ב"אנני הול" של וודי אלן, הילד אלווי שוקע בדיכאון. "היקום מתפשט", הוא מסביר לפסיכולוג, "והיקום הוא הכול. אז אם היקום מתפשט, יום אחד הוא יתפרק וזה יהיה הסוף של הכול". אמא שלו צועקת עליו: "אבל איך זה העסק שלך? אתה כאן בברוקלין! ברוקלין לא מתפשטת!".
אז לא, ברוקלין לא מתפשטת. גם תל אביב לא. כוחות כבידה מקומיים יכולים לגבור על כוח ההתפשטות של היקום. אבל היקום בכללותו באמת מתפשט – וכעת מסתבר שהוא מתפשט מהר בהרבה מכפי שחשבנו.
צוות בינלאומי של חוקרים השתמש בטלסקופ החלל האבל כדי לערוך מדידות מדויקות של קצב התפשטות היקום. המדידות החדשות לא עולות בקנה אחד עם תחזיות קודמות, שמתבססות על מסלול היקום בעקבות המפץ הגדול, והן סותרות, לכאורה, את הפיזיקה הקיימת.
הרמזורים של היקום
ככלל, אסטרונומים מודדים את המרחקים בין הגלקסיות על ידי מדידת השינויים בבהירותם של משתנים קפאידים, כוכבים ענקיים שמתעמעמים ומתבהרים באופן מחזורי. בשנת 1912, האסטרונומית האמריקנית הנרייטה ליוויט גילתה קשר בין מחזור הבהירות של הכוכבים הללו לבהירות המוחלטת שלהם. על ידי ההשוואה בין האור שמשתנה קפאידי אמור לפלוט (הבהירות המוחלטת של הכוכב) לאור שמגיע לעינינו (הבהירות הנראית של הכוכב), האסטרונום אדווין האבל הוכיח ב-1929 שהגלקסיות מתרחקות אלו מאלו בקצב קבוע, הוא "קבוע האבל".
מחקרו של האבל הוכיח למעשה את תאוריית המפץ הגדול, שכן אם היקום מתפשט – סימן שבשלב כלשהו בעבר הוא היה מרוכז בנקודה אחת. התרחקות הגלקסיות בקצב הולך ומאיץ פירושה שהיקום, כלומר המרחב עצמו בחלל, הוא המתפשט. במובן הזה, גלקסיות הן כמו גרגירי חול על בלון: הגרגירים יכולים לנוע על פני המרחב אבל ככל שהבלון עצמו מתנפח, המרחק בין כל שתי נקודות גדל והולך.
כעת, וכחלק מהניסיון המתמיד לדייק את "קבוע האבל", טלסקופ החלל האבל, מדד את מיקומם של שמונה משתנים קפאידים בגלקסיית שביל החלב שלנו, אלף פעמים בדקה, כל שישה חודשים, במשך ארבע שנים, ולאחר מכן השווה את בהירותם לקפאידים בגלקסיות אחרות. לפי הנתונים החדשים, היקום מתפשט בקצב של 73 קילומטר לשנייה לכל מגה-פארסק (מגה-פארסק שווה ערך לשלושה מיליון שנות אור).
כשטלסקופ חלל ולוויין מתווכחים
הקצב שהתגלה במחקר הנוכחי מהיר בהרבה מהתוצאות שהניב בעבר הלוויין פלאנק של סוכנות החלל האירופית, שמדד במשך ארבע שנים את קצב התפשטות קרינת הרקע הקוסמית. לפי פלאנק, היקום מתפשט בקצב של 67 עד 69 קילומטר לשנייה למגה-פארסק "בלבד".
רק בשנה שעברה, צוות אסטרונומים בראשות הפיזיקאי חתן פרס נובל אדם ריס השתמש בטלסקופ החלל האבל והגיע למסקנה שהיקום מתפשט בקצב של 72 קילומטר לשנייה. עם זאת, לא נראה שמדובר בטעות במדידות של פלאנק או של האבל – שנבדקו ביסודיות – אלא בטעות מהותית יותר בהבנה שלנו את היקום. לפי השערה אחת של החוקרים, ייתכן שהאנרגיה האפלה – אותו כוח מסתורי שמאיץ את התפשטות היקום – אינו פועל באופן אחיד וקבוע ולכן בכל מדידה תתקבל תוצאה שונה במקצת.
כך או כך, צוות החוקרים הבינלאומי מתכוון להשתמש במידע מטלסקופ החלל האבל ובנתונים ממצפה הכוכבים גאיה של סוכנות החלל האירופית במטרה להגיע למדידות מדויקות עוד יותר של המשתנים הקפאידים, בתקווה לפתור יום אחד את חידת מוצאו וגורלו של היקום שלנו.
היקום מתפשט אבל לא ברוקלין | מתוך הסרט אנני הול