מתח הקבוע של האבל: מדענים נאבקים למדוד את קצב התפשטות היקום

כמעט מאה שנים לאחר שאסטרונום העבר אדווין האבל הוכיח כי היקום מתפשט בקצב מואץ, המדענים עדיין נאבקים לקבוע במדויק את קצב ההתפשטות הזה. התצפיות הראשונות של האבל הראו כי ככל שהגלקסיות רחוקות יותר מכדור הארץ, הן מתרחקות במהירות גבוהה יותר. ממצא זה היווה את הבסיס לתאוריות הקוסמולוגיות המודרניות, אך קביעת הקשר המדויק בין מרחק עצמים שמימיים למהירות התרחקותם נותרה אחת מהאתגרים הגדולים ביותר באסטרונומיה בת זמננו.

הקושי העיקרי נובע מהפער בין המדידות השונות של קבוע האבל — הערך המתאר את קצב התפשטות היקום. בעוד שחוקרים מנסים לחשב את הערך הזה באמצעות מודלים תאורטיים, התוצאות אינן תואמות את התצפיות בפועל. התופעה, המכונה 'מתח האבל', הופכת לבעיה בולטת כאשר מכשירים רגישים שונים מספקים תוצאות שונות זו מזו. הפער כה משמעותי עד שהוא מעלה שאלות עמוקות על הבנתנו את חוקי הפיזיקה או על קיומם של חוקים חדשים שעדיין לא נתגלו.

מדידה חדשה מקרבת אותנו לפתרון, אך הפער נותר

צוות בינלאומי של אסטרונומים פרסם לאחרונה אחת המדידות המדויקות ביותר של קבוע האבל עד כה. לפי המחקר, שפורסם בכתב העת Astronomy & Astrophysics, הערך שנמדד עומד על כ-73.5 קילומטרים לשנייה למגה-פרסק (כ-3.26 מיליון שנות אור). למרות שהמדידה מהווה צעד חשוב לקראת פתרון המתח, היא גם מדגישה עד כמה המאמץ לפתור את הסתירה מאתגר.

החוקרים השתמשו במסגרת סטטיסטית חדשנית כדי לשלב את כל המדידות הקיימות ולזהות אי-עקביות אפשריות. לדברי המדען הראשי במחקר, סטפנו קסרנטו, ממכון המדע של טלסקופ החלל, "המודל הקוסמולוגי השולט חוזה כי קבוע האבל צריך להיות נמוך ב-10% ממה שאנו מודדים בפועל. ההבדל הזה גדול פי חמישה מהאי-ודאות המשולבת של שני המודלים והמדידות."

למרות שהמדידה החדשה מדויקת ביותר, היא אינה פותרת את הפער המרכזי. קסרנטו הוסיף כי "זו המדידה המדויקת ביותר עד כה, עם דיוק של אחוז אחד בפעם הראשונה. בנוסף, אף מדידה בודדת אינה קריטית לתוצאה הסופית; ניתן להסיר כל רכיב, וערך קבוע האבל יישאר כמעט זהה."

השלכות על הבנת היקום והגיל שלו

הפער בין המדידות השונות מעלה שאלות על גילו האמיתי של היקום ועל חוקי הפיזיקה השולטים בו. אם המודלים התאורטיים אינם תואמים את התצפיות, ייתכן שקיימים חוקים פיזיקליים חדשים שעדיין לא נתגלו. המדענים מקווים כי מדידות נוספות ומדויקות יותר יסייעו לצמצם את הפער, אך בינתיים המתח נותר אחד מהאתגרים הגדולים ביותר במדע המודרני.

לדברי אדם רייס, מדען נוסף ממכון המדע של טלסקופ החלל, "אישור מתח האבל הופך את הצורך בפתרונו לדחוף אף יותר. אנו זקוקים למדידות נוספות ומדויקות כדי להבין האם מדובר בבעיה במדידות או בחוסר הבנה עמוק יותר של היקום."