ציר הרשע הקוסמי: שלוש מילים שמערערות 300 שנות מדע

מזה כשלוש מאות שנה, מאז גלילאו, התרגלנו לחשוב שאנחנו לא מרכז היקום מבחינה פיזית. במישור הרוחני מובן שהאדם הוא נזר הבריאה, אבל נראה שהשמש לא מסתובבת סביבנו אלא אנחנו סביבה. יש המון גלקסיות, ואנחנו נמצאים באיזשהו מקום בתוך גלקסיית שביל החלב.

אבל לפני 23 שנה הוטל ספק בהנחה הזו. בשנת 2003 התבוננו אסטרונומים במפת הקרינה העתיקה ביותר ביקום, "קרינת הרקע הקוסמית", שנפלטה בזמן של בריאת העולם. האסטרונומים שמו לב למשהו שלכאורה לא היה אמור להיות שם. לא כוכב, לא גלקסיה, לא ערפילית ולא חור שחור. זו הייתה תבנית דקה וחלשה של חום וקור. לפי התיאוריה המקובלת, התבנית הזאת הייתה אמורה להיות אקראית כמעט לגמרי, מפוזרת בלי כיוון מועדף. אבל במפות של קרינת הרקע הקוסמית הופיע רמז מטריד: כמה מהתנודות הגדולות ביותר נראו כאילו הן מסתדרות לאורך ציר אחד, ואותו ציר נראה קשור איכשהו למישור מערכת השמש שלנו.

הכינוי שניתן לתופעה היה ציני ולא מדעי במיוחד: "ציר הרשע הקוסמי". השם נטבע בעקבות הביטוי הפוליטי "ציר הרשע", המאיים על שלמות ויציבות החברה, אבל כאן לא דובר במדינות, אלא בבעיה קוסמולוגית. אם התופעה אמיתית, היא מטילה ספק באחת ההנחות העמוקות ביותר של המדע המודרני: ההנחה שאין לנו מקום מיוחד ביקום. הארץ אינה מרכז מערכת השמש, השמש אינה מרכז הגלקסיה, והגלקסיה שלנו אינה מרכז היקום. עיקרון זה, המכונה בדרך כלל "העיקרון הקופרניקאי", קובע שבקנה מידה גדול, ברמה הפיזית, אין לצופה האנושי מעמד קוסמי מיוחד. והנה, לפתע, מפת הקרינה הקדומה ביותר נראית כאילו היא רומזת על כיוון שיש לו קשר אלינו.

כדי להבין את העניין, צריך להתחיל בקרינת הרקע הקוסמית. זוהי קרינה חלשה מאוד, הממלאת את כל השמיים. כיום היא נמדדת כקרינה בטמפרטורה ממוצעת של כ-2.7 מעלות מעל האפס המוחלט. היא אחידה כמעט לגמרי, אבל לא לגמרי: יש בה הבדלי טמפרטורה זעירים, של עשרות מיליוניות המעלה. כאשר מדענים מנתחים את מפת קרינת הרקע, הם מפרקים אותה למרכיבים מתמטיים לפי גדלים זוויתיים שונים. התנודות הגדולות ביותר נקראות, בין השאר, קוודרופול ואוקטופול, כלומר מרכיבים מסדר נמוך המתארים תבניות רחבות מאוד על פני כל השמיים. לפי המודל הקוסמולוגי הרגיל, התבניות הללו אמורות להיות אקראיות סטטיסטית. אין סיבה מיוחדת שהן יסתדרו באותו כיוון, ואין סיבה שיתיישרו עם מערכת השמש. אבל בניתוחים ממוחשבים התברר שהקוודרופול והאוקטופול נראים מיושרים זה עם זה במידה חריגה. חוקרים אחדים טענו שהיישור הזה אינו נראה כמו מקריות פשוטה, והכינוי "ציר הרשע" נכנס לשיח המדעי והפופולרי.

החלק המעניין ביותר היה הקשר האפשרי ל"מישור המילקה", כלומר המישור שבו מקיפה הארץ את השמש, ובקרבתו נעים גם כוכבי הלכת. אם התבנית הקוסמית העתיקה ביותר מסתדרת ביחס למישור מערכת השמש, זה אומר שאכן "בראשית" נבראה השמש שלנו, שהיא מרכז היקום.

מכאן נולדה השאלה הדרמטית: אולי אנחנו בכל אופן מרכז היקום? או לפחות, אולי יש בכיוון שלנו משהו מיוחד?

אנשי מדע טענו שאולי מדובר בטעויות רישום. לא סביר שאנחנו מרכז היקום. אך במשימת Planck של סוכנות החלל האירופית – מערכת חדשנית שמדדה את קרינת הרקע ברגישות גבוהה יותר – נשארו רוב התופעות. צוות פלנק ציין כי קיימות סטיות מאיזוטרופיות שנראות עמידות יחסית לשיטות שונות של ניקוי ועיבוד המפה. כלומר, לא מדובר ברעש. מדובר בעובדות, שעלינו להסבירן.

האם זה מוכיח במיליון אחוז שאנחנו מרכז היקום?

נראה שלא. יתכן שמדובר במקרה סטטיסטי נדיר. כאשר בוחנים מפה מורכבת מאוד ומחפשים בה דפוסים שונים, תמיד יימצאו תבניות שנראות מפתיעות. השאלה היא האם חישבנו מראש מה חיפשנו, או שמא מצאנו תופעה לאחר מעשה, ורק אז נתנו לה משמעות. במדע זה נקרא לעיתים בעיית "מבט לאחור": אחרי שראינו משהו מוזר, קשה להעריך עד כמה באמת היה נדיר למצוא דווקא אותו.

יש חוקרים שעדיין מתעקשים שמדובר בזיהום של התוצאות. אולי. מה שברור הוא שעלינו להתאזר בקצת ענווה, ואולי מומלץ אפילו בהרבה ענווה, כשאנחנו מתיימרים לקבוע קביעות מרחיקות לכת עבור המציאות, העולם והבריאה.