סליחה אלוהים, למה פיזיקאים רוצים להיות אלוהים

האם הגיע הזמן להגדיר מחדש את אלוהים כבעל יכולות מעבר לבורא עולם? ישנם פיזיקאים שמציעים לברוא יקום במעבדתם. למה פיזיקאים רוצים ליצור יקום במעבדה? אולי כדי להיות מעט אלוהים. בשנת 2006 הועלתה הצעה מתמטית ליצירת יקום במעבדה. האם קמה תחרות לאלוהים? כנראה שלא. כי מאז 2006 לא הועלתה הצעה נוספת וגם לא נוצר יקום מתחרה לשלנו לפי מודל זה. לפחות לא ידוע לנו על כך. אפשר לשלוח את שרלוק הולמס עם זכוכית מגדלת ענקית שיחפש במאיץ ההדרונים הענק שבסרן מיני חורים שחורים שמהם יולדו יקומים חדשים וייעלמו כלא היו במהירות הבזק. ואז אולי התיאוריה תקבל אימות היסטורי. בינתיים לא שמענו על שום חדשה מסעירה מעשית בתחום. לא נמצא אף יקום חדש ולא קם איש שיצר יקום כזה (ולו אף הזעיר ביותר) במעבדה.

שמענו שפיזיקאים יצרו חורים שחורים במעבדה, כלומר יצרו במעבדה מודלים שמחקים את ההתנהגות של חורים שחורים כמו למשל חורים סונים. נדמה היה שתגליות אלה סללו את הדרך ליצירת מבנים שמימיים גדולים יותר במעבדה. אולם כלום מכל זה לא ישווה להצעתו של היפני נוביוקי סאקי Nobuyuki Sakai  והקולגות שלו מאוניברסיטת יאמגטה משנת 2006 הם גילו בשעתו דרך מתמטית-פיזיקאלית לשימוש במאיץ החלקיקים כדי ליצור יקום חדש שלם.

לרגל יום הכיפורים מובא הסיפור ומועלית השאלה הבאה: סליחה אדון עולמים אשר במרומים, הפיזיקאים כאן על כדור הארץ הנידח והלא חשוב כל כך הזה, שואלים אותך ריבונו של עולם, מהו המתכון כדי להיות אלוהים בורא העולם?

חשבו נא לרגע על הרעיון של יצירת יקום נוסף. היקום שלנו מהו? הוא בעל מיליארדי-טריליארדי גלקסיות, ומיליארדי-מיליארדי צבירי גלקסיות, ומיליארדי טריליארדי כוכבים ואינסוף הגופים שמאכלסים כל פינה נידחת שביקום שלנו שכמובן אין אנו מכירים אותם ולעולם גם לא נכירם. מכיוון שהיקום הוא בן 13.7 מיליארד שנה (כך אנו חושבים לפחות), אנו יכולים להכיר רק את החלק הזעיר של היקום שהחזיר את האור (שנע במהירות סופית וקבועה) שהספיק להגיע עד אלינו בזמן זה. ובכן ב-2006 אמרו לנו חוקרים יפנים שהם גילו דרך ליצור יקום מבראשיתו (כך שיגדל לממדי ענק אלו ביום מן הימים) ויהיה שכן נאמן ליקום שלנו. וזאת מבלי שהם מכירים את רוב רובו של יקומנו על החומר האפל שלו והאנרגיה האפלה שלו, ובייחוד כיצד הוא פועל.

ראשית, הרעיון של יצירת יקום נוסף (למה בכלל ליצור יקום נוסף? כי נמאס לנו כבר מהיקום שלנו?) הוא לא חדש. הרעיון הוא בעל היסטוריה ארוכה. אנשים החלו להרהר משחר ההיסטוריה מה יקרה אם נשים כמות עצומה של חומר או אנרגיה במקום אחד במעבדה ונירה לכיוונה בתותחים קליעים ברעש עצום. האם נוכל לרכז מספיק אנרגיה עצומה כדי ליצור מפץ גדול? לאלוהים הפתרונים. שבנו בדחילו ורחימו לאלוהים. מסתבר שכל החלקיקים שניצור בתהליך כזה ימשכו זה את זה ויקרסו תחת הכבידה של עצמם. במקום ליצור יקום במעבדה יצרנו חור שחור. שוב עלינו לבקש סליחה מהאל על שאנו רוצים לשחק במשחק הבריאה.

ב-1981 אלאן גוט מה-MIT הציע את רעיון היקום האינפלציוני. פירושו של דבר שהיקום עבר דרך תקופה של התפשטות מהירה בדיוק אחרי המפץ הגדול. איך היקום עובר אינפלציה? אף אחד לא יודע. ניצור יקום חדש במעבדה ונגלה כיצד. לפתע התעוררו תיאוריות יצירת היקום במעבדה. סליחה ריבון עולמים, אנחנו שבים למשחק הבריאה.

פיזיקאים הציעו שהואקום (מלאכותי, מזויף ועוד מיני מונחים כאלה) או המרחב-זמן הריק הוא לא ריק ככלות הכל, אלא הוא נתון לפלוקטואציות קוונטיות שגורמות לבועות מוזרות להופיע בזמנים אקראיים. בועות אלה של המרחב-זמן הן בעלות תכונות מוזרות. למשל, הן יוצרות כוח כבידה דוחה בתוכן, מה שגורם למרחב-זמן של הבועה להתנפח. גודל הבועה לא משתנה עבור צופה מבחוץ. הגידול מתרחש רק בתוך בועה עבור צופה בתוך הבועה. בגלל שהלחץ בתוך הבועה הוא תמיד נמוך יותר מהלחץ בחוץ, בועות שמתחילות לגדול מתחת לגודל מסוים קורסות תחת המתח של דפנות הבועה בטרם החלל שהן מכילות מספיק להתפשט. כלומר, אם הבועה היא קטנה מידי, דפנותיה תמיד יטו לקרוס פנימה. לגבי בועות גדולות יותר, תיאורטית הן יכולות אמנם לגדול לממדים קוסמולוגיים, אולם הן צריכות דחיפה התחלתית בטרם הן תתפשטנה. ביקום הקדום שלנו דחיפה זו סופקה על ידי המפץ הגדול – נקודה בעלת צפיפות אנרגיה אינסופית. שחזור נקודה כזו במעבדה היא הבעיה. ברוכים הבאים למעבדה של אלוהים. שוב סליחה ריבונו של עולם, החוקרים גילו בועות והם חושבים שהגיעו לפתרון הבריאה. הם מתחילים לשחק במעבדה עם כמה משוואות קוסמולוגיות.

ב-1989 ווילי פישלר, קוסמולוג מאוניברסיטת טקסס באוסטין והקולגות שלו, גילו דרך עוקפת לבעיית שחזור נקודת המפץ הגדול במעבדה. הם הראו שאותם תהליכים קוונטיים אקראיים שיצרו את הבועה הקוונטית גם יאפשרו להפוך אותה ספונטאנית לגדולה יותר. ברגע שבועה גדולה יותר זו התפרצה החוצה, היא יכלה לעבור אינפלציה ליקום חדש ללא צורך בתהליך דחיפה ממקור בעל אנרגיה אינסופית. האם פרצנו את הסיסמא “סומסום היפתח” למעבדה של אלוהים? מסתבר שעדיין לא. כי נותרה בעיה אחת. כמו תמיד.

המעבר הספונטאני מבועה זעירה לבועה בממדים גדולים יכול להתרחש במשך זמן רב. והבועה ההתחלתית נוטה לקרוס תחת המתח של דפנותיה בטרם היא ממירה את עצמה לבועה גדולה יותר.

אומנם נראה היה שרק צריך ליצור בועה קטנה ואז לנפח אותה מהר כמו בלון ליקום ענק. אולם עברו שנים רבות והמפתחות למעבדה של אלוהים נשארו בגדר תעלומה ולא נמצאו. והנה נראה היה שב-2006 החוקרים מיפן מצאו סוג של מפתחות. סאקי הציע להשתמש במונופול מגנטי – חלקיק כדורי מוזר שמכיל שדה מגנטי צפוני או דרומי, בעל מסה עצומה שמרוכזת בנפחו הזעיר ובעל צפיפות אנרגיה עצומה שנוצרת על ידי שדה היגס. אנרגית היקום צבורה בשדות מסוגים שונים, כאשר אחד מהם קרוי שדה היגס: הוא אחראי לכך שצפיפות האנרגיה בתוך הבועות תהיה קבועה. אם נספק למונופול מספיק אנרגיה הוא יתחיל בתהליך האינפלציה. כיצד נגרום לו להיכנס לאינפלציה? אם מונופול שמרחף בחלל יתנגש בגוף מסיבי אחר הוא יצבור את המסה שדרושה לו כדי לגרום לאינפלציה. מי המועמד להתנגשות? מיתר קוסמי – קרע משוטט של המרחב-זמן. עוד לא פגשנו במיתר כזה, אבל מיתרים קוסמיים – כך מספרים לנו – נוצרו כתוצרי לוואי של המפץ הגדול. נניח שאנחנו רוצים משהו יותר קונקרטי ממיתרים. סאקי מציע שניתן לגרום לאינפלציה על ידי חלקיקים שממטירים אותם במונופול במאיץ חלקיקים. זה יוסיף מסה וכך אנרגיה למונופול ויגרום לו להתנפח ליקום לחלוטין חדש.

נניח שיצרנו כזה יקום במעבדה. איפה נשמור אותו, בארון? זה לא כל כך ילך. הוא גודל וגודל וגודל… לסאקי יש פתרון גם לזה. בתחילה תהליך יצירת היקום מעוות כל כך את המרחב-זמן, כך שהחלל בכלל מעבד את הגיאומטריה הרגילה שלו. זה בכלל לא כאילו שהיקום יתנפח ויבלע אותנו. מזל. חוץ מזה ליקום שנברא יש את המרחב-זמן משלו, ומרחב-זמן זה הוא לגמרי אחר משלנו – והוא-הוא זה שמתנפח. הסירו דאגה מלבכם. המרחב-זמן הזה שמתנפח נקרא בשם “ואקום מלאכותי”. ואילו הואקום שלנו הוא הואקום האמיתי.

אתם יודעים זה מזכיר את האתר של המאה ה-19. במאה ה-19 נהגו לכנות את המערכת באתר המערכת האמיתית ואילו את כל שאר המערכות שנעות יחסית לאתר, בשמות גנאי: “נראה”, “מלאכותי”, “לכאורה”, וכולי. אז חזרנו לאתר? במידה מסוימת כן. כבר אמרו את זה מזמן ברגע שהציעו את החומר והאנרגיה האפלים.

אלוהים ישמור. כן במעבדה. אם כן אמרנו שהיקום שבראנו הוא בעל מרחב-זמן משל עצמו, שעובר אינפלציה. ואז הלחץ מהואקום האמיתי מבחוץ על דפנות היקום בעל הואקום המלאכותי שבראנו ממשיך להגביל אותו. הכוחות (אינפלציה מול לחץ מהואקום האמיתי) מתחילים להתחרות זה בזה והיקום נאלץ ליצור בועה מהמרחב-זמן עד אשר החיבור היחיד ליקום שלנו הוא באמצעות תעלת מרחב-זמן צרה שקרויה חור-תולעת. צופה שיושב על המונופול יראה את היקום מתפשט לכל עבר, בדיוק כפי שהיקום שלנו עשה בעת המפץ הגדול. ואילו צופה מבחוץ למונופול, שיושב במעבדה ביקום שלנו ומביט על היצירה, יראה את התיאור שלמעלה. ברגע שהיקום ייפרד משלנו הוא ינעל בתוך חור שחור שלא נראה שיגדל בגודלו. חור שחור זה יפלוט קרינת הוקינג ומהר מאוד יתאדה מהיקום שלנו. היקום החדש ימשיך לגדול במרחב-זמן משלו, אבל יותיר מאחור שובל זעיר של נוכחותו ביקום שלנו. אנו יצרנו את הדבר הזעיר הזה, ולפני שהרגשנו הוא כבר התעופף… למעשה, הוא יעלם כה מהר, שלא ברור האם נוכל לוודא שיצרנו אותו בכלל.

 

מכאן.

וכך במאיץ ההדרונים הגדול של סרן (לכשיפעל מחדש) הפיזיקאים אולי יוכלו לגלות מיני חורים שחורים זעירים לאין שיעור, שמהם אולי יצוצו או יוולדו יקומי תינוקות שכאלה. יקומים אלה ייעלמו במהירות הבזק עוד לפני שהפיזיקאים יוכלו לומר את המשפט: “סליחה ריבון עולמים על ששחקנו במשחק הבריאה”. ואז לרגע קט הם ירגישו מה זה להיות אלוהים.

Advertisements