בדיוק שיא: אסטרונומים מדדו את כמות ההליום הראשוני ביקום

קבוצה בינלאומית של אסטרונומים קבעה בדיוק שיא את כמות ההליום שנוצרה בדקות הראשונות לקיומו של היקום. התוצאה מתיישבת עם תחזיות המודל הסטנדרטי של המפץ הגדול, ואפשרה לצמצם פי שלושה בקירוב את אי-הוודאות באחד הפרמטרים החשובים ביותר של היקום המוקדם. סדרה של חמישה מאמרים פורסמה ב-The Astrophysical Journal.

לצורך התצפיות השתמשו החוקרים בטלסקופ Large Binocular Telescope שבאריזונה ואספו כ-130 שעות של נתונים. הם בחנו 54 אזורים של מימן מיונן בגלקסיות שתכולת היסודות הכבדים בהן נמוכה במיוחד. ככל שבגוף כזה יש פחות יסודות שנוצרו בדורות הכוכבים המאוחרים יותר, כך היחס בין מימן להליום קרוב יותר לזה ששרר זמן קצר לאחר המפץ הגדול.

לאחר סינון הנתונים המהימנים ביותר התמקדו החוקרים ב-15 גופים דלים במיוחד ביסודות כבדים. חלקו של ההליום הראשוני שהתקבל עומד על 0.2458 ± 0.0013 ממסת החומר הרגיל. כך ירדה אי-הוודאות לכ-0.5% - פי שלושה בקירוב בהשוואה למדידות קודמות מסוג זה.

התוצאה כמעט זהה לערך של כ-0.2467, שאותו חוזה התיאוריה הסטנדרטית של הנוקלאוסינתזה הראשונית על סמך מדידות עצמאיות של כמות החומר הרגיל ביקום. הליום-4 נוצר בעיקרו במהלך הדקות הספורות הראשונות שלאחר המפץ הגדול, ולכן תכולתו ההתחלתית רגישה לקצב ההתפשטות של היקום הצעיר ולמספר החלקיקים הקלים שהיו קיימים אז, ובכללם סוגי הנייטרינו.

כך, המדידה החדשה טרם גילתה סתירות למודל הקוסמולוגי הסטנדרטי. עם זאת, הדיוק שגדל במידה ניכרת הופך את ההליום הראשוני לכלי רגיש יותר לחיפוש פיזיקה חדשה אפשרית, שיכולה הייתה לבוא לידי ביטוי בדקות הראשונות לקיומו של היקום.