האם זיקית יכולה לבנות גלקסיה? על פי דגמי מחשב חדשים, כן.
זו לא בדיחה סוריאליסטית אלא ההשלכה של הדמיות אחרונות שמטרתן להסביר את פעולתן הפנימית של האנרגיה האפלה, כוח מסתורי המפריד את כל היקום. הממצאים, שפורסמו ב- 8 ביולי בכתב העת Nature Astronomy, תומכים במודל של אנרגיה אפלה המכונה תיאוריה של זיקית.
רמזים לאנרגיה אפלה התגלו לראשונה בסוף שנות התשעים, אז הקוסמולוגים מדדו את האור מסופרנובות רחוקות והבינו שהכוכבים עמומים מהצפוי, מה שמרמז כי מארג החלל לא רק מתרחב, אלא מאיץ בהתרחבותו. הפיזיקאים הציעו את קיומו של כוח שפועל בניגוד לכוח המשיכה, מרחיק דברים אחד מהשני, ולא למשוך אותם זה לזה.
רוב החוקרים מנויים לרעיון שהאנרגיה האפלה היא מה שמכונה הקבוע הקוסמולוגי, סוג של אנרגיה שהוצמדה בוואקום של החלל עצמו, אמר Baojiu Li, פיזיקאי מתמטי מאוניברסיטת דורהאם באנגליה, ל- Live Science. "המודל הפשוט הזה עובד בצורה מעשית מאוד, וזה תוספת ישירה למודל הקוסמולוגי מבלי שתצטרך לשנות את חוק הכובד," אמר.
הבעיה היא שתיאוריות הפיזיקה המובילות מנבאות כי ערך האנרגיה של הוואקום צריך להיות 120 סדר גודל בסדר גודל ממה שקוסמולוגים צופים ממדידות בפועל של אנרגיה אפלה ביקום, אמר לי. אז פיזיקאים חיפשו הסברים חלופיים, כולל תיאוריית הזיקית.
התיאוריה מציעה כוח חדש, מעל הארבעה שכבר ידועים, בתיווך של חלקיק הנקרא חלקיק הזיקית, על פי מסביר במגזין סקיי וטלסקופ. כוח הזיקית היה פועל כמו אנרגיה אפלה, מפריד גלקסיות בקוסמוס. אבל אם יש כוח חמישי בלתי צפוי מגיע עם דילמה משלו - איך קרה שהמכשירים שלנו מעולם לא ראו חלקיק כזה?
התיאוריה מציעה שחלקיקי זיקית, כמו מסעות השמות של הזוחלים שלהם, יכולים להשתלב בסביבתם כדי להתחמק מהגילוי. במקום לשנות צבע, חלקיקים אלה משנים מסה. בסביבות בצפיפות גבוהה, כמו זו הסמוכה לכדור הארץ, יש להן מסה גבוהה ולכן קשה לזהות אותן. זו הסיבה שאנו לא רואים את ההשפעות של חלקיקי זיקית על מערכת השמש שלנו, אלא רק על סולמות קוסמולוגיים גדולים במיוחד, שבהם, בסך הכל, החומר דליל, על פי התיאוריה.
על מנת לבחון את תורת הזיקית, החוקרים הפעילו הדמיות מחשב עוצמתיות, וסובבו חומר אפל וירטואלי - חומר שטרם נודע עולה על חומר גלוי ביקום ביקום - עם ארבעת הכוחות הידועים בתוספת חלקיקי זיקית ליצירת מבנים שמימיים כמו מערכת השמש שלנו על פי הצהרה.
אך עד כה, מגבלות כוח העיבוד גרמו לכך שהמודלים לא יוכלו לכלול חומר רגיל וגלוי לעין, כמו פרוטונים ואלקטרונים. לי ועמיתיו השתמשו במחשבי על כדי לכלול סוף סוף את החלקיקים הרגילים לצד כל השאר ולייצר מבנים בקנה מידה גלקסי.
"ההדמיות מראות כי גלקסיות ריאליסטיות, כמו שביל החלב שלנו, יכולות להיווצר למרות התנהגות מורכבת של כוח הכבידה", אמר לי.
הצוות מקווה כי דוגמנות נוספות יחשפו דרכים להבדיל בין התיאוריה להשערות אחרות בנושא אנרגיה אפלה, הוסיף.
אז האם רעיונות אלה מאתגרים את תיאוריית היחסות הכללית של אינשטיין, כפי שפורסם בהרחבה?
ג'רמי סקשטיין, פיזיקאי מאוניברסיטת פנסילבניה בפילדלפיה שלא היה מעורב ביצירה, אמר ל- "Live Science". "האתגר הוא מילה חזקה".
כדי לבחון תורת היחסות הכללית, כדאי להוסיף תיאוריות מתחרות, הוסיף, והמחקר החדש הזה מייצג צעד לעבר תחזיות לגבי מה שהחלופות הללו עשויות לראות בסולם הקוסמולוגי.