מוצקות (Solidity) היא פונקציה של הגדלה. אנו יודעים שכל דבר שאנו חווים כמוצק הוא למעשה מבנה של אטומים דחוסים מספיק קרוב, כך שבעינינו הם נראים כדבר מוצק אחד. אם היינו קטנים מספיק, היינו רואים את הרווחים ביניהם; אם היינו אפילו קטנים יותר, החללים האלה עשויים היו להיראות עצומים. באופן דומה, בשנת 1989, מרגרט גלר (Margaret Geller) וג'ון הוצ'רה (John Huchra), שניתחו את נתוני סקר ההסחה לאדום (Redshift survey), גילו את "הקיר הגדול", "יריעה" שנוצרה מגלקסיות רבות במרחקים של שנות אור. המבנה הראשון בקנה מידה גדול הוא באורך של 500 מיליון שנות אור, ברוחב של 200 מיליון שנות אור, ובעובי של 15 מיליון שנות אור.
מבנים ענקיים אחרים בקנה מידה גדול התגלו מאז - יריעות (sheets), נימות (filaments) וקשרים (knots), עם חללים דמויי בועות משתלבים ביניהם. נראה שהם מחוברים על ידי עננים ונימות של גז מימן וחומר אפל. למרות שהגופים המרכיבים את המבנים אינם קשורים זה לזה מבחינה כבידתית - המרחקים ביניהם גדולים מדי - הולכות ומצטברות עדויות לכך שהם קשורים במשהו.
תצפיות אחרונות מצביעות על כך שגלקסיות רחוקות, רחוקות זו מזו, נעות באופן מסונכרן. אחרי הכל, נראה שמשהו מקשר בין מבנים בקנה מידה גדול, בהפרש של שנות אור רבות. האם ההשקפה המקובלת כיום על היקום כמקבצי חומר שונים שפשוט מתרחבים החוצה מהמפץ הגדול ומושכים זה בזה מבחינה כבידתית היא טעות?
הקיום והמכניקה של מבנים בקנה מידה גדול הם חידה מרתקת עם השלכות משמעותיות כמובן על הבנתנו את היקום. כפי שאמר נועם ליבסקינד (Noam Libeskind), ממכון לייבניץ לאסטרופיזיקה (AIP) בגרמניה, "זו למעשה הסיבה שבגללה כולם תמיד לומדים את המבנים בקנה מידה גדול. זו דרך לחקור ולהגביל את חוקי הכבידה ואת טבע החומר, החומר האפל, האנרגיה האפלה והיקום".
הזיהוי והמחקר של מבנים בקנה מידה גדול הוא תוצר של ניתוח ומודלים של סימולציות של סקר הסחה לאדום עבור אזורים ספציפיים בשמים החושפים חזותית את המבנים העצומים הללו.
מספר מחקרים גורמים להתחממות בעניין מבנים בקנה מידה גדול אלה. התנועה המסונכרנת המרוחקת ביותר דווחה ב-2014, כאשר צירי הסיבוב של 19 חורים שחורים על-מאסיביים במרכזי הקוואזרים - מתוך 100 קוואזרים שנחקרו - נמצאו מיושרים, בהפרש של מיליארדי שנות אור. לדברי המחבר הראשי של המחקר, האסטרונום דמיאן הוטסמקרס (Damien Hutsemékers) מאוניברסיטת ליאז' בבלגיה, "ידוע כי צירי סיבוב של גלקסיה מתיישרים עם מבנים בקנה מידה גדול כגון נימות קוסמיות, אך הדבר מתרחש בקנה מידה קטן יותר. עם זאת, כרגע אין הסבר מדוע צירי הקוואזרים מיושרים עם הציר של הקבוצה הגדולה שבה הם טמונים”.
המילים הראשונות בכותרת של עבודת המחקר, "יישור מוזר של קוואזרים על פני מיליארדי שנות אור", מזכירות שזירה קוונטית בקנה מידה קוסמי כהסבר אפשרי.
האסטרונום ג'ון היופ לי (Joon Hyeop Lee) מהמכון הקוריאני לאסטרונומיה וחלל הוא המחבר הראשי של "קוהרנטיות מסתורית בקנה מידה של מספר מגה-פארסק בין סיבוב גלקסי ותנועת שכן" (“Mysterious Coherence in Several-megaparsec Scales between Galaxy Rotation and Neighbor Motion”), שפורסם באוקטובר 2019 ב-Astrophysical Journal. השוואת נתונים משני קטלוגים של נתוני סקר הסחה לאדום - the Calar Alto Legacy Integral Field Area (CALIFA) והקטלוגים של NASA-Sloan Atlas (NSA) - ניתוח החוקרים של 445 גלקסיות גילה, באופן מפתיע, שגלקסיות במרחק 6 מגה-פארסק, או 20 מיליון שנות אור, נעו באותו אופן. אלה שנצפו, למשל, גלקסיה הנעה לכיוון כדור הארץ שוקפו על ידי גלקסיות רחוקות אחרות שנעו באותו כיוון.
"התגלית הזו היא די חדשה ובלתי צפויה", לדברי לי, "מעולם לא ראיתי שום דיווח קודם על תצפיות או תחזית כלשהי מסימולציות מספריות, הקשורות בדיוק לתופעה הזו". מכיוון שהגלקסיות רחוקות מכדי ששדות הכבידה שלהן ישפיעו זה על זה, לי מציג הסבר נוסף: שהגלקסיות המקושרות שתיהן מוטמעות באותו מבנה בקנה מידה גדול.
חידה נוספת המעידה על השפעתם של מבנים בקנה מידה גדול התבררה במהלך השנים האחרונות. נצפה שגלקסיות המקיפות את שביל החלב שלנו מסודרות בצורה מוזרה במישור יחיד ושטוח. חשיבה על המפץ הגדול תציע שהם צריכות להקיף אותנו בכל מיני זוויות שונות. ברור, עבור תומכי דרך זו של השקפה על הגלקסיה - המכונה מודל למדא-CDM - זו לכל הפחות אנומליה מטרידה.
התקווה שמדובר באנומליה נחלשה עם הגילוי של אותו דבר שהתרחש סביב גלקסיית אנדרומדה, ואז שוב סביב קנטאור A בשנת 2015. עד שפורסם ב-2018 "מישור מסתחרר של גלקסיות לוויין מסביב לקנטאור A מאתגר את הקוסמולוגיה של החומר האפל הקר" (“A whirling plane of satellite galaxies around Centaurus A challenges cold dark matter cosmology”), התופעה התחילה להיראות די נפוצה, ואולי אוניברסלית. הרעיון שגלקסיות הלוויין עשויות להיות חלק ממבנה בקנה מידה גדול הפך לראוי עוד יותר לשקול רציני.
ככל שיותר אסטרונומים יאמצו את הרעיון של מבנים בקנה מידה גדול והמחקר בנושא יואץ, אנחנו יכולים רק לקוות שהתנועות והאסוציאציות המוזרות להפליא הללו יתבררו בסופו של דבר. אין ספק, לדמיין סידור עצום של מבנים ענקיים שבהם מוטמעות גלקסיות מצייר תמונה שונה מאד של היקום, וכזו שגורמת לתהות אם המבנים האלה מוטמעים בעצמם במשהו גדול עוד יותר. במקרה המדהים הזה, אנחנו אכן קטנים מספיק כדי לראות רק את הרווח בין עצמים - במקרה הזה גלקסיות. לא היינו מודעים להם יותר ממה שזה לא יהיה שחי בין האטומים שלנו.
מקורות:
