הגילוי שהיקום מתרחב הוא דוגמה לדרך שבה השיטה המדעית מפריכה הנחות קודמות ומשנה תפיסות שגויות. זה נושא לוח השנה החדש של מכון דוידסון לחינוך מדעי
זאת הייתה "השטות הגדולה ביותר בחיי", אמר לא אחר מאשר אלברט איינשטיין, גדול הפיזיקאים במאה העשרים, ואולי בכלל. ב-1916 פרסם איינשטיין את משוואות היחסות הכללית, התיאוריה שמסבירה איך היקום כולו פועל כמארג אחד של מרחב-זמן. כעבור שלוש שנים הוא הפך לכוכב עולמי כשתצפית מרתקת אימתה את תחזיתו שהכבידה מעקמת קרני אור, כך שהן אינן נעות בקו ישר אלא בקשת. אולם זמן קצר אחרי פרסום התיאוריה המהפכנית פנו אליו כמה מדענים, חלקם אלמונים למדי כמו המתמטיקאי הרוסי אלכסנדר פרידמן (Friedmann) והפיזיקאי הבלגי ז'ורז' למטר (Lemaître), והסבו את תשומת לבו לכך שלפי המשוואות שלו יוצא שהיקום מתפשט, כלומר גדל כל הזמן. כמו כל בני דורו (כמעט) איינשטיין שיער שהיקום הוא סטטי. כלומר – גודלו יציב, והוא אינו גדל או קטן. לכן הוא הכניס למשוואות גורם שהוא כינה "הקבוע הקוסמולוגי", שיאזן אותן ויתאים את התיאוריה ליקום סטטי.
בשנת 1929 פרסם האסטרונום המפורסם אדווין האבל (Hubble) תגלית מדהימה. זמן קצר קודם לכן גילה אסטרונום אחר כי חלק מהגלקסיות מתרחקות מאיתנו במהירות עצומה. בשפה המקצועית התופעה מכונה "הסחה לאדום", כי בגלל המהירות העצומה שלהן הלאה מאיתנו, האור שלהן נראה קרוב יותר לקצה האדום של טווח אורכי הגל הנראים. האבל מדד את מהירותן של גלקסיות רבות, וניסח את החוק שקרוי על שמו עד היום, וקובע כי ככל שגלקסיה רחוקה מאיתנו יותר, כך מהירותה גבוהה יותר.
לגילוי הזה היו שתי השלכות מדעיות שטלטלו את תפיסת היקום שלנו. ראשית, אם הגלקסיות ממשיכות להתרחק במהירות זו מזו, פירוש הדבר שהיקום אינו סטטי, אלא מתרחב והולך – כמו בלון מתנפח. שנית, אם יש קשר כה הדוק בין המהירות למרחק, אפשר להסיק מכך שבנקודה מסוימת בזמן נמצאו כל הגלקסיות באותו מקום. האבל חישב שהמצב הזה שרר לפי 1.8 מיליארד שנים, והניח בכך את היסודות הראשונים לתיאוריית המפץ הגדול. כיום מקובל לחשוב שהמפץ אירע לפני 13.8 מיליארד שנים.
ב-1931 ביקר איינשטיין במצפה הכוכבים הר וילסון בקליפורניה, שם עבד האבל, והכריז כי השתכנע מהתצפיות שלו וכי פרידמן ולמטר צדקו. הוא מחק מהמשוואות את הקבוע הקוסמולוגי, ולימים כינה אותו כאמור "השטות הגדולה ביותר בחיי". רעיון המפץ הגדול המשיך לצבור חיזוקים מדעיים, עד שאושר סופית במדידות של קרינת הרקע הקוסמית בתחילת שנות ה-90.
הסיפור לא מסתיים כאן. ב-2011 הוענק פרס נובל בפיזיקה לסול פרלמוטר (Perlmutter), בריאן שמידט (Schmidt) ואדם ריס (Riess), על הגילוי כי היקום לא רק מתפשט, אלא שהתפשטותו מאיצה והולכת, ולא נעשית בקצב קבוע. המשמעות עשויה להיות שבעתיד הרחוק הגלקסיות והכוכבים יתרחקו מאוד, עד כדי כך שלא נראה עוד כוכבים בשמי הלילה. מצד שני, איש אינו יודע אם ההתפשטות תמשיך להאיץ, או שתאט, ואולי אפילו היקום יגיע לשיא התפשטותו ואז יתחיל להתכווץ בחזרה. נחכה (כמה מיליארדי שנים) ו(אולי)נדע.
איינשטיין הכניס למשוואות את "הקבוע הקוסמולוגי", שיאזן אותן ויתאים את התיאוריה ליקום סטטי. היקום כקופסת שתייה שהתוקף שלה לעולם לא יפוג | יוסי לגזיאל
השיטה המדעית היא מנגנון יעיל להפליא של בחינה ותיקון. מה שאנחנו חושבים שאנחנו יודעים היום עשוי להשתנות מחר, כשראיות חדשות והסברים טובים יותר ישנו את מה שאנחנו יודעים על המציאות.
לוח השנה של מכון דוידסון עומד הפעם בסימן בחינה מחדש של מוסכמות. אנו מזמינים אתכם להתקדם איתנו, חודש אחרי חודש, מההשערות שנחשבו פעם אמת, לתיאוריות המוצקות יותר שבאמצעותן אנו מסבירים את המציאות כיום. אך מי יודע? אולי גם בהן נגלה בעתיד חורים ושגיאות, ומלאכת התיקון תעזור לנו להבין טוב יותר את המציאות שאנו חיים בה.
