גורלו של היקום עדיין לוט בערפל. נכון לעכשיו, הוא מתרחב בקצב מואץ. אם דבר לא ישתנה, בעוד מיליארדי או טריליוני שנים היקום צפוי להפוך לקר, חשוך ובלתי ראוי לחיים.
אך נתונים חדשים שפורסמו השבוע על ידי מדענים העובדים במיזם "המתקן הספקטרוסקופי לאנרגיה אפלה" (Dark Energy Spectroscopic Instrument – DESI) מצביעים על כך שתהליך ההאצה הקוסמית – הנגרם משדה האנרגיה המסתורי המכונה "אנרגיה אפלה" – נחלש במהלך 4 עד 5 מיליארד השנים האחרונות.
ייתכן שהאנרגיה האפלה אינה "קבוע קוסמולוגי", כפי שמקובל להניח, אלא שהיא משתנה עם הזמן, כך טוענים מדעני DESI. אם הרעיון של "אנרגיה אפלה משתנה" יעמוד במבחן מחקרי נוסף, ייתכנו תרחישים קוסמיים שונים באשר לעתיד היקום.
ייתכן שהיקום יגיע לשלב של יציבות. או שאולי ההאצה תתגבר שוב, כאילו מישהו סובב כפתור בלתי נראה. ואולי הכול יתהפך, והיקום יתחיל להתכווץ. זו תהיה תפנית מוחלטת – מהפך קוסמי של 180 מעלות.
"ממצא זה מחזיר לשולחן את האפשרות שהיקום לא ימשיך להתרחב לנצח. אחד התרחישים האפשריים, לפי תיאוריות מסוימות, הוא שהיקום יפסיק להתרחב, ויתכנס אל תוך 'ההתכווצות הגדולה'", אמר מוסטפה אישאק, קוסמולוג מאוניברסיטת טקסס בדאלאס ויו"ר שותף של קבוצת העבודה שחקרה את הנתונים.
"אנחנו לא יכולים לחזות מה האנרגיה האפלה תעשה בעתיד", הוסיף וילם אלברס, קוסמולוג מאוניברסיטת דורהאם באנגליה ויו"ר שותף נוסף בקבוצת המחקר. האנרגיה האפלה היא המניע העיקרי של האבולוציה הקוסמית, אך אם שדה האנרגיה המסתורי הזה ידעך, החומר וכוח המשיכה עלולים להפוך לגורמים הדומיננטיים, אמר אלברס. "במקרה כזה, גורל היקום יהיה תלוי על חוט השערה. בהתאם לאופן שבו החלל מתעקל, קריסת היקום היא אפשרות ממשית", הוסיף במייל.
חשוב להבין שפרק הזמן עליו מדובר הוא של מיליארדי או טריליוני שנים. אמנם התצפיות של DESI עשויות להיות בעלות חשיבות קוסמית, אך הן אינן בגדר קריאה לפעולה עבור בני האדם.
בזמן שנתוני התצפיות זורמים פנימה, לקוסמולוגים התיאורטיים יש עוד עבודה רבה לעשות. אי הוודאות סביב "חוק הַַאבֶּל" – הקובע את קצב התפשטות היקום – עדיין קיימת, ויש הסבורים כי קיימת טעות בהערכות או אולי בעיה עמוקה יותר במודל הסטנדרטי של האבולוציה הקוסמית. ההערכות השונות לגבי קצב ההתרחבות הובילו לוויכוח בן עשור שזכה לכינוי "מתח האבל".
טלסקופים חדשים נכנסים לפעולה בניסיון להבין את המסר שהיקום שולח לנו בנוגע לעברו ולעתידו. טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן של נאס"א נמצא בבנייה במרכז טיסות החלל גודארד במרילנד והשיגור מתוכנן לעוד שנתיים.
מאוחר יותר השנה, צפוי להתחיל לפעול הטלסקופ "ורה רובין" בצ'ילה, הממומן על ידי הקרן הלאומית האמריקנית למדע ומשרד האנרגיה האמריקני. טלסקופ החלל SPHEREx של נאס"א, הקטן יחסית, שוגר ב-11 במרץ. הוא יסרוק 450 מיליון גלקסיות ויבחן תיאוריות לפיהן היקום העוברי עבר שלב של האצה מעריכית הידועה בשם "אינפלציה קוסמית".
מיזם DESI, שמומן על ידי משרד האנרגיה של ארה"ב ומנוהל על ידי מעבדת לורנס ברקלי, הוא שיתוף פעולה בינלאומי בהשתתפות 900 חוקרים מ-70 מוסדות שונים ברחבי העולם. הניסוי עושה שימוש בטלסקופ שבהר קיט באריזונה כדי למפות את ההיסטוריה של היקום. מסד הנתונים שלו כולל 13.1 מיליון גלקסיות ו-1.6 מיליון קווזארים – עצמים בהירים ורחוקים המוזנים על ידי חורים שחורים על-מסיביים.
אז יש הרבה נתונים שמגיעים, וברור שליקום לא נגמרו הדרכים להפתיע קוסמולוגים.
"אני חושב שהיקום מלמד אותנו שיעור בענווה קוסמית. הוא לא נראה כמי שפועל לפי הספר שכתבנו עליו", אמר אדם ריס, קוסמולוג מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס וזוכה פרס נובל לפיזיקה על גילוי ההתפשטות המואצת של היקום, במייל. ריס אינו חלק מצוות המחקר שפרסם את הנתונים החדשים.
"כשגרסה דומה אך מעט פחות מובהקת של תוצאה זו של DESI הופיעה לראשונה בשנה שעברה, רבים לא היו בטוחים אם היא תשרוד עוד שנה של בדיקות והכפלה של הנתונים פי שלושה, אבל היא שרדה!" אמר. "אם התוצאה תקבל אישור, זה אומר שלמעשה האנרגיה האפלה אינה מה שרוב האנשים חשבו – מקור אנרגיה קבוע – אלא אולי משהו אפילו יותר אקזוטי".
אם החדשות מ-DESI נשמעות מוכרות, זה משום שבאפריל שעבר אותו צוות הודיע על תוצאה דומה. ההבדל הוא בכמות הנתונים (פי שניים יותר גלקסיות שנחקרו) וברמת הביטחון בתוצאה.
הצוות עדיין לא טוען ל"גילוי", אך ההסתברות שהתוצאות יחזיקו מעמד גם במחקרים נוספים הולכת וגדלה. אף על פי שהנתונים החדשים פורסמו ברשת, הם עדיין לא פורסמו בכתב עת מדעי שעבר ביקורת עמיתים.
"אנחנו עדיין בשלב של 'מעניין' או 'כדאי להמשיך לעקוב'. זה מאוד מסקרן אך עדיין לא סופי", אמרה הקוסמולוגית וונדי פרידמן מאוניברסיטת שיקגו, שאינה חלק מצוות DESI, במייל.
ביום שלישי, צוות מדענים נוסף, השייך למיזם שיתוף הפעולה של "הטלסקופ הקוסמולוגי של אטקמה", פרסם תוצאות של תצפיות באור הקדום ביותר ביקום – קרינת הרקע הקוסמית בגלי מיקרו. בהודעה לעיתונות, הצוות אמר כי הנתונים הם "המדויקים והברורים ביותר עד כה לגבי ראשית היקום". הקרינה נפלטה 380 אלף שנים לאחר המפץ הגדול, כאשר היקום המתרחב הפך לראשונה לחדיר לאור.
ג'ו דאנקלי, אסטרופיזיקאית מאוניברסיטת פרינסטון, אמרה במייל כי הנתונים החדשים תומכים במודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה, המכונה מודל למדא-CDM. עם זאת, לדבריה, הממצאים אינם שוללים את האפשרות של אנרגיה אפלה משתנה, כפי שהציעו עד כה תוצאות DESI.
"אני חושבת שעד שלא נבין מהי האנרגיה האפלה, כמעט כל דבר אפשרי – כלומר, האנרגיה האפלה יכולה לשנות את התנהגותה בעתיד בצורה שתוביל לקריסה קוסמית (ההתכווצות הגדולה), למרות שזה לא מה שהמודלים הפשוטים יותר מנבאים", אמרה.
