פיזיקאים מניחים, בדרך כלל, שהיקום הוא אחיד - הומוגני ואיזוטרופי; קרי שבכל כיוון שלא נתבונן על היקום נראה, בסך הכל, תמונה דומה מבחינה סטטיסטית. אם כוחות הטבע פועלים על החומר בצורה דומה בכל מקום ובכל זמן - זו הנחה סבירה... אך פיזיקאים אוהבים לאתגר גם הנחות יסוד מסוג זה
אילוסטרציה של היקום (האחיד) הנצפה בסקלה לוגריטמית; מהויקיפדיה
תפציות על קרינת רנטגן מהיקום
ההנחה שהיקום הוא אחיד או איזוטרופי נתמכת על ידי תצפיות רבות, ובראשן פרויקט מיפוי קרינת הרקע הקוסמית - שרידים של מצב היקום בינקותו, כאשר הוא היה כבן 380 אלף שנה בלבד, המפוזרות בצורה אחידה למדי, והמעידות לכן על התפשטות אחידה של היקום. אך צוות מדענים מאוניברסיטאות בון והרווארד תהה האם זהו המצב גם היום.
לצורך הענין הם התבוננו על למעלה מ- 800 צבירי גלקסיות, ובחנו את מידת הבהירות של גלקסיות שהן בטמפרטורות דומות ובמרחק דומה מאיתנו. אם היקום הוא באמת איזוטרופי - מידת הבהירות שהיינו מצפים לראות היא שווה... אך לא זו התמונה שהם גילו. מחקרם פורסם בראשית חודש אפריל בכתב העת Astronomy & Astrophysics, ואחד החוקרים הסביר:
"ראינו כי צבירי גלקסיות עם אותן תכונות, שנראו פחות בהירים ממה שהיינו מצפים בכיוון אחד של השמיים, ויותר בהירים מהצפוי בכיוון אחר. ההבדל היה די משמעותי, בסביבות 30 אחוז. ההבדלים האלה אינם אקראיים, והם בעלי דפוס ברור בהתאם לכיוון בו צפינו בשמיים". הנה סרטון ממחיש קצרצר:
*************** width="640" height="360" src="https://www.youtube.com/embed/kIDCEF97w-c" frameborder="0" allowfullscreen=""><*
לחץ כאן לצפיה דרך יוטיובהחוקרים ניסו למצוא הסבר לתופעה זו - לבד מכך שהיקום איננו אחיד - כגגון אבק בין-גלקטי המפריע לתצפיות; אך הסברים כאלה נדחו על ידם כבלתי סבירים לאור תוצאות התצפיות. ואם באמת עולה מהתצפית שהיקום איננו אחיד - יש לכך משמעויות רבות, עליהן נעמוד לאחר תיאור התצפית הנוספת שהיא מפתיעה עוד יותר.
תצפיות לבחינת השאלה: האם הקבועים הפיזיקליים הם באמת קבועים?
בפיזיקה יש גדלים שונים המתוארים כ'קבועים פיזיקליים'. רבים למשל מכירים את העובדה, שמהירות האור בריק היא קבועה; אך יש קבועים נוספים, ובהם קבוע המכונה - "קבוע המבנה העדין" (או קבוע המבנה הדק), המשמש למדידת עוצמתם של כוחות אלקטרומגנטיים. באנרגיות נמוכות גודלו של קבוע זה שווה בערך ל-1/137; אך מי אמר שלקבוע הזה (ולקבועים פיזיקליים אחרים) יש אותו ערך בכל מקום ביקום? או אולי היה לו ערך אחר בעבר?
פיזיקאים מאוסטרליה ניסו לבדוק בדיוק את השאלה האמורה, על ידי בחינת ערכו של קבוע המבנה העדין באור הנפלט מגרמי שמיים בוהקים המכונים 'קוואזרים' והמצויים הרחק מאיתנו - עד כדי 13 מיליארד שנות אור. כאשר אנו מתבוננים על אור כזה, אנו מתבוננים במידה ברורה על אור "מהעבר": אור שיצא למסעו מהקוואזר לכיוון שלנו לפני 13 מיליארד שנה. והנה, לפי התצפיות שהם ערכו ואשר פורסמו ביום שישי שעבר בכתב העת Science Advances, לקבוע המבנה העדין היה ערך שונה בהתאם לכיוון אליו הם התבוננו; ופירוש הדבר עשוי להיות, שהכוח האלקטרו-מגנטי פעל בעבר בצורה שונה מזו המוכרת לנו על כדור הארץ, ואולי הוא פועל בדרך שונה במקומות רחוקים זה מזה.
אף שבעבר היו תצפיות אחרות שרמזו למסקנה זו, תוצאה זו מפתיעה. לא רק כשלעצמה, אלא גם משום ש"הציר" של השינוי בערכו של הקבוע נמצא תואם את ציר השינוי בבהירות הגלקסיות בתצפית הראשונה שתוארה לעיל (!). כלומר, במובן ברור שתי התצפיות מחזקות זו את זו - ושתיהן את ההשערה שאולי היקום איננו באמת אחיד.
אז מה נובע מכך?
אם התצפיות יתבררו כנכונות, וישללו הסברים חילופיים, יהיה טיעון חזק לפיו היקום איננו אחיד, אלא יש לו מעין "ציר" - כמו הציר צפון / דרום על כדור הארץ. לפי מסקנה זו, יש ליקום "כיוון", שבו יהיה צורך להתחשב בכל תצפית; כולל עדכון של מסקנות מתצפיות עבר - לפי כיוון המבט שלהן. "יתכן שהיקום לא יהיה איזוטרופי בחוקי הפיזיקה שלו" - מסביר פרופ' ווב, ראש צוות החוקרים האוסטרלי - "יתכן שהיקום איננו זהה סטטיסטית לכל הכיוונים; יכול להיות שיש כיוון ביקום בו חוקי הפיזיקה משתנים".
זו כמובן מסקנה מאוד דרמטית, וגם פרופ' ווב עצמו סקפטי לגביה, והוא מציין כי צריך לתקף את המסקנה בתצפיות נוספות, לפני שניתן היה להגיע למסקנה החלטית; והוא מוסיף: כל הזמן משתכללות טכנולוגיות חדשות ושיטות ניתוח חדשות, אשר יאפשרו לטייב את התוצאות ולהגיע למסקנות חדשות. אבל אם אכן יתברר כי תצפיות אלה נכונות - הרבה עבודה צפויה לפיזיקאים, להתאים את המדע הידוע ליקום שאיננו אחיד.
ומסיים פרופ' ווב: "במשך זמן רב נהוג לחשוב שחוקי הטבע נראים מכוונים בצורה מושלמת לקביעת התנאים לפריחת החיים. כוחו של הכוח האלקטרומגנטי הוא אחד מאותם חוקים. אם הוא היה שונה רק בכמה אחוזים לערך ממה שאנחנו מודדים על פני כדור הארץ, ההתפתחות הכימית של היקום הייתה שונה לחלוטין וייתכן שהחיים כפי שאנו מכירים אותם לא היו 'יוצאים לדרך'. זה מעלה שאלה מפתה: האם 'מצב הזהב' הזה, שבו כמויות פיזיקליות בסיסיות, כמו קבוע המבנה העדין, הם בדיוק מתאימים לטובת קיומנו - חל בכל היקום כולו?"
שבת שלום
