קבוע האבל הוא יחידה המתארת כמה מהר היקום מתרחב במרחקים שונים מנקודה מסוימת במרחב. זהו אחד מאבני המפתח בהבנתנו את התפתחות היקום - והחוקרים קשורים לוויכוח על ערכו האמיתי.
כיצד התגלה קבוע האבל
קבוע האבל חושב לראשונה בשנות העשרים של המאה הקודמת, על ידי האסטרונום האמריקני אדווין האבל. הוא גילה כי אובייקטים שמימיים מעורפלים, דמויי ענן, היו גלקסיות רחוקות שישבו מחוץ לגלקסיה של שביל החלב שלנו, על פי נאס"א.
מוקדם יותר, האסטרונום האמריקני הנרייטה לאוויט הראה שכוכבים מיוחדים המכונים משתני קפיד, שזוהרותם עולה ויורדת באופן קבוע, היו בעלי קשר מתאם בין תקופת השונות שלהם לבין הבהירות המהותית שלהם. על ידי ידיעתו של עד כמה סופה קפיד בהיר וכמה נראתה עמומה אורו כשהוא נראה מכדור הארץ, הצליח האבל לגזור את מרחק הקפיד.
מה שהאבל מצא היה מדהים. נראה כי כל הגלקסיות ביקום מתרחקות מכוכב הלכת שלנו. יתר על כן, ככל שהגלקסיה הייתה רחוקה יותר, היא נסוגה במהירות. תצפית זו, אותה עשה האבל ב -1929, הפכה לבסיס למה שמכונה החוק של האבל, הקובע כי יש קשר בין המרחק שאובייקט בקוסמוס נמצא מאיתנו לבין המהירות בה הוא נסוג, כך מסביר מסביר מאוניברסיטת קורנל.
כדור הארץ אינו, אגב, באיזו נקודה מיוחסת במרכז היקום. כל מתבונן בכל מקום בקוסמוס יראה שישויות שמימיות מתרחקות בקצב שמתגבר עם המרחק.
בעזרת הנתונים שלו ניסה האבל להעריך את הקבוע הנושא את שמו והגיע לערך של כ- 342,000 קמ"ש למיליון שנות אור, או 501 ק"מ לשנייה למגה-פארק (MPC) ביחידות הקוסמולוגים. (מגה-פיקסל שווה ל -3.26 מיליון שנות אור.) טכניקות מודרניות מדויקות יותר עידנו את המדידה הראשונית הזו והראו שהן היו גבוהות פי 10 מדי.
מדוע קבוע האבל ממשיך להשתנות
אבל בדיוק עד כמה הסתלקה האבל נותרת במחלוקת. בשנות התשעים גילו אסטרונומים שסופרנובות רחוקות עמומות יותר ולכן הם רחוקים יותר מכפי שחשדו בעבר. ממצא זה הצביע על כך שהיקום לא רק מתרחב אלא גם מאיץ בהתפשטותו. התוצאה חייבה תוספת של אנרגיה אפלה - כוח מסתורי הדוחף את כל הקוסמוס לגזרים - למודלים של הקוסמולוגים של היקום.
לאחר הפתעה זו ניסו החוקרים לצמצם את קצב ההאצה הקוסמית, להבין כיצד היקום התחיל והתפתח ומה יהיה גורלו הסופי. נתונים ממשתני Cepheid וממקורות אסטרופיסיים אחרים חישבו את קבוע האבל ל 50,400 קמ"ש למיליון שנות אור (73.4 קמ"ש / קמ"ש) בשנת 2016.
אולם מספר חלופי נגזר באמצעות מידע מהלוויין של סוכנות החלל האירופית של פלאנק. החללית בילתה 10 שנים האחרונות במדידות של הרקע המיקרוגל הקוסמי - הד מהמפץ הגדול שמכיל נתונים על הפרמטרים הבסיסיים של היקום. פלאנק מצא כי קבוע האבל עומד על 46,200 קמ"ש למיליון שנות אור (67.4 קמ"ש / מפ"ק) בשנת 2018.
שני הערכים אולי לא נראים שונים זה מזה. אבל כל אחד מהם מדויק בצורה יוצאת דופן, והם אינם מכילים חפיפה בין סרגלי השגיאה שלהם. אם הערכת Cepheid שגויה, פירוש הדבר שכל מדידות המרחק של האסטרונומים לא היו נכונות מאז ימי האבל. אם ההערכה השנייה שגויה, יהיה צורך להכניס פיסיקה חדשה ואקזוטית למודלים של הפיזיקאים של היקום. עד כה, אף צוות המדענים שקבע את המספרים לא היה מוכן להודות בשגיאות מדידה משמעותיות כלשהן.
ביולי 2019, אסטרונומים השתמשו בטכניקה חדשה כדי לחשב חישוב קבוע של האבל. חוקרים בחנו את אורם של כוכבי ענק אדומים, שכולם מגיעים לאותם שיא בהירות בסוף חייהם. המשמעות היא שכמו אצל הספידים, אסטרונומים יכולים להסתכל על איך כוכבי ענק אדומים אדומים מופיעים מכדור הארץ ולהעריך את מרחקם. הערך החדש הושקע ממש בין שני הישנים - 47,300 קמ"ש למיליון שנות אור (69.8 קמ"ש / קמ"ק) - ובכל זאת המדענים עדיין לא הכריזו על ניצחון.
בארי מדור, אסטרונום מאוניברסיטת שיקגו וחבר בצוות שביצע את המדידה האחרונה, אמר ל- Live Science. "אבל לא נאמר שהצד הזה או שהצד הזה צודק. הוא אמר שהיה הרבה יותר שיפוע ממה שכולם חשבו לפני כן."
הוויכוח נמשך. יש שהציעו כי מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר (LIGO), אשר מסתכל על אדוות במרקם הזמן שנעשה על ידי כוכבי נויטרונים רחוקים המתנגשים זה בזה, עשוי לספק נקודת נתונים עצמאית נוספת. אחרים מסתכלים על עדשות כבידה, המתרחשת כאשר חפצים מאסיביים במיוחד מתכופפים ומתפתלים במרחב בזמן כמו זכוכית מגדלת, ומספקים הצצה לישויות רחוקות יותר כדי להבהיר את ההתאמה. אך כרגע איש אינו בטוח בדיוק היכן ומתי תופיע התשובה הסופית לגבי קבוע האבל.
