מבנה עצום ביקום הרחוק מתריס מול ההבנה שלנו כיצד היקום התפתח. באור שנע במשך 6.9 מיליארד שנה כדי להגיע אלינו, אסטרונומים מצאו טבעת עצומה, כמעט מושלמת של גלקסיות, בקוטר של כ-1.3 מיליארד שנות אור. זה לא תואם לאף מבנה ידוע או מנגנון היווצרות. הטבעת הגדולה (The Big Ring), כפי שנקרא המבנה, עשויה להצביע על כך שעלינו לתקן את המודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה.
התגלית, בראשות האסטרונומית אלקסיה לופז (Alexia Lopez) מאוניברסיטת מרכז לנקשייר, הוצגה במפגש ה-243 של האגודה האסטרונומית האמריקאית (American Astronomical Society) בינואר השנה, ומדווחת במאמר טרום-דפוס הזמין ב-arXiv.
זהו המבנה הענק השני שהתגלה על ידי לופז ועמיתיה. הראשון, הנקרא הקשת הענקית (the Giant Arc), נמצא למעשה באותו חלק של השמים, באותו מרחק. כאשר הוכרז גילוי הקשת בשנת 2021, היא התמיה את האסטרונומים. הטבעת הגדולה רק מעמיקה את המסתורין. "אף אחד משני המבנים האולטרה-גדולים הללו אינו קל להסבר בהבנתנו הנוכחית של היקום", אמרה לופז בינואר. "והגדלים הגדולים במיוחד, הצורות המיוחדות והקרבה הקוסמולוגית שלהם בוודאי אומרים לנו משהו חשוב - אבל מה בדיוק?"
נראה שהקישור המיידי ביותר הוא עם משהו שנקרא Baryon Acoustic Oscillation (BAO). אלו הם סידורים ענקיים ומעגליים של גלקסיות שנמצאים בכל רחבי החלל. הם למעשה כדורים, המאובנים של גלים אקוסטיים שהתפשטו ביקום המוקדם, ואז קפאו כשהחלל הפך להיות כה מפושט שגלים אקוסטיים לא יכלו עוד לנוע.
הטבעת הגדולה היא לא BAO. כל ה-BAO הם בגודל קבוע של כמיליארד שנות אור בקוטר. ובדיקה יסודית של הטבעת הגדולה מראה שהיא דומה יותר לצורת חולץ פקקים שמיושר בצורה כזו שהוא נראה כמו טבעת. מה שמשאיר את השאלה ללא תשובה: מה זה לעזאזל? ומה המשמעות של העיקרון הקוסמולוגי, הקובע שלכל הכיוונים, כל חלקת חלל נתונה צריכה להיראות כמעט זהה לכל חלקי החלל האחרים?
"אנו מצפים שהחומר יתפזר באופן שווה בכל מקום בחלל כאשר אנו רואים את היקום בקנה מידה גדול, ולכן לא אמורים להיות אי סדרים ניכרים מעל גודל מסוים", הסבירה לופז. "קוסמולוגים מחשבים את מגבלת הגודל התיאורטית הנוכחית של מבנים ל-1.2 מיליארד שנות אור, ובכל זאת שני המבנים הללו גדולים בהרבה - הקשת הענקית גדולה כמעט פי שלושה והיקפה של הטבעת הגדולה דומה לאורכה של הקשת הענקית".
אבל הגודל הוא רק אחת הבעיות. השניה היא מה זה אומר עבור הקוסמולוגיה, חקר האבולוציה של היקום. המודל הנוכחי הוא זה שמתאים כרגע הכי טוב למה שאנחנו רואים, אבל יש כמה מאפיינים שקשה להסביר תחת המסגרת שלו. ישנם מודלים אחרים שהועלו כדי לטפל במאפיינים אלה. תחת מודל אחד כזה, הקוסמולוגיה המחזורית הקונפורמית (conformal cyclic cosmology) של רוג'ר פנרוז, שבו היקום עובר מחזורי התפשטות אינסופיים של המפץ הגדול, צפויים מבני טבעות - אם כי ראוי לציין שלקוסמולוגיה המחזורית הקונפורמית יש בעיות משמעותיות משלה.
אפשרות נוספת היא שהמבנים הם סוג של פגם טופולוגי במרקם המרחב-זמן המכונה מיתרים קוסמיים (cosmic strings). הם נחשבים כמו קמטים רוחב-פרוטון (proton-wide wrinkles) שהופיעו ביקום המוקדם כשהמרחב-זמן נמתח, ואז קפאו למקומם. לא מצאנו עדויות פיזיות רבות למיתרים קוסמיים, אבל העדויות התיאורטיות די מבטיחות.
כרגע, אף אחד לא יודע בוודאות מה משמעות הטבעת הגדולה והקשת הענקית. הם יכולים להיות רק סדורים מקריים של גלקסיות שמסתובבות על פני השמים, אם כי הסבירות לכך נראית די קטנה. התקווה הטובה ביותר תהיה למצוא עוד סדורים כאלה של גלקסיות, הפזורים ברחבי היקום, מסתתרים מהעין.
"מתוך התיאוריות הקוסמולוגיות הנוכחיות לא חשבנו שמבנים בקנה מידה זה אפשריים", אמרה לופז. "יכולנו לצפות אולי למבנה אחד גדול במיוחד בכל היקום הנצפה שלנו. עם זאת, הטבעת הגדולה והקשת הענקית הם שני מבנים ענקיים והם אפילו שכנים קוסמולוגיים, וזה מרתק בצורה יוצאת דופן".
מקורות:
Comments