטות המואצת של היקום נגרמת על ידי אנרגיה אפלה, אך למעשה היא נובעת מכוחות ההיחלשות של הטבע ככל שהוא מתרחב, לא בשל אנרגיה אפלה".
"הסחה לאדום" או "היסט לאדום" היא תופעה פיזיקלית המתארת מצב שבו תדר האור הנמדד על ידי צופה נמוך יותר מהתדר שהיה לאור כאשר נפלט על ידי המקור. לרוב תופעה זו מתרחשת כאשר מקור האור מתרחק במהירות מהצופה, עקב אפקט פיזיקלי המכונה אפקט דופלר. תופעת ההסחה לאדום מוכרת בעיקר במקרה שהספקטרום הנפלט על ידי גלקסיות מרוחקות מוסט כולו לאדום, כאשר מידת ההסחה לאדום היא פונקציה של המרחק: ככל שהגלקסיה מרוחקת יותר, כך ההסחה לאדום תהיה גדולה יותר.
3 צפייה בגלריה
השדה האולטרה-עמוק של האבל (HUDF), התמונה המעמיקה ביותר של היקום כפי שצולמה על ידי טלסקופ החלל האבל
(צילום: Shutterstock)
תגלית זו היא שהביאה לניסוחה של תאוריית המפץ הגדול, לפיה היקום התפרץ כולו מנקודת ייחודיות אחת ומשם התחיל להתפשט. על ידי בחינת נתונים על התפשטות הגלקסיות בהיסט לאדום נמוך וגודלו הזוויתי של אופק הקול בהיסט לאדום גבוה, הציג פרופ' גופטה טיעון משכנע נגד קיומו של חומר אפל, תוך שמירה על עקביות עם תצפיות קוסמולוגיות מרכזיות.
"יש כמה מחקרים המפקפקים בקיומו של חומר אפל, אבל שלי הוא הראשון, למיטב ידיעתי, שמבטל את קיומו הקוסמולוגי תוך התאמה עם תצפיות קוסמולוגיות מרכזיות שאושרו", אמר פרופ' גופטה. על ידי קריאת התיגר על הצורך בחומר אפל ביקום ומתן ראיות למודל קוסמולוגי חדש, פותח מחקר זה אפיקים חדשים לחקר התכונות הבסיסיות של היקום. מחקרו של פרופ' גופטה וטיעוניו הנועזים, מהווים למעשה צעד משמעותי קדימה במסע לפענוח מסתורי היקום.
