מחקר חדש: מה יקרה אם פצצה גרעינית תתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

מחקר חדש: מה יקרה אם פצצה גרעינית תתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

 

מחקר חדש שהוצג היום בכנס שעוסק בדינאמיקת הנוזלים במיניאלפוליס במינסוטה , כנס שהחל היום ויסתיים ביום שלישי, עוסק בשאלה: מה יקרה אם נשק גרעיני יתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

 “Effects of release characteristics on urban contaminant dispersal” by Adam Wachtor of the University of California, Irvine is at 8:00 a.m. on Sunday, November 22, 2009

נניח שפצצה גרעינית מתפוצצת היום באזור מטרופולין, עיר ענקית ומיושבת באנשים, מגדלים, רחובות וכדומה… השאלה שעומדת לפתחו של המחקר היא: מהו גודל האזור שיפגע מהפצצה? לאן הנפגעים הראשונים צריכים להימלט? לפי הפיזיקאי פרננדו גרינסטיין Fernando Grinstein, ברשותנו הבנה התחלתית כלשהי בשאלות אלו, אולם סוגיות יסוד עדיין לוטות בערפל ונותרות ללא מענה.

הפיזיקאים בונים מודלים חישוביים חדישים ביותר כיום לחיזוי האפקט של הנשורת הרדיואקטיבית של הפצצה הגרעינית שתנחת באזור עירוני. המודלים מבוססים על טורבולנציה –  האוויר שמסתחרר והחלקיקים שנישאים עמו מוסעים ונוחתים במקומות לא רצויים. מעבר למצב של טורבולנציה בנוזלים לא רק מופיע באיורים הסוערים במחברותיו של לאונרדו דה וינצ’י, אלא שואפים לנבא אותו היום בסימולציה שקרויה Large eddy simulation (LES)– טכניקה חישובית לפתרון משוואות בזרימת נוזלים טורבולנטית, או בסימולציה של זרימת נוזלים בשיטתImplicit Large eddy simulation (ILES). זוהי הטכניקה שמספקת את החישוב של הזרימות בעיר במחקר הנוכחי.

אולם יכולת הניבוי של מודלים אלה היא מוגבלת בגלל ריבוי הגורמים שיש לקחתם בחשבון: למשל, כיצד הנשורת הרדיואקטיבית של הפצצה מתפזרת באזור עירוני ובנוי? המודלים הנוכחיים משתמשים בכיוון הרוח ובמהירותה כדי לנבא את טווח הפיזור של הנשורת באזור עירוני. אולם התברר שיש לשפר מודלים אלה ולבדוק אותם. יש לקחת בחשבון גורמים משפיעים כמו מבנים עירוניים והשפעתם על תנועת הרוחות.

היום התחיל הכנס השנתי ה-62 של המחלקה לדינאמיקת נוזלים של האגודה האמריקאית לפיזיקה במיניאפוליס במינסוטה. סטודנט בשם אדם ווכטור Adam Wachtor, שעובד עם גרינסטיין במעבדה הלאומית אשר בלוס אלמוס אשר בניו מכסיקו, הציג היום בכנס שיפור לאופן שבו המודלים עוקבים אחר התנועה של הנשורת הרדיואקטיבית שנישאת עם הרוח. ווכטור הציג מודלים המדגימים מה יכולה להיות התוצאה של התפשטות פטריית הגז שמשוחררת על ידי רכיב זעיר ששוקל טונה אחת בעיר טיפוסית ברזולוציה בגודל של שלושה מטרים. התוצאות של ווכטור מראות שהמודלים הקיימים לניבוי טווח אזור פיזור הנשורת הרדיואקטיבית הם פשטניים מידי. לדוגמא, מודלים אלה אינם כוללים את הדינאמיקה המורכבת של תנועות רוחות סביב בנינים. זרימות אלה עלולות לרכז את הנשורת בעיקר באזורים מסוימים ולא באזורים אחרים. דבר שעשוי להשפיע על ההמלטות של האנשים אם וכאשר יתרחש אירוע. ישנו גורם נוסף שעשוי להשפיע על פיזור הזיהום הרדיואקטיבי במבנה האורבאני: בכוחם של השינויים הקטנים במיקום הפיצוץ ובטמפרטורת הפטרייה המשוחררת לגרום להשפעות ניכרות על התבניות של הזיהום הרדיואקטיבי. ווכטור ועוזריו חשבו בעזרת (ILES) וביצעו סימולציה לתרחישים שונים אלה.

הפרויקט הוא חלק ממיזם גדול יותר של המעבדות הלאומיות בארה”ב וגורמים נוספים במאמץ למפות את ההשפעה של פיצוץ אטומי בריכוז אוכלוסין עירוני. מחקרים אחרים באותו הפרויקט הראו דווקא שבנינים בעיר יכולים לספק מגן מפני הקרינה.

התקווה של החוקרים השותפים בפרויקט היא לספק בסופו של דבר מידע מעשי שינחה את הגורמים כיצד “להתכונן לקראת משבר [אפשרי]”, אומר גרינסטיין, “עד כמה שהוא בלתי ייאמן”.  

תקציר ההרצאה:

Sunday, November 22, 2009 8:00AM – 10:10AM

Session AS Geophysical: Atmospheric I 200G

8:00AM AS.00001 Effects of Release Characteristics on Urban Contaminant Dispersal , A.J.

WACHTOR, University of California, Irvine, F.F. GRINSTEIN, Los Alamos National Laboratory, H.J. CATRAKIS, University of California, Irvine — The release

of a chemical, biological, or radioactive contaminant in an urban environment is of particular interest due to the high population densities in urban areas. The

wind flow that transports the contaminant through the urban setting is highly complex and exhibits a wide range of multi-scale phenomena. Studies of urban

flows can provide information that can be of critical importance to city, state, and federal officials for creating risk management plans. Classical field experiments

measuring the dispersion of scalars in urban environments provide only rather limited results. Computational experiments have the advantage of being able to

offer greater insight and knowledge about the three-dimensional flow physics than field experiments are able to provide. Implicit Large Eddy Simulation (ILES)

is currently a promising computational method to obtain reasonable results of urban flows. ILES resolves the large scale flow features and relies on inherent

numerical dissipation to model energy transfer from the resolved scales to the sub-grid scales. Since it is the large scale dispersion of the contaminant that is

of key interest, ILES is particularly well suited for this application. NRL’s FAST3D-CT model based on ILES is used to simulate scalar contaminant transport

in a complex urban setting. We present a study of the effects that location and associated potential temperature of the scalar contaminant release have on the

subsequent dispersion of that scalar within the specified urban geometry.

 

טשטוש הקו הדק בין הקסם למדע: המטא-חומרים והרצון להיות בלתי נראה

טשטוש הקו הדק בין הקסם למדע: המטא-חומרים והרצון להיות בלתי נראה

 

“לא ניתן להבדיל בין כל טכנולוגיה מתקדמת ובין קסם”, ארתור סי קלארק 

 

קסם ומדע חוברים יחד: המטא-חומרים

לאחרונה התחום של המטא-חומרים ופיזיקת ההסתרה מעסיקים לא רק את הקהילייה המדעית, אלא גם את הציבור הרחב. זאת בעקבות הספרים על הארי פוטר וגלימות ההעלמות, האיש הרואה והבלתי נראה של ה. ג. וולס ומיני סיפורים דומים. עם התפתחות הננוטכנולוגיה ומה שקרוי אופטיקת הטרנספורמציה, ניתן על ידי תכנון הנדסי מדויק של התכונות האופטיות המקומיות של החומרים, לעצב את החלל האופטי בדיוק כאילו הוא היה עיוותי המרחב-זמן שנגרמים כתוצאה מנוכחות גופים מסיביים ביקום יחסותי, כפי שמתואר בתורת היחסות הכללית של אינשטיין. ראו כאן. 

מטא-חומרים הם חומרים שתכונותיהם המתוכננות נובעות מהמבנה שלהם ולא מתכונות החומר. המטא-חומרים מכילים מבנים שהם קטנים מאורך הגל האלקטרומגנטי. מסתבר, אומר אולף לאונהרט אחד מאבות המטא-חומרים, שלמטא-חומרים יש היסטוריה ארוכה מאוד. זכוכית הרובי מימי הביניים, למשל, היא מטא-חומר. זכוכית הרובי מכילה קולואידים מזהב ברמת הננו שאינם ממירים את הזכוכית לזהב וגם לא לחומר שקוף, אלא לזכוכית אדמדמה. זאת תלוי בגודל ובריכוז של טיפות הזהב.

הצבע האדמדם נגרם מהעירור של תנודה קולקטיבית של אלקטרוני ערכיות בננו-חלקיקי הזהב. תנודה זו קרויה תהודה של פלסמונים על פני השטח. אורך הגל של תהודת הפלסמונים על פני השטח תלוי בגודל, בצורה, בטופולוגיה ובסביבה הדיאלקטרית של צבירי המתכת. ולכן פוטוניקה שהיא מבוססת על פלסמונים על פני שטח, או מה שקרוי “פלסמוניקה”, נחשבת היום לטכנולוגית העתיד.

מטא-חומרים כשלעצמם הם לכן לא דבר חדש בכלל, אומר לאונהרט. מה שחדש כאן הוא דרגת השליטה במבנים בתוך החומרים, מבנים ברמת הננו שיוצרים את התכונות הרצויות במטא-חומרים. למשל, בגרסה המודרנית לזכוכית רובי בעלת מקדם שבירה שלילי, זוגות של עמודות זהב (שמיוצרות בננוטכנולוגיה על סובסטרט מסיליקון) יצרו תהודות של פלסמונים על פני השטח שהן מכוונות היטב, כאשר כל זוג פועל כמו אטום בעל תכונות נשלטות.  

בתחילת עידן המטא-חומרים, הודגמו מטא-חומרים עבור מיקרוגלים ואחר כך הרחיבו את יצירת החומרים האלה לטווח האור הנראה על ידי טכנולוגית ננו-פבריקציה. התכונות האופטיות שלהם מעוצבות על ידי האינטראקציות בין שכבות של מבנים ברמה של תת-אורכי גל עם השדות החשמליים והמגנטים שיוצרים את גלי האור. בגלל שהמבנים הפנימיים שלהם הם שונים בתכלית מחומרים קונבנציונאליים, התכונות האופטיות שלהם יכולות להיות גם כן שונות בתכלית.

המחשבה על המטא-חומרים החלה כאשר חשבו על חומרים בעלי מקדם שבירה שלילי. באופטיקה מקדם השבירה n הוא תכונה יסודית של החומר. מהנדסים אופטיים בדרך כלל חושבים על מקדם השבירה כעל היחס שבין מהירות האור בואקום למהירות האור בחומר. אבל הפיזיקה שעומדת בבסיס היחס הזה, בתורה האלקטרומגנטית, פירושה שמקדם השבירה n הוא למעשה שווה לשורש של הפרמיטיביותε  כפול הפרמיאביליות המגנטית µ: .n = ±√εµ בואקום שתי הכמויות האלה מוגדרות כ-1 ולכן מקדם השבירה בואקום הוא 1.

הפרמיטיביות קשורה לקבוע הדיאלקטרי. לחומרים אופטיים דיאלקטריים שקופים קונבנציונאליים, כמו למשל זכוכית או מים, יש פרמיטיביות ופרמיאביליות חיוביות, ולכן מקדם השבירה שלהם הוא חיובי. מוליכים, כסף וזהב, הם בעלי פרמיטיביות שלילית ופרמיאביליות חיובית באורכי גל נראים, ולכן חומרים אלה הם אטומים ולא שקופים והם בעלי מקדם שבירה דמיוני (מבחינה מתמטית).

שום חומר טבעי הוא לא בעל ערכים שליליים של שתי הכמויות ובעל מקדם שבירה שלילי. ב-1968 פיזיקאי רוסי בשם ויקטור וסלגו הציע שלחומרים יהיה מקדם שבירה שלילי – כלומר ערכים שליליים גם לפרמיאביליות וגם לפרמיטיביות. אולם זה נראה כעניין אקדמי ותו לו, כי לשום חומר טבעי לא היו התכונות האלה באורכי גל נראים. לפני כעשור ג’ון פנדרי מהאימפריאל קולג’ אשר בלונדון, אנגליה, הראה, שניתן להנדס מטא-חומרים המורכבים ממוליכים ומתוכננים לגרום לכך שהפרמיטיביות והפרמיאבליות שלהם תהיה שלילית באורכי גל מספיק גדולים. גודל מקדם השבירה תלוי בתדירות. לאחר מספר הדגמות באשר ליכולת של המטא-חומרים בתדירויות רדיו, הצליחו לשכלל את המטא-חומר כך שיפעל בתדירויות גבוהות יותר במיקרוגל ולבסוף בתדירויות אופטיות. התברר שלחומרים בעלי מקדם שבירה שלילי יש תכונות מוזרות. לפי חוק סנל הם מעקמים את האור אחורנית ושבירה אחורנית יוצרת אפקטים מוזרים. פירושו שהגלים בחומר בעל מקדם השבירה השלילי נעים בכיוון ההפוך.

המטא-חומרים הובילו להולדת תחום חדש שקרוי אופטיקת טרנספורמציה. אולף לאונהרט החל לחשוב שכדאי לפנות לתורת היחסות הכללית של אינשטיין וליישמה בהנדסה של מטא-חומרים. נראה מוזר בתחילה לשייך את היחסות עם המטא-חומרים, כי השימוש ביחסות הכללית נראה קשור לפיזיקת הכבידה ולקוסמולוגיה. הרושם היה שליחסות הכללית אין ולו חצי דבר עם ההנדסה של חומרים. אולם התברר שהתכנון של המטא-חומרים קשור בעקרון פרמה: קרני האור עוקבים אחר המסלול האופטי הקצר ביותר בתווך מסוים. מסיבה זו הם אפקטיבית גיאודזים. פירושו שגל אלקטרומגנטי נוטה לנוע במסלול המהיר ביותר בין שתי נקודות בחומר. בחומר הומוגני ואיזוטרופי מסלול זה הוא קו ישר. בחומר לא הומוגני המסלול של הגל נהפך כבר ללא ישר כדי לגרום לזמן המסע הכולל שלו להיות הקטן ביותר. זאת מכיוון שבחומר הגל נע במהירויות שונות. בצורה הזו ניתן לשלוט במסלול הגל על ידי התכנון של הפרמטרים של החומר. תכנון זה מצא את היישום בחומרי הסתרה שגרמו לעצמים להיות בלתי נראים. חומרים אלה עשויים ממטא-חומרים. תורת היחסות פיתחה את הכלים התיאורטיים במשוואות השדה לטיפול בשדות גיאומטריים עקומים. כך לאונהרט התחיל לאמץ רעיונות מהיחסות הכללית ולדבר על מרחב-זמן אלקטרומגנטי באנלוגיה למרחב האופטי בעודו מפתח אופטיקת טרנספורמציה עבור חומרים בעלי מקדם שבירה שלילי. הוא דבר על טרנספורמציית קואורדינאטות, על מסלולי האור בקווים עקומים בגריד של קואורדינאטות שעברו טרנספורמציה וכל זאת עבור האלקטרומגנטיות בהנדסת מטא-חומרים.  

הבינו שהמטא-חומר הראה תכונות של גלימת העלמות מסתירה, שגורמת לעצם המוסתר להיות בלתי נראה. היא מסיטה את האור סביב העצם שבמרכזה, כך שחזית הגל שמגיעה לצופה נראית כאילו היא מגיעה הישר דרך העצם המוסתר, והעצם נראה כלא היה שם כלל. בדיוק כמו החומרים בעלי מקדם שבירה שלילי, תחום ההסתרה והפיכת גוף לבלתי נראה בתחילה הודגם עבור מיקרוגלים ואז הודגם עבור האור הנראה בצורה מוגבלת ביותר. ייקח זמן עד שיוכלו להסתיר גוף ממש בתחום האור הנראה באמצעות גלימת ההעלמות של הארי פוטר… 

בתחילה תוכננו כיסויים ממטא-חומרים שמכסים גופים והופכים אותם לבלתי נראים. הכיסויים האלה גרמו לגלים האלקטרומגנטיים להתפשט מסביב לגוף וכך הגוף נהפך לבלתי נראה. החלו לחקור את חומרי ההסתרה באמצעות אופטיקת הטרנספורמציה, טרנספורמציה של קוארודינטות ומיפוי שמשמשים לתכנון הפרמטרים של החומר, שגורמים לחומר להסתיר את הגוף שנהפך לבלתי נראה. ראו כאן.

החומר המסתיר הראשון שנבדק במעבדה היה כזה שפעל בתדירויות המיקרוגל ולא באור הנראה. בניסויים, החביאו גוף בתוך חומר מסתיר, שנבנה ממטא-חומרים מלאכותיים. אולם נצפו השתקפויות וצללים של הגוף המוסתר. וכך אומנם הגוף הוסתר, ושום מקור חיצוני לא יכל לגלותו, אך הגוף גילה עצמו באמצעות רמזים… ולכן יישום ממשי של הכליפה המסתירה לא נראה עדיף.

אופציה שניה הייתה מרבד הסתרה על הקרקע, שיכול להסוות כל עצם תחת חומר העשוי ממטא-חומר. כל עצם שמוסתר תחת המרבד לכאורה נעלם והמרבד מופיע כגליון מוליך שטוח. לכן לא ניתן לגלות את העצם על ידי שום מקור חיצוני. ניתן לממש את מרבד ההסתרה בצורה קלה יותר מאשר את הקליפה המסתירה שבדוגמא הקודמת. יש לו גם יישומים חשובים ביחוד בתדיוריות המיקרוגל בתחום ההסוואה. מרבד ההסתרה הודגם גם כן בתדירויות המיקרוגל והוא מפגין ביצועים טובים בתחום הבלתי נראה. אולם יש לו שתי מגבלות עיקריות: התמודדות עם הרקע והגודל של המרבד.

אופטיקת הטרנספורמציה קובעת כיצד התכונות של גלימת ההעלמות המסתירה צריכים להשתנות על פני המטא-חומר כדי שהוא יסיט נכונה את האור הרחק מהגוף המוסתר. בהמשך לרעיונות של לאונהרט, הבינו שמטא-חומרים יכולים להיות מיושמים במעבדה כאנלוגיות לגופים שבהם מטפלת היחסות הכללית. בייחוד עבור חורים שחורים. בדרך זו מאחדים טווח רחב של תופעות פיזיקאליות שנשענות על הגיאומטריה של תווכים אופטיים ואלקטרומגנטיים ומנצלים את ההזדמנויות החדישות שפותחים בפנינו המטא-חומרים. אמרנו כבר שהמטא-חומרים הלא אחידים יכולים לעוות את המסלול של האור בדיוק כמו ששדה כבידתי מסוגל לעוות את המרחב-זמן. וכך קבוצה שעבדה באוניברסיטת ברקלי בראשות קסיאנג זאנג החליטה להרחיב את האנלוגיה הזו: האור שמתפשט דרך מטא-חומר יכול לשמש מחקרי מעבדה כדי ללמוד על תופעות קוסמיות כמו חורים שחורים ומושכים מוזרים כאוטיים. החוקרים בחנו מלכודות פוטונים ששרתו כחלל אופטי (optical cavity) שבולע אור אבל לא יכול לפלוט אותו על פני טווח רחב של אורכי גל. זהו חור שחור פוטוני, שמושך אור באותו האופן בדיוק כמו חור שחור כבידתי, שמושך חומר. בצורה זו זאנג אמר שאופטיקת טרנספורמציה תוכל לתכנן רכיבים שיכולים לחקות עצמים שמימיים ותנועות כאוטיות שבהן אנו צופים בעצמים שמימיים – כמו למשל התנועה הכאוטית של פלנטות ואסטרואידים. אלא שנצטרך לבצע ניסוי כזה במשך שנים רבות, אולי במשך מאה שנה, כדי לחקות תנועות כאוטיות כאלה…

הדמית הקסם שבמדע

בנוסף לאתגר הניסויי, נותר אתגר נוסף בתחום: ההדמיה של גוף מוסתר. החוקרים הניחו שכל קליפת הסתרה או כל חומר מסתיר, שנועד לגרום לגוף שאותו הוא מסתיר להיות בלתי נראה, ישאר בחלקו גלוי לעין. זאת בגלל אפקטים אופטיים ובגלל חוסר מושלמות בייצור. אבל עד כה איש לא הצליח להדגים כיצד במעשה או לפחות בהדמיית מחשב כל זה יראה.

הבעיה היא שלמטא-חומרים יש תכונות אופטיות שמשתנות עם המרחק. אם ניקח חדר שמכיל עצם שעשוי ממטא-חומר בתוכו, נצטרך לבנות מאות אלפי יחידות נפח שכל אחת היא באינטראקציה עם האור בחדר. ליצור מצב כזה מסובך אפילו בהדמיה בתוכנה סטנדרטית, שבה משתמשים מדענים ומהנדסים כדי לבצע סימולציה לאור בחדר, זה מסובך, כי תוכנה למעקב קרניים מאפשרת לעשות זאת רק לכמה מאות יחידות נפח. ותוכנה זו בשום אופן לא קרובה למורכבות שדרושה כדי לטפל במטא-חומרים כמו מרבד ההסתרה. כך חוקרים מגרמניה תכנתו תוכנה חדשה במיוחד למשימה זו.

החוקרים מגרמניה, מהמכון הטכנולוגי קרלסרוה פרסמו מאמר ב-Optics Express, כתב העת של האגודה לאופטיקה, והחליטו להמחיש בסימולצית מחשב וירטואלית תרחיש של מבנים מסתירים, הגורמים לעצמים להיות בלתי נראים. לכאורה החוקרים אינם מציגים תיאוריה חדשה למטא-חומר מסתיר חדש. הם אך ורק מספקים תוכנת “מעקב קרניים” (Ray Tracing) חדשה – טכניקת המרה שמבוססת על אופטיקה גיאומטרית –  שבעזרתה הם מבצעים סימולציה למרבד הסתרה עשוי ממטא-חומר, שביכולתו להעלים חפצים על ידי מניפולציה של החומר שממנו מורכב המרבד. 

נניח שישנה על האדמה מעין בליטה קטנה ברצפה, שמתחתיה אנחנו מסתירים עצם כלשהו. זהו פשפש מהסוג המצוי ביותר שנועד להסתיר אוצר יקר…

באזור הבליטה אנחנו מניחים מרבד הסתרה שהוא מהונדס בצורה כזו שקרני האור מוחזרים כאילו אין שם בכלל בליטה. ובכן ניתן להסתיר מתחת לבליטה עצם כלשהו מבלי שיתגלה, כי הבליטה למעשה נהפכה לבלתי נראית. מהנדסים את המרבד ובונים חומר שיחזיר את האור כאילו האור פגע במרבד שטוח ולא בכזה עם בליטה קמורה, שמתחתה נמצא גוף. יש לכך השלכות ויישומים רבים בטכנולוגיה, כמו למשל ברמת המיקרו והננו, מרבד כזה יכול לשמש להסתרת דפקטים שמפריעים בתהליך היצור.

החוקרים מגרמניה בחנו עצם כלשהו שמוחבא מתחת לבליטה ברצפה משתקפת ומרבד מתכתי המונח על הרצפה הזו באולם מוזיאון, שעל קירותיו תלויות שלוש תמונות: מצד ימין תמונה של אלברט אינשטיין, מצד שמאל תמונה של הינריך הרץ וממול תמונה של איזיק ניוטון.

מרבד כזה יכול היה להועיל למשל ללאונרדו דה וינצ’י, שמעולם לא רשם פטנטים על המצאותיו. כיצד הוא הסתיר את עבודותיו מחשש שיגנבו? כאשר לאונרדו היה במילנו הוא תכנן את הסטודיו שלו, כך שניתן יהיה להנמיך את הפלטפורמה שמחזיקה את עבודתו דרך הרצפה לקומה שמתחת, באמצעות מערכת של גלגליות ומשקלות-נגד. כל זאת כדי שניתן יהיה להסתיר את עבודתו מעיני סקרנים וחטטנים, כאשר הוא לא היה עובד.

לאונרדו דה מונה ליזה. מכאן.

לאונרדו לא הסתפק בפלטפורמה המונמכת. הוא היה כותב ביד שמאל ואמצעי זהירות נוסף בו הוא נקט כדי להגן על עבודותיו היה לכתוב את כל רשימותיו בכתב מראה מימין לשמאל (הפוך). למעשה הוא יכל לכתוב בעזרת שתי הידיים בכל כיוון. אבל כמו אנשים רבים שהם שמאליים, הוא גילה שזה מהר יותר לכתוב מימין לשמאל, כאשר הוא שרבט את רשימותיו וגם כתב בכתב מראה לתוספת ביטחון. נראה, שמרבד הסתרה אכן יכול היה לסייע ללאונרדו במקום הפלטפורמה המונמכת וכתב המראה בעת שרצה להסתיר את עבודותיו ויומניו.

אולם, בטרם נמליץ על מרבד ההסתרה ללאונרדו דה וינצ’י, ראוי קודם לשאול: האם העצמים המסווים מתחת לבליטה ברצפה, אכן מצויים במקום בטוח שאיש לא יכול למוצאם? כלומר, האם מרבד ההסתרה מסוגל להעלים את הבליטה לגמרי?

מסתבר שהעלמת בליטה במרבד ממתכת היא לא דבר של מה בכך. התמונות על קירות המוזיאון משתקפות במרבד, המנורות שבתקרת החדר משתקפות גם הן. כדי להעלים את הבליטה יש לשחזר את ההשתקפויות של התמונות ושל החדר כולו בדיוק כפי שהיה אילו לא הייתה שם כלל בליטה. האם התוכנה של החוקרים תצליח במשימה זו? על החוקרים לעצב פרופיל מקדם שבירה מסובך כדי שהאור המוחזר והנשבר מהבליטה ומהמרבד ינוע במסלול כאילו לא קיימת כלל בליטה. ובנוסף, עליהם לגרום לכך שתיווצרנה כל ההשתקפויות המדויקות של התמונות מהקיר על המרבד כאילו אין עליו בליטה.

החוקרים מודים כבר מההתחלה שהמרבד סובל מאפקט אותו הם מכנים בשם, אפקט “בת היענה”. בת היענה תוחבת את ראשה בתוך החול, אולם שאר גופה נותר בחוץ. בדיוק אותו הדבר קורה עם מרבד ההסתרה: הוא אמנם גורם לכל עצם באשר הוא להעלם מעיני הצופים, כאשר הוא מסתירו מתחת לבליטה. אבל אליה וקוץ בה… מבנה המרבד עצמו נותר מעט חשוף: מעט מההחזרות וההשתקפויות של התמונות בחדר וגם אי מושלמות אינהרנטית שתמיד קיימת מגלות לנו שישנו בחדר על הרצפה מרבד הסתרה, שככל הנראה מסתיר עצם מתחתיו. לאונרדו דה וינצ’י היה אומר על ההמצאה הזו: תארו לכם שהיו רואים קצה זעום מהפלטפורמה המנמיכה וממערכת הגלגליות ומשקלות הנגד בסטודיו שלי במילנו? או אז היו יודעים שיש פשפש בקומת המרתף שבו אני מסתיר את ההמצאות הטובות ביותר שלי…

נתבונן בחדר המוזיאון. הרצפה היא מתכתית ולכן היא מובילה להשתקפויות (איור a).

בתחילה (איור b) נכניס בליטה לרצפה ללא מרבד ההסתרה. נגיד שהבליטה לא תלולה בכלל. עדיין השפעתה דראסטית: רואים את ההשתקפויות של המנורות מהתקרה. על הקירות ישנן שלוש התמונות של ניוטון, הרץ ואינשטיין, כאשר ההשתקפות של ניוטון על הרצפה בקושי ניתנת לאבחנה, אולם הלחי הימנית של הרץ והלחי השמאלית של אינשטיין עוברות החזרה כפולה על הבליטה. ברור שיש משהו מתחת לבליטה, אוצר גנוז או עצם מסתתר מתחת…

עתה נוסיף (איור c) את המבנה של המרבד המסתיר. מרבית העיוות שבאיור הקודם מתבטל ונקבל במידה רבה חזרה את האיור המקורי (איור a). אבל עדיין נותרו עיוותים מסוימים שמסגירים את הימצאותו של מרבד ההסתרה.

מסקנה: האתגר הבא הוא לכן לצמצם כמה שיותר את אפקט בת היענה: לגרום לכך שכמעט ולא ידעו שקיים בחדר מרבד הסתרה, וכך נוכל להחביא דברים יקרי ערך בפשפש מוסתר בחדר במוזיאון מבלי שידעו על כך…

 

 

 

 

 

 

האם צמחים ובקטריות יכולים לדבר? חוקרים מדגימים שכן

האם צמחים ובקטריות יכולים לדבר? חוקרים אומרים שכן

Prince Charles at Royal Horitcultural Society's 2006 show 

 

האם כדאי לדבר לצמחים? חוקרים אומרים שכן…

הנסיך צ’רלס אמר בראיון טלוויזיה ב-1986, ש”מאוד חשוב” לדבר לצמחים והם “מגיבים” כאשר מדברים אליהם. והנה ב-2007 מדען מדרום קוריאה בשם מי-ג’אונג טען שהוא ניגן את סונטת ליל הירח לצמחי האורז שלו כדי לעודד אותם לגדול ולפרוח מוקדם יותר.

הועלו מיני השערות לפיהן, אם נדבר לצמחים, הדבר יסייע להם לגדול. עד למרץ האחרון הפכו את דבריהם ללא יותר מאשר סאטירה.

אולם במרץ האחרון יצא מחקר מטעם ה-RHS הבריטי התומך בהשערה זו בדיוק. במשך 30 יום אמרו שיבדקו גידולי עגבניות בסארי שליד לונדון. שאלו: האם העגבניות אכן מקשיבות לקולות באמצעות אוזניות מכשיר ה-MP3 שיוצמדו לעציצים בהם הן גדלו? הגידולים ימדדו לפני, במהלך ואחרי הניסוי, וישוו את הצמחים המאזינים ל-MP3 עם צמחים שלדאבונם הרב לא ניתן להם MP3. הגנן קולין קרוסבי מצא עדות חותכת לכך שקולות מסוימים (לבטח קולה הערב של מלכת בריטניה או שמא קולו של הנסיך צ’רלס?) מעודדים גידול בריא של העגבניות. המחקר שבדיוק הוכרז באביב התקבל בבריטניה בקריאות אחד באפריל. אבל הגנן אמר: קחו זאת ברצינות רבותי. רצוי למצוא את מיקס הקול האנושי המתאים לעידוד גידול הצמחים. לגבי העגבניות, מסתבר שערבוב מתוכנן ומתאים של קולות גורם להן לגדול בקצב שווה. הבי בי סי דווח, כי מצפים שההקלטות ב-MP3 יכילו שירים, שירי ערש, סיפורים, שירים ואפילו חרוזים מאת שיקספיר. העיקר שהקולות יהיו בין 125 הרץ ל-250 הרץ – הטווח שמשפיע על הביטוי הגנטי בצמחים ומסייע להם לגדול. זהו. דברו לצמחים ואפילו בבריטניה תקבלו עצה כיצד ובאיזה תדר לעשות זאת…

צמחים ישראליים מדברים אלינו

ועתה נשאלת השאלה, מה יקרה אם תקשיבו למה שיש לצמחים לומר לכם? זוכרים את הסרט חנות קטנה ומטריפה? הצמח אודרי 2 הרעבה מדברת לסימור העני וגדלה בחנות הצמחים. מחקר משנה שעברה מצביע על צמחים ישראלים שמדברים אלינו. האם בישראל מתרחשים דברים מוזרים יותר מאשר באנגליה? בכל אופן אודרי 2 את לא לבד בעציץ.

ד”ר יוליה פנחסוב – שהייתה בשעתו הדוקטורנטית תחת הנחיתו של פרופ’ צבי דובינסקי מהפקולטה למדע החיים על שם גודמן באוניברסיטת בר אילן, גלתה שצמחים יכולים לומר לנו האם גופי מים הם בטוחים או מזוהמים. כמובן שלמחקר השלכות על בעית המים באזורנו. הגילוי יכול להזהיר על זיהומים ורעלים במי השתייה.

שני החוקרים פתחו טכנולוגיה שיכולה “להקשיב” לקולות שצמחי אצות מיקרוסקופיים משחררים אל תוך גוף של מים מזוהמים. הטכנולוגיה עובדת על העיקרון של הפוטוסינתזה (התהליך של המרת אור שמש לאנרגיה). החוקרים מקרינים את הצמח המימי בלייזר ירוק. אחר כך הם בודקים את קצב הפוטוסינתזה של צמחי האצות שגדלות במים. אם הצמח מממש את מלוא פוטנציאל הפוטוסינתזה, סימן הוא שהוא בריא.

אולם כאשר צמח האצה לא מימש את הפוטנציאל הפוטוסינטתי המלא שלו, פירושו שמשהו לא בסדר איתו. במצב זה הצמח ישתמש בחלק מאור הלייזר וימירו לאנרגיה, כאשר השאר מומר לחום. חום זה גורם למים להתפשט ולכן ליצור שינויים בלחץ. שינויים אלה הם למעשה גלי קול של ממש שניתן לאספם על ידי הידרופון – מיקרופון מיוחד שמתוכנן למים. בהתבסס על כמות אנרגית האור שמומרת לחום ולקול, החוקרים יכולים לחשב את השארית שנבלעה על ידי הצמח, וכך ללמוד על מצבו. אם למשל הצמח סובל מהרעלת עופרת, התוצאה של פסולת שהושלכה לגופי מים על ידי בטריות ומפעלי צבע, הוא יצור קולות שונים מצמח בריא.  

המצאה חדשה: הצמח מתקשר בטלפון ואומר: תשקו אותי

Botanicalls הוא פרויקט בריטי שמחבר צמחים לאדמה, לחיישנים ולמעגל חשמלי. דרך החיישנים עובר מידע על רמת הלחות של האדמה. אחר כך המידע עובר ללוח מחשוב, שמעביר את המידע לרשת ואז הנתונים עוברים למאגר ולמערכת טלפוניה. מערכת הטלפון מבצעת את שיחת הטלפון לדודה הבריטית הדאגנית, שאוהבת את הצמחים שלה בעציצים. כאשר היא מרימה את השפופרת הצמח (כלומר, קול אוטומטי) אומר לה: “אני צמא, תשקי אותי”.

on call 

צמחים ובקטריות מדברים יחד ביניהם

עברה שנה וחוקרים בראשות פתולוגית הצמחים מאוניברסיטת קליפורניה בדייויס, פמלה רולנד, גילו שמולקולת רצפטור בצמח נצמדת למולקולה פולשת מסוימת בבקטריה ויחד שתיהן מגנות כנגד פלישת מיקרוב שגורם למחלות. בניגוד לחיות, צמחים לא יוצרים נוגדנים נגד מחלות. וכך נראה שנתגלתה כאן איזו שהיא הגנה לא ידועה שהיא חלק ממערכת חיסון הצמח. כלומר, צמחים ובקטריות מתקשרים זה עם זה על ידי מולקולת איתות בקטריאלית שמתחברת עם רצפטור מסוים בצמחי אורז (בניסוי הספציפי הנדון) כדי לסלק מחלה הרסנית לצמחי האורז. את הממצאים החוקרים פרסמו בכתב העת Science ב-6 לנובמבר, לפני כמה ימים.

האם צמחים יכולים לדבר בינם ובין עצמם? חוקרים אומרים שכן

ביוני האחרון יצא מחקר חדש מבית מדרשם של אוניברסיטת קליפורניה דייויס ואוניברסיטת קיוטו ביפן שמראה שיתכן והצמחים מדברים זה עם זה באמצעות שליחת סיגנלים כימיים ביניהם.

חוקרים חתכו קטע מצמח בר בשם לענה משוננת, צמח שבדרך כלל מתרבה בארה”ב ולא באמצעות הליך של שיבוט עצמי. הם יצרו עותקים משובטים גנטית של אותו הצמח ושתלו חלק מהם ליד הצמח המקורי וחלק, ליד צמח שאין לו שום קשר גנטי לעותקים האלה. הם נתנו לצמחים לגדול בשמורה של אוניברסיטת קליפורניה. החוקרים החלו לגרום לנזק לעותקים של הצמחים, שאותם הם שתלו ליד צמח המקור, בצורה שמחקה נזק שהיה עושה חרגול או אוכל עשב טבעי אחר. אחר כך הם חיכו בסבלנות שנה שלמה. הם חזרו לאותו מקום אחרי שנה והם גילו להפתעתם שהצמחים שגדלו ליד צמח האב ידעו לזהות את הסכנה ששמה חרגול. הם ידעו להיזהר מחרגולים ולשקם את עצמם לאחר הנזק. הם סבלו מ-42 אחוז פחות נזק מאוכלי עשב למיניהם לעומת הצמחים שגדלו ליד צמחים שלא היו קשורים אליהם גנטית.

המסקנה של החוקרים הייתה שהצמחים שהיו בני אותה משפחה והיו סמוכים זה לזה, איכשהו ידעו להזהיר אחד את השני שעומדת להגיע מתקפה של אוכלי עשב ולומר לשכן שלהם: “הי, תגן על עצמך עכשיו מפני החרגול!” בצורה זו הם ידעו להכין את עצמם למתקפה ולהתגונן מאיומים בצורה אפקטיבית יותר. כלומר, השיבוטים של צמח הבר המקורי תיקשרו ביניהם וידעו לשתף פעולה זה עם זה כדי למנוע מהחרגולים לאכול אותם. אולם עותקי הצמחים, שנלקחו מהלענה המשוננת ונשתלו רחוק זה מזה, לא ידעו להזהיר את אלה שהם לא היו קרובים להם גנטית. מכאן מסתבר שלצמחים יש מנגנון להתנהגות מתוחכמת יותר משחשבו.

המחקר פורסם בכתב העת “מכתבי אקולוגיה” על ידי ריצ’רד קרבן מאוניברסיטת קליפורניה בדייויס וקאורי שיוג’יר מאוניברסיטת קיוטו באוצו ביפן. הוא מעלה את האפשרות שצמחי בר יכולים להבחין בין צמחים שהם זהים גנטית לבין אלה שהם לא זהים להם גנטית. פירושו, שצמחים יכולים להבחין בין אלה שהם דומים להם לבין אלה שהם לא. בדיוק כמו חיות, הן פעמים רבות מעדיפות לסייע לקרוביהן ולא לאלה שהם לא קרובי משפחתן. היכולת להבחין בין העצמי לבין מי שהוא לא עצמי הוא מכריע בטבע. תכונה זו מאפשרת לחיות רבות לפעול בצורה מועדפת לעבר חיות אחרות שהן קרובות להן מבחינת גנטית. אולם עדויות לכך שצמחים יכולים להתנהג כמו חיות המגוננות על קרוביהן לא היו חד משמעיות. ניסויים מסוימים הראו, שכאשר שורש של צמח צומח בסמוך לזה של צמחים שאינם קשורים אליו, השניים ינסו להתחרות על מקורות המזון והמים. היו ניסויים שהראו שאם ניקח צמח וניטול ממנו שני שורשים ונשתול אותם באדמה זה ליד זה. שני השורשים עדיין יתחרו זה עם זה על מקורות המזון והמים.

אולם הניסויים האחרונים של החוקרים מהקיץ האחרון, מראים שהצמחים לא יתחרו זה עם זה. ויותר מכך, המחברים מעלים את ההשערה שצמחים אחרים מתנהגים באותו האופן. החוקרים אינם יודעים כיצד הצמחים מדברים זה עם זה, אבל הם מעלים את ההשערה, שכנראה הצמחים עושים זאת באמצעות סיגנלים כימיים נדיפים. כאשר צמח אחד מותקף על ידי אוכל עשב, הוא פולט את הכימיקאלים האלה לאוויר, ובכך הוא מזהיר את חבריו מסביב כדי שיתגוננו. או יתכן שהצמח המותקף ממלא את עליהם של שכניו בכימיקאלים מזיקים לאוכלי העשבים כמו החרגולים שאז בורחים. או אולי הוא באופן פיזי מזיז את הגבעולים והעלים של שכניו בדרך כלשהי כדי לגרום להם להיות פחות טעימים לאוכלי העשב. יהיה אשר יהיה המכניזם, הוא עדיין לא ידוע. ובכל מקרה, מחקר כזה יכול להועיל מאוד לגננים ולמי שהצמחים בגינה ובעציצים יקרים ללבו. וכל עוד הצמחים לא מתכננים איזו מזימה כנגד האנשים אי שם בתוך העציצים, זה חיובי ואולי אף חסכני במים ובחומרי דישון כאשר הם מתקשרים. 

צמח מתחזה ומזהיר זחל לא להתקרב אליו

ביוני האחרון מצאו באקוודור צמח שמתחזה לצמח חולה כדי שמזיקים לא יאכלו אותו. הצמח מייצר עלים שמחקים את אלה שנהרסו על ידי הזחל של העש. זה מונע מהעש מלהטיל זחלים נוספים על העלים של הצמח, כי העש מניח כבר שהזחלים אכלו את מרבית המזון שעל העלה. וכך מסתבר שצמחים הם אולי יותר אינטיליגנטיים מאיתנו…

משמאל עלים שנאכלו על ידי עש ומימין הצמח מזייף מחלה כדי שזחלי העש לא יאכלו אותו:


A moth mined leaf and a variegated leaf of Caladium steudneriifolium

האם בקטריות יכולות לדבר בינן לבין עצמן? חוקרים אומרים שכן

חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה אשר בסן דיאגו פתחו אמצעים שמאפשרים להבחין בהדמיה באמצעות ספקטרומטרית מסות בתקשורת בין אוכלוסיות בקטריות שונות. המחקר מראה כיצד בקטריות “מדברות” זו עם זו (בשפת החיידקים כמובן). אם הבקטריות מדברות ביניהן ומשתפות פעולה, ניתן לתקוף אותן בהתאם למידע חדש זה.

למעשה החוקרים תארו דרך חדשה שבה ניתן להבחין במאבק בין הבקטריות מנקודת המבט האקולוגית בעולם המיקרוביאלי. כאשר בוחנים את האנטיביוטיקות שבהן אנו משתמשים היום, הרבה מהן זוהו כתוצרים טבעיים שאותם יצרו בקטריות, כמו למשל הפניצילין. בסביבתן הטבעית, הבקטריות משתמשות בנוסף בתרכובות אלה כאנטיביוטיקות כנגד סוגים אחרים של בקטריות המתחרות עמן על המשאבים. המחקר החדש יצר שיטה שיכולה לנטר ישירות את היצירה והשחרור של מולקולות התרכובות האלה (“שפת הבקטריות”). השיטה מתברר מפשטת משמעותית את היכולת לחקור את האינטראקציות הבקטריאליות והיא יכולה לספק דרכים חדשות לזיהוי ולפיתוח תרכובות אנטיביוטיות חדשות.

במאמר שפורסם שלשום בכתב העת “Nature Chemical Biology”, פיטר ס. דורסטיין מבית הספר לרוקחות והקולגות שלו – שני הפוסט דוקטורנטים יו-ליאנג ויוגאן קסו, יחד עם פול סטרייט מאוניברסיטת טקסס  מתארים גישה שאותה הם פתחו לתיאור האופן שבו הבקטריות מתקשרות בסידור מעבדתי. הסידור כולל את השיטה הידועה לחקר ביומולקולות:

Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight mass spectrometry (MALDIMS)

זהו כלי אנליטי לחקירת ביומולקולות. המולקולות מוצמדות למטריצה של מולקולות מתגבשות. לייזר חנקן פולט קרינת יונים על המטריצה והמולקולות סופחות את אנרגית קרינת הלייזר ומתאדות. המכשיר מצומד לספקטרומטר מסות.

החוקרים הצליחו לבנות סידור מעבדתי מסובך באמצעות ה-MALDI וספקטרומטר המסות ולצפות בהשפעות של איתותים מיקרוביאלים מרובים באינטראקציה בין כמה סוגי בקטריות. השיטה של החוקרים מורכבת מהדמיה תוך שימוש בספקטרומטרית המסות – טכניקה שמניבה תמונה כמותית: אילו כימיקאלים וכמה כימיקאלים נוצרים כדי להלחם במתחרה בקטריאלי על המשאבים.

בכדי לתקשר, בקטריות מפרישות מולקולות ש”אומרות” למיקרובים אחרים המתחרים איתן על המשאבים: “אני עצבני, תפסיק כבר לגדול”, “אני זקוק ליותר מזון”, “בוא קרוב יותר, אני יכול לספק לך חומרי מזון”. כמובן לכן שמדובר בשיחות כימיות, כלומר באיתותים כימיים: החוקרים ממפים מאות אינטראקציות בין הבקטריות, הפרשות מולקולות והאינטראקציה שלהן עם מערכת ההגנה של הגוף.

הבקטריות המדברות של בוני בסלר

בוני בסלר גילתה שבקטריות “מדברות” זו עם זו באמצעות שפה כימית שמאפשרת להן למסור זו לזו מידע אודות מתקפות ודרכי התגוננות: 

10 בנובמבר 1969: הפרק הראשון של רחוב סומסום עולה לאוויר

10 בנובמבר 1969: הפרק הראשון של רחוב סומסום עולה לאוויר

40 שנה לרחוב סומסום

בטרם רחוב סומסום עלתה לאוויר לראשונה לפני 40 שנה, המפיקים של התוכנית קדמו אותה בקמפיין נרחב. המסר המרכזי שלהם היה, “זו הפעם הראשונה שבה משתמשים בטלוויזיה למטרה חברתית יעילה”. התוכנית כללה אמריקנים ממוצא אפריקני, והקמפיין שקידם אותה הגיע ללבנים ולשחורים כאחד. התוכנית שעשעה וחנכה, למדה ובדרה. התוכנית רחוב סומסום תפשה מיד את הציבור ונהפכה ללהיט בארה”ב בגלל המסרים שלה לאחווה בין כל הילדים באשר הם.  

ג’ים הנסון וקרמיט

מסחור הטלוויזיה בארה”ב

ב-1948 שידורי הטלוויזיה בארה”ב היו דבר חדש. בעל טור העיתון המשפיע ביותר בארה”ב באותה תקופה, וולטר ליפמן, זיהה כבר את הבעיה עם הטלוויזיה: היא נהפכה “ליציר, המשרת, ואכן הזונה של המסחור”. מבקרים בתחילת שנות החמישים טענו שהטלוויזיה החלה תופשת את מקומם של סרטי הוליווד. תוכניות הטלוויזיה לילדים היו בעיקר סרטים מצוירים. הבעיה הייתה שהטלוויזיה לימדה את הילדים להתנהג באלימות והיא עשתה זאת למטרות פרסום זולות. הטלוויזיה פעלה ממניעי רווח בלבד. כאשר רחוב סומסום הופיעה היא הציעה מודל שונה, חיובי ובעיקר חינוכי ושוויוני.

ג’ים הנסון והחבובות שלו בתחילת דרכן.

 

הרעיון לתוכנית ילדים חדשה

ב-1966 לויד מוריסט, סגן נשיא תאגיד הקנרגי וג’ואן גנז קוני, מפיקת טלוויזיה חינוכית, החלו לעבוד על תכנון מוקדם לתוכנית שאחר כך תהיה קרויה רחוב סומסום. תאגיד קרנגי תמך במחקר חינוכי והתוכנית כוונה לחינוך פעוטות. מחקר מעמיק הציע לפתור בעיות חברתיות תוך רכישת מיומנויות אינטלקטואליות בגיל הרך וכך נולדה רחוב סומסום. השתמשו במדעי התפתחות הילד כדי להזניק את העניים להצלחה. המטרה הייתה לפנות לכלל אוכלוסיית הילדים בארה”ב – שחורים, לבנים, אסיאתים והספנים – וכך לשנות את החברה האמריקאית.

רחוב סומסום מספר 123 ואוסקר הרוטן מופעל על ידי קרול ספיני.

 

התוכנית מחפשת תחנה שתפיק אותה

בחורף 1966 קוני הזמינה קומץ חברים לדירתה למסיבת ארוחת ערב. היא, חברה מוריסט והבוס שלה בתחנת הטלוויזיה החינוכית – תחנה 13, לואיס פרידמן, שוחחו על הטלוויזיה ועל הילדים. האם המדיום יכול ללמד מיומנויות קוגניטיביות? האם ניתן להגיע לילדים העניים יותר מהשכבות הסוציו-אקונומיות החלשות? הם החליטו על תוכנית חינוכית לילדים. נראה היה שהייתה תחנת טלוויזיה שמעוניינת להפיק תוכנית, תאגיד קרנגי התעניין לממן את התוכנית וכך כל מה שנותר הוא רק לממש את הרעיון במציאות.

פרידמן וקוני נפגשו עם מוריסט במשרדי קרנגי ושוחחו על האפשרויות לתוכנית הטלוויזיה שתופק בערוץ 13. הם הציעו לתאגיד קרנגי שהתוכנית תהיה בפורמט של מלאכה, הופעה של בובות, וביקור בתחנת כיבוי אש, גן חיות, ספריות וכדומה. ישדרו את התוכנית פעמיים ביום, חמישה ימים בשבוע וגם יהיה בה אירוח חי כלומר, היא תוקלט במקום שהיא תוסרט מראש. היא תהיה משעשת ומושכת לילדים ובאותו הזמן גם חינוכית.

ג’ים הנסון, ג’רי נלסון, קרולי וילקוקס ופרנק עוז (משמאל לימין) מפעילים את החבובות.

אולם בסוף השנה, פרידמן כבר לא היה מנהל תוכניות בתחנה וקוני פרשה מתחנה 13 כמה חודשים אחר כך, כאשר ההנהלה דחתה את ההצעה להפיק את התוכנית הזאת. ואילו אצל מוריסט, תאגיד קרנגי לא הסכים לממן את הפרויקט, והוא וצוותו חיפשו מקורות מימון אחרים. חלפו לכן שנתיים עד שהשלושה ואחרים חיפשו אמצעים כדי להעלות לאוויר את רחוב סומסום.

קרול ספיני – האיש בתוך ביג בירד.

 

בין 1966 ל-1968 השלושה עבדו כדי להמציא מחדש את הטלוויזיה החינוכית לילדים ונאבקו כדי לשמר את הפרויקט. הם שאלו את עצמם: מה התוכנית תלמד? מי יפיק וישדר אותה? מי ישלם עבורה ויבטיח שילדים ילמדו ממנה? אילו ילדים ישתתפו וישבו בקהל? ולמה להמשיך את הפרויקט בכלל?

המטרה הייתה קודם כל להלחם בעוני ולשפר את הטלוויזיה לילדים. לבסוף, אחרי שמוריסט השתמש בקשריו וניסה לעניין אנשים, אחרי טריקות דלת, ניסיון לגייס גרנטים מגורמים שונים – גם כאלה שאין להם שום קשר לתכנים איכותיים, וארגון פגישה עם כמה מהממונים עליו – נציגים מכמה סוכנויות פדראליות, בא המימון מסוכניות פדראליות, מתאגיד פורד וגם מתאגיד קרנגי. אבל יחד עם המימון נכנסו עוד משתתפים לפרויקט. ואלה קבעו איך התוכנית תראה ותופק. קוני ומוריסט היו צריכים ללמוד כיצד לנטרל אותם, אחד מאלה היה לואיס האוסמן. הבעיה עתה הייתה להוציא החוצה פרסומות ותכנים מסחריים מהתוכנית וזה היה מסובך, שהרי היה מדובר בארה”ב בטלוויזיה מסחרית שאצלה חינוך היה בקדימות נמוכה לעומת הרווחים.

ב-1967 מוריסט נפגש עם רשתות שידור מסחריות NBC, CBS ו-ABC וניסה לעניין אותן בהפקת התוכנית שעתידה אחר כך לקבל את השם רחוב סומסום. הוא קיבל תשובות מנומסות של סירוב. NBC שקלה להפיק את התוכנית, אבל לא מצאה שעה מתאימה לשדר. בסופו של יום שום רשת לא רצתה להפיק את התוכנית, לשדרה או לממנה, והיה צריך למצוא אלטרנטיבה חדשה.

הקמת רשת טלוויזיה חינוכית חדשה

כדי למצוא דרך אחרת, מוריסט ארגן פגישה של מקצועני תעשיית הטלוויזיה בסתיו 1967. בפגישה קוני ופרידמן החליטו שהתוכנית לא יכולה להיות מופקת על יד שום ארגון קיים. הקבוצה החליטה להקים רשת הפקות חדשה עצמאית יחד עם תחנת הטלוויזיה החינוכית הלאומית בארה”ב NET – שהייתה ארגון הגג. באוקטובר 1967 מוריסט כינס קבוצת מומחים נוספת והחלו לאסוף את המממנים ולעבור דרך מועצות מנהלים.

נכנסה שנת 1968 והגיע גם חורף 1968. הארגון הסופי של הרשת והסידור הסופי של המממנים השתלב בהסכמות אודות הפשרות כיצד הכל יאורגן תחת השם החדש של הרשת: Children’s Television Workshop (CTW). תאגיד פורד הצטרף ותאגיד קרנגי תמך וגם סוכנויות פדראליות (משרד החינוך, משרד ההזדמנויות הכלכליות, המכון הלאומי לבריאות הילד וכדומה). הייתה רשימה של תומכים לרשת שתעלה ותפיק את התוכנית רחוב סומסום. זו הייתה רשת טלוויזיה חינוכית שנועדה לחנך, ללמד, אבל לא להיות מורה מלמד של שעורים. מטרתה הייתה להלחם בצפייה הפסיבית של הילדים ולהפעיל את הילדים במלאכה ובצפייה אינטראקטיבית. קוני הציעה פורמט של סטורי-טיים, שבו מבוגר יקרא לבובה ולילד חכם, והילד הצופה ישאל שאלות בבית. הילדים יחשפו לאומנות, מוזיקה וידעו על העולם ויחשפו גם לתרבויות שונות. הילדים ירכשו את הכלים הבסיסיים ללמידה ולהבנה של התרבות. מוריסט רצה להפיק את המרב מהפוטנציאל של המדיום הטלוויזיוני כדי לשנות את הסביבה התרבותית והחינוכית של הילדות.

ב-20 למרץ 1968, משרד החינוך, תאגיד קרנגי ותאגיד פורד ארגנו מסיבת עיתונאים והכריזו על יצירת Children’s Television Workshop (CTW). ואז החלו להופיע בהדרגה הביקורות: “טלוויזיה היא לא כיתה, אמצעי הוראה”. טלוויזיה “היא מדיום שעשוע ולא אינטלקטואלי”. אבל קוני אמרה שהיא פונה לילדים לבנים ושחורים כאחד, שאף פעם לא רואים את עצמם על המסך. הטלוויזיה צרכה להתחיל לייצג גם אותם. אין היום סרטים מצוירים על שחורים, שאיתם הם יכולים להזדהות. זוהי גישה חברתית שנקטה בה רשת CTW. המממנים מטעם הממשלה הוסיפו את האמביציה ש-רחוב סומסום תסגור את הפערים בין ילדים בארה”ב. על בסיס זה קוני, מוריסט וחבריהם קבלו תקציב ענק וחופש יצירתי עצום כדי לנסות ולהגיע ליעד זה בטרם התוכנית עלתה לאוויר לראשונה ב-10 לנובמבר 1969.

ג’ים הנסון והחבובות

לאחר ש-CTW נוסדה קוני חפשה אחר האנשים שיצרו את התוכנית ויעמדו בציפיות. בתחילה היא פנתה לדייויד קונל, שעבד בתוכניות ילדים, כדי שיהיה המפיק בפועל. באביב 1968 קונל החל לשכור אנשים לתוכנית. הם הבינו שילדים ישתעממו אם רק אנשים ידברו אליהם.

הכותב הראשי של התוכנית היה ג’ון סטון. סטון המליץ לקונל על חברו ג’ים הנסון, שהיה לו חברה בשם “חבובות” Muppets. סטון והנסון עבדו יחד על כמה פרויקטים, כולל התוכנית הראשונה של הנסון היי סינדרלה, שבה לראשונה הופיעה הבובה קרמיט. סטון והמפיקים אמרו לקונל שחברת הבובות של הנסון הייתה היחידה שהייתה לה האיכות שאותה בדיוק CTW מחפשת. הנסון בתחילה התנגד, אבל התעניין יותר לאחר שהוא השתתף בסמינרים במהלך קיץ 1968 סמינרים שנועדו לתכנן את התוכנית רחוב סומסום ולהסביר את מסריה החינוכיים. החבובות שלו היו מכריעות לתוכנית ולפופולאריות שלה. מנגד, עבודה בתוכנית הייתה צעד מכריע בפריצת הדרך בקריירה של הנסון עצמו, והביאה לו הכרה לאומית ובינלאומית. הנסון בא לתוכנית עם ניסיון מכמה רשתות מסחריות. לאחר שהוא הופיע שנים בפרסומות עם הבובות שלו, הוא ניסה במשך הרבה זמן להעלות תוכניות משלו, הפיק שני פיילוטים, כאשר רק אחד מהם שודר, כאמור היי סינדרלה. ברגע שהוא התחיל לעבוד ב-רחוב סומסום הבובות שלו הפסיקו להופיע בפרסומות.

קרמיט הצפרדע

הגרסה המוקדמת ביותר לקרמיט הצפרדע הופיעה ב-1955 בתוכנית סאם וחבריו, תוכנית בובות בת חמש דקות של ג’ים הנסון ואשתו ג’יין נבל ששודרה פעמיים ביום בתחנה WRC-TV. זוהי התחנה המסונפת לרשת NBC בוושינגטון DC. התוכנית סאם וחבריו הייתה תוכנית הטלוויזיה הראשונה של ג’ים הנסון שרצה החל מ-9 למאי 1955 ועד ל-15 דצמבר 1961. הסדרה הסתמכה בייחוד בפרקיה המוקדמים על בובות שמזיזות את הפה שלהן בהתאם לשירים או לרוטינות של קומדיות אמריקאיות. הגיבור הראשי היה בובה מואנשת בשם סאם. אולם הגיבור היותר נצחי של הסדרה היה קרמיט, עדיין לא צפרדע, והרבה פעמים הוא הופיע עם פאה. קרמיט נראה יותר כמו לטאה בהופעתו בסדרה והנסון ציין בראיון ב-1982 ש”כל הדמויות באותם ימים היו מופשטות”. 

קרמיט שנראה כמו לטאה

הנסון יצר את בובת הקרמיט הראשון שלו ממעיל הסתיו של אימו באמצעות כדורי פינג-פונג ששימשו כעיניים. היו דמויות נוספות שהן בובות בסדרה כמו יוריק הזללן, הביטניק הארי ההיפסטר (הזלמן), הפרופסור מדקליף המתלהב, צ’יקן ליבר ושחקני משנה כמו האנק ופראנק. הסדרה שודרה בתחילה בשחור לבן ואחר כך עברה לשידורי צבע.

הנסון ואשתו בסדרה סאם וחבריו

קרמיט לראשונה התייחס לעצמו כאל צפרדע בתוכנית חבובות על בובות, תוכנית מיוחדת בת שעה שאותה הפיק הנסון עבור הטלוויזיה החינוכית הלאומית הציבורית NET ב-1968. בעזרת הדמות של החבובות, הכלב ראלף, הנסון הסביר את אומנות יצירת הבובות, החל מבניית הבובות ועד להופעה. הנסון תאר את הסוגים השונים של הבובות, הדגים כיצד להפעיל בובת יד והוא סיפר על ההיסטוריה הקצרה של התפתחות הבובות והצגתן בעולם. הוא התחיל בהשפעה של הצגות הדמויות הבריטיות הפולקלוריסטיות המפורסמות פאנץ’ וג’ודי משנות ה-1800. אחר כך תוארו בובות מריונטה, בובות מוט, בובות אצבע ובובות מסיציליה. ואז ראלף הכלב הציג את החבובות של הנסון וגולת הכותרת, את קרמיט הצפרדע ב-1968.

ראלף הכלב 

קרמיט תוכנן מחדש בתוכנית היי סינדרלה מ-1969, גרסה שנונה לאגדת העם סינדרלה בה קרמיט הצפרדע מופיע לצד הנסיך וסינדרלה. שם הבובה של קרמיט מעוצבת כך שרגליה מוחלפות בסנפירים ומעניקים לקרמיט את הצווארון המפורסם שלו בעל אחד עשר המשולשים. כך כאשר קרמיט הגיע כבר ל-רחוב סומסום בנובמבר 1969 הוא היה כבר לגמרי צפרדע מעוצב.

 

השם “רחוב סומסום” והמודל של התוכנית

כיצד התוכנית רחוב סומסום קבלה את שמה? בהתחלה חשבו על הכותרת הבאה לתוכנית: “שדרות 1-2-3”. המפיקים שמעו ילדים בגיל הרך משחקים בגינת המשחקים בניו יורק ואומרים את המלים: “ססמי היפתח”, כלומר, “סומסום היפתח”. מלים אלה לכן גם כן הופיעו ברשימת הכותרות האפשריות לתוכנית. וכך נולדה בסוף הכותרת: “ססמי סטריט”, כלומר, “רחוב סומסום” וגם הספרות 123 מופיעות בכותרת. בפרסומת לתוכנית המפיקים הכניסו סצנה של חבובות עם קרמיט – הבובה העתיקה ביותר של הנסון – שמציעה את השם “רחוב סומסום”.

בין אוגוסט לנובמבר 1968 CTW יצרה מודל, סגנון ופורמט שלם לתוכנית. היא תכננה את פרקי התוכנית, חתמה על חוזים לסרטים וסרטים מצוירים, כתבה והקליטה סקיטים וקטעי אולפן עם החבובות של הנסון. חמשת הפרקים הראשונים עלו לאוויר בפילדלפיה ב-1969. בעוד שההפקה והמחקר המשיכו, קוני ועוזריה שכנעו תחנות טלוויזיה חינוכיות לשדר את התוכנית כדי שילדים בגיל הרך יוכלו לצפות בה. רחוב סומסום הבהירה שהטלוויזיה יכלה להיות חינוכית ומרוכזת בילדים.

מארני (אריק) וברט (בנץ) ועד ביג ברד ואוסקר

אביב 1969.החבובות הראשונות של רחוב סומסום היו ארני (אריק) וחברו ברט (בנץ) והם חיו במרתף. ארני שיחק את התפקיד של החצוף, הנוכל והקומיקאי וברט שיחק את דמות האוטוריטה, האיש הישר והמשעמם. היחסים והאינטראקציה ביניהם היו דו-משמעיים ומלאי תעלולים. ההתנהגות שלהם שקפה במידה רבה את זו של ילדים בגיל הרך, אבל לא היה ברור האם הם מבוגרים או ילדים. הם חיו ללא הורים וקיימו משק בית משל עצמם.

התפאורה של הסדרה הייתה של רחוב אורבאני, בשכונת מעוטי יכולת וזה צמח מהרצון של CTW לפנות לילדים האפרו-אמריקאים העניים יותר. הילדים מעוטי היכולת פעמים רבות נשארו בבית, היו תקועים מול המקלט לבד בעוד האמא שלהם הייתה בעבודה ואין לדעת איפה היה האבא שלהם. הם הביטו מבעד לחלון וראו את הילדים העשירים יותר משחקים, והרחוב הוא היכן שההתרחשויות האמיתיות קרו. וכך רחוב סומסום אפשר להם להזדהות עם אנשים אמיתיים ולחקות אותם. הילדים שהופיעו בתוכנית, ששחקו ברחוב ב-רחוב סומסום היו אפרו-אמריקאים, לבנים, לטיניים (הספנים), אסיאתיים – במה שנראה כשילוב זהיר ומתוכנן מראש, ללא העדפה מינית או אתנית.  

אוגוסט 1969. המפיקים מוסיפים עוד בובות חבובות, את Big Bird ואת אוסקר הירוק והרוטן בתוך פח הזבל ברחוב. ביג בירד נולדה מתוך מחשבה לשלב בובת ציפור ענקית שמופעלת על ידי בן אדם בתוכה. הציפור הייתה כמו ילד בן שלוש שנאבק ללמוד. אוסקר ייצג את השכן הרגזן והעוקצני, או הקרוב האגרסיבי. המעמד שלו מבחינת הגיל לא היה ברור, בדיוק כמו זה של ארני וברט.

בעוד CTW עמלו על תכנון התוכנית, קוני ועוזרו דאגו שמספר מקסימאלי של ילדים בגיל הרך יצפו בה. הם לכן שכנעו תחנות שידור טלוויזיוניות חינוכיות לשדרה בשעות השידור הטובות ביותר. הם רצו שכל פרק ישודר פעמיים ביום, בבוקר ואחר הצהריים. התחנות בתחילה הסכימו לשדר אחר הצהריים, אבל התנגדו לשידורי הבוקר, כי זה התנגש עם תוכניות לימוד לכיתות בית ספר הציבוריים. ולכן הרצון לשדר בבוקר התנגש עם שלטונות בית הספר המקומיים. בעונה הראשונה התוכנית שודרה על ידי 169 תחנות. רבע מהן לא שדרו אותה במשבצת הבוקר.

לאט-לאט התוכנית החלה לתפוש את הילדים ולהתפרסם והשאר הוא כבר… היסטוריה.

החגיגות בניו יורק

בניו יורק אתמול חגגו 40 שנה לתוכנית רחוב סומסום ולחלק מרחוב 64 במנהטן קראו רחוב סומסום מספר 123. זהו אות הוכרה לארבעה עשורים של דורות של ילדים שנהנו מהבובות של ג”ים הנסון. השתתפו בטקס היוצרים המקוריים של התוכנית, ביניהם כמובן ג’ואן גנז קוני (מחזיקה במרכז את התעודה הלבנה – אות ההוכרה):

היום יום שלישי – ה-10.11.09 מוכרז בניו יורק יום רחוב סומסום לציון הופעת הבכורה של הסדרה בדיוק לפני ארבעים שנה. פרק הבכורה של הסדרה עלה לאוויר כאמור היום בדיוק לפני ארבעים שנה.

"Sesame Street" 40th Anniversary Temporary Street Renaming

"Sesame Street" 40th Anniversary Temporary Street Renaming

 

"Sesame Street" 40th Anniversary Temporary Street Renaming

ג’ואן גנז קוני והבובות. התמונות הן מכאן.

התמונות בכתבה הן מתוך:

Morrow, R.W., Sesame Street and the Reform of Chldren’s Television (John Hopkins University: Baltimore), 2006.

 

לקריאה נוספת ראו הספר הזה והמקורות שבו.

ניו יורק קוראת קטע רחוב 64 בניו יורק על שם הסדרה “רחוב סומסום 123”:

<a href="

צופן דה וינצ’י בחיים: מתגלה פרסקו ענק של לאונרדו

צופן דה וינצ’י בחיים: מתגלה פרסקו ענק של לאונרדו

לפני יותר משנה באפריל 2008 בסן דיאגו, תוכנית הטלוויזיה הידועה 60 דקות בכתבה “לאונרדו האבוד”, הודיעה שנראה שאחת מהתעלומות המתמשכות בעולם האומנות עומדת להיפתר: החוקר פרופ’ מאוריציו סרצ’יני נמצא במרוץ אחר הפרסקו האבוד של לאונרדו “קרב אנגיארי“. התוכנית עקבה במשך שנים אחר עבודתו של סרצ’יני וצלמה במשך שנים וזמנים שונים את ההתפתחות בפרשיה.

במשך מאות בשנים חשבו שהעבודה של לאונרדו נהרסה, ציירו עליה משהו אחר או פשוט נעלמה. עכשיו, אחרי שנים רבות של חיפוש אחר טכנולוגיה מתאימה, בעיות טכניות ובירוקרטיות שהתעוררו  בדרך ליישמה, נראה שסרצ’יני קרוב לפתרון התעלומה. הוא מצא קצה חוט בצורה כה מפתיעה כאילו היא לקוחה הישר מהספר של דן בראון.

Morley Safer

צופן דה וינצ’י מתעורר לחיים בימים אלה

סרצ’יני, במקור מפירנצה, כיום פרופ’ להנדסה, המנהל של המרכז הבינתחומי למדע, אומנות, ארכיטקטורה וארכיאולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דיאגו, מאמין שהציור הגדול ביותר של לאונרדו דה וינצ’י משנת 1506 קרב אנגיארי מתחבא לו בתוך קיר באולם העיר של המדיצ’ים בפירנצ’ה.

סרצ’יני עמד לו בחדר העצום של הפאלציו וקיו, האולם בן ה-500 שנה שהיה מרכז הפוליטיקה של הרנסנס, כאשר פעם מן הסתם יצירות המופת של לאונרדו דה וינצ’י ושל מיקלאנג’לו עיטרו וקשטו את קירותיו בפרסקואים הענקיים המציגים לראווה את הניצחונות הצבאיים של פירנצה.

Photo detail

החלק המרכזי של הקרב אנגיארי, פיטר פול רובנס. חושבים שלאונרדו צייר אותו והוא נאבד. יודעים עליו רק מתוך העתקים שצויירו על ידי ציירים אחרים ומקטעי שרטוטים מקדימים שמוצאים ביומניו של לאונרדו.

בעוד סרצ’יני עומד בפאלציו וקיו ומדמיין כיצד הוא נראה לפני 500 שנה, הוא הבין שכל שנותר הוא למצוא את הטכניקה שבעזרתה ניתן יהיה למצוא את הציור האובד של לאונרדו. כמו שאתם מכירים את לאונרדו ואת יומניו, בהם הוא נהג לכתוב בכתב סתרים – כלומר בכתב מראה – את כל המצאותיו, רעיונותיו והגיגיו – לאונרדו הודיע על קיום הציור ועל מקום מצאו. הוא שרטט ושרבט ציורים מקדימים ליצירה ונתן תאורים מלחמתיים.

המדע והאומנות חברו יחד

כאשר המדע (כלומר טכנולוגית המלה האחרונה) והאומנות חברו יחד במרוץ אחר הציור האובד, בדיוק כפי שלאונרדו דה וינצ’י היה רוצה שימצאו את יצירתו האהובה, סרצ’יני ניגש לעבודה. סרצ’יני מוביל קבוצה של מדענים שממפים בעזרת לייזרים, רדאר, אור אולטרא סגול ומצלמות אינפרא אדומות כל מילימטר של קיר האולם ושל החדר הסמוך בפאלציו וקיו בניסיון נואש למצוא את הציור האובד. ברגע שמזהים את המקום החבוי המשוער, משתמשים ברכיבים שיכולים לגלות את הציור על ידי זה שיורים ניטרונים אל תוך הקיר בטכנולוגיה שפתחו סרצ’יני והקולגות שלו וקרויה אנליזת אקטיבצית ניטרונים. טכנולוגיה זו פועלת בצורה הטובה ביותר בקור ולכן עדיף לעבוד בלילה. 

יורים קרן ניטרונים בזהירות בל יפגעו ביצירה במטרה למצוא את היצירה עצמה. זהו מכשיר נייד בעל סורק העומד מול הקיר וסורק את הקיר כולו. התהליך לוקח שבועות על גבי שבועות. המכשיר שולח קרן ניטרונים שמתנגשת בגרעינים של היסודות הכימיים שמצויים בקיר. הקרן יוצרת קרני גמא כתוצאה מההתנגשות הזו בגרעינים. הגלאים אוספים את הקרניים ואת האנרגיה שקשורה ליסודות הכימיים.

 Maurizio Seracini of UCSD stands atop scaffolding in the Hall of 500 in Florence's Palazzo Vecchio, studying a giant mural by 16th century artist Giorgio Vasari.  (New York Times)

סרצ’יני עומד על פיגום וחוקר קטע מהפרסקו שחושבים שמכסה את הפרסקו של לאונרדו.  מכאן.

לאונרדו דה וינצ’י רשם ביומנים שלו במעורבב עם ההמצאות המדעיות, האיורים, עם כתב המראה, רמזים והוא כתב בלטינית ובאיטלקית, תכנן מבנים וכתב את כל מה שראה וחשב. כמוכן ידוע באילו חומרים הוא השתמש וגם ידוע ההרכב הכימי של הציורים. ולכן כאשר הסורק מבצע סריקה של הקיר ומתבצעת עבודת איסוף היסודות, ניתן לסנן את החומרים שהם לא מבית מדרשו של לאונרדו ולמצוא מה יכול להיות שייך לפרסקו שאופייני ללאונרדו דה וינצ’י. בצורה כזו ניתן למפות את השרידים מהפרסקו ולהעריך כמה אבד ממנו עם השנים. טכניקה זו מאפשרת ליצור “דמות רפאים” צבעונית של הציור של לאונרדו במידה והוא ימצא שם מאחורי הקיר.

המכשיר מורכב בצורה כזו, שרכיב אחד מסוגל לגלות את הניטרונים שמוחזרים חזרה אחרי שהם מתנגשים באטומי מימן בתוך החומרים האורגניים, שאותם מוצאים בצבעים מבוססי שמן. בצבעים כאלה נהג להשתמש לאונרדו כדי לכסות את הקירות, זאת בניגוד לפרסקו שמונח בקיר מעל והוא בוצע בטכניקה של טיח רטוב. הרכיבים האחרים של המכשיר יכולים לגלות את קרני הגמא האופייניים, שנוצרים מהתנגשות של הניטרונים עם אטומים של יסודות כימיים שונים. המטרה היא לגלות את הגפרית בשכבה היסודית של לאונרדו, הפח בשכבה העיקרית הלבנה והכימיקאלים בפיגמנטים של הצבעים. ישנם פיגמנטים מסוימים שלאונרדו העדיף אותם. אם למשל מקבלים קרני גמא שקשורים בכספית, זהו יסוד נפוץ באדום עז. והנחושת קשורה בפיגמנטים של הכחול של האזוריט. מאידך, אם מקבלים עופרת, יודעים שזה יכול להצביע על הצבע הלבן. וכך חומרים אלה יכולים לתת אינדיקציה היכן הפרסקו של לאונרדו נמצא מאחורי הקיר ומהו גודלו היום. 

Maurizio Seracini and Morley Safer of CBS

 סריקת הקיר על ידי המכשור הטכנולוגי.  

המירוץ אחר היצירה של דן בראון, כלומר אחר היצירה של לאונרדו דה וינצ’י כמובן… החל לפני שלוש שנים. ב-1975 לאחר שלמד הנדסה בארה”ב, סרצ’יני שב לפירנצה והחל בוחן את האולם הגדול של הפאלציו וקיו מלפני 500 שנה בעזרת חוקר מומחה ללאונרדו דה וינצ’י בשם קרלו פדרטי.

הציור של לאונרדו דה וינצ’י, קרב אנגיארי

הציור של לאונרדו, קרב אנגיארי, הוא הגדול ביותר שאותו הוא צייר: פי שלוש רחב יותר מהסעודה האחרונה. למרות שלאונרדו אף פעם לא השלים אותו, בנוטשו אותו בשנת 1506, הוא השאיר סצנה מרכזית של חיילים וסוסים מתגוששים. הציור מייצג מחקר שלא היה כמותו באנטומיה ותנועה. במשך עשורים, אמנים כמו רפאל ורובנס רצו לאולם הגדול בפאלציו וקיו כדי לראות וגם להעתיק את הפרסקו העצום של לאונרדו.

המדיצ’ים וכיצד הציור נעלם

בפירנצה הייתה משפחת בנקאים וסוחרים, המדיצ’י, והם שלטו בפירנצה במשך שתי מאות. הם היו עשירים בצורה מדהימה ופטרוני אומנות, ספרות ולימוד והשפיעו על הציבור הטוסקני ועל חיי התרבות. בין בני משפחתם היו כמה קרדינלים, שלושה אפיפיורים, ושתי מלכות צרפת. המדיצ’ים התנהגו פחות כמו אנשי עסקים ויותר כמו נסיכים. והם נהפכו לאדונים המושבעים של העיר שהייתה רפובליקה רק בשם. ב-1500 המדיצ’י גורשו על ידי מלך צרפת ופירנצה נהפכה לרפובליקה. העיר הפכה לתיאוקרטיה פונדמנטליסטית. לאונרדו דה וינצ’י היה המהנדס הצבאי בעל המוניטין הרב ביותר והוא נשכר כדי לשפר את ההגנה על הערים במרכז איטליה ולייעץ כיצד להביס את הכובשים. בתקופה הזו, ב-1504, לאונרדו היה בשנות החמישים לחייו. הוא מקבל הזמנה ענקית לצייר ציור קיר מהסיניורה, המושל של פירנצה, שרצה לחגוג את ניצחון עירו נגד מילנו באנגיארי ונגד פיזה בקסצינה. הפרסקו הראשון הוזמן מלאונרדו והשני ממיקלאנגלו. הנסיך מקיאבלי, שהיה חבר של לאונרדו באותה תקופה חתם על חוזה שמאשר לו ליצור את הפרסקו של קרב אנגיארי.

ב-1511 האיטלקים הצליחו לגרש את הצרפתים. כך הקונסטלציות הפוליטיות השתנו כל הזמן. המדיצ’י חזרו לשלוט בפירנצה. ואז יום אחד הפרסקו המפואר של לאונרדו נעלם. לאונרדו הותיר איורי הכנה רבים של הקרב אנגיארי, שמהם היסטוריונים של האומנות הרכיבו את הקומפוזיציה הכללית. במהלך התכנון מחדש של האולם הגדול בפאלציו וקיו בשנת 1563 האדריכל והצייר גיאורגיו וסארי כיסה את הקירות בפרסקאות של ניצחונות צבאיים של משפחת מדיצ’י, ששבו לשלטון. כך נשכח הציור המפואר של לאונרדו הקרב אנגיארי.

צופן דה וינצ’י האמיתי: שתי מלים שהובילו לרמז אודות הקרב אנגיארי

בשנת 1975 בעוד סרצ’יני חוקר את אחת מסצנות הקרבות של וסארי בפאלציו וקיו, הוא שם לב לדגל זעיר קרוב לתקרה בעל שתי מלים“Cerca Trova” :: אם תחפש או אז תמצא. סרצ’יני החל לחשוב שאולי היה זה הרמז של וסארי לכך שאם תחפש משהו בתוך הקיר או אז תמצא אותו חבוי עמוק מתחת…

צופן דה וינצ’י קם לתחייה בפאלציו וקיו!

הטכנולוגיה בשנות השבעים לא יכלה לספק את התשובות המספיקות. בינתיים סרצ’יני עבד על נושאים אחרים בתחום הארכיאולוגיה והאומנות. בשנת 2000 הוא שב לאולם הגדול בפאלציו וקיו עם טכנולוגיה חדשה. בתחילה הוא נטל תמונות אינפרא אדומות ומיפויי לייזר של החדר. באופן זה הצוות של סרצ’יני גילו היכן היו ממוקמים החלונות והדלתות בטרם וסארי תכנן מחדש את האולם. החוקרים שילבו יחד את תוכנית השחזור של האולם עם המסמכים מהמאה ה-16 וזה אפשר להם לגלות נקודה אחת שצוירה על ידי לאונרדו.

וראו הפלא ופלא, היכן החוקרים מצאו את הנקודה שאותה צייר לאונרדו? בדיוק מתחת למקום שבו וסארי כתב את המלים: “Cerca Trova”.

סריקת רדאר הראתה שוסארי היה מתחשב אף יותר. הוא לא הדביק את היצירה שלו ממש על זו של לאונרדו: הוא הקים קירות אבן חדשים שיחזיקו את היצירה שלו והשאיר מרווח אוויר זעיר בין החלק שלו לזה של לאונרדו בדיוק מאחורי המילים “Cerca Trova”.

אולם נותרה הבעיה איך להגיע מאחורי הקיר שאותו בנה וסארי, אל המרווח הזעיר הזה של 15 סנטימטר בלבד שאותו השאיר ואסארי אל תוך הקיר? איך עושים זאת מבלי להזיק לפרסקו ההיסטורי של לאונרדו?

סרצ’יני לא ידע מה לעשות עד 2005. הוא בתחילה מדד את החום שהלבנים והאבנים בקיר פלטו כדי ללמוד על הקיר החבוי מאחור. אחר כך הוא ביקש עצה בכנס מדעי ואמרו לו פיזיקאים: שלח קרן ניטרונים דרך הפרסקו. סוכנות האנרגיה הגרעינית של איטליה ואוניברסיטאות מהולנד ורוסיה ופיזיקאים מארה”ב סייעו בפרויקט פיתוח המכשיר שירה את קרן הניטרונים ויזהה את סוד הרכיבים הכימיים שבהם השתמש לאונרדו. ולא רק שסרצ’יני היה צריך לעבור מכשולים טכניים, אלא הבירוקרטיה הייתה מתישה ומפרכת… הבירוקרטיה האיטלקית היא בעיה, כי תהליך האישורים הוא ארוך. הפרויקט צריך לעבור את האישור של האגודה הלאומית הגיאוגרפית. אולם ראש העיר של פירנצה מעריך שזה ענין קצר של שבוע-שבועיים. ברגע שיש את האישור סרצ’יני מעריך שתוך שנה הוא מסיים את הפרויקט. 

עתה אם כן סרצ’יני יקבל את האישורים סוף סוף והוא יתחיל בחיפוש אחר הפרסקו האובד, 30 שנה אחרי שהוא חשב על הנושא. אם הפרסקו של לאונרדו אכן ימצא מאחור, כנראה ששלטונות פירנצה יביאו מומחים שיזיזו את הפרסקו החיצוני של וסארי ויחשפו את הציור האובד של לאונרדו. כמובן שאיש לא יודע באיזה מצב נמצא היום הציור המקורי של לאונרדו. אבל סרצ’יני, שבחן כבר בצורה נרחבת את הנזקים שסבלו ציורים רבים מתקופת הרנסנס, אמר שהוא אופטימי אודות הקרב אנגיארי. ומדוע? כי היתרון של הפרסקו של לאונרדו הוא שהוא היה מכוסה במשך חמש מאות שנה בפרסקו אחר ששמר עליו. הוא היה מוגן כנגד פגעי הסביבה ומפני ונדליזם ובייחוד מפני ניסיונות שחזור גרועים… ולכן אין לצפות שיהיה ניוון רב בפרסקו. ואם סרצ’יני צודק, או אז וסארי עשה טובה גדולה ללאונרדו בכך שהוא כיסה את הפרסקו שלו ודאג לשמור עליו בדגל הקטן ובצופן דה וינצ’י שכתוב עליו את המלים: “Cerca Trova”.

הכתבה של 60 דקות בכתב.

הוידאו של 60 דקות כאן.

ביומטריה: האח הגדול התחיל להביט בכם בעולם הילדים של דיסני

ביומטריה: האח הגדול התחיל להביט בכם בעולם הילדים של דיסני

וילכד גלעד את-מעברות הירדן לאפרים והיה כי יאמרו פליטי אפרים אעברה ויאמרו לו אנשי גלעד האפרתי אתה ויאמר לא: ויאמרו לו אמר-נא שבלת ויאמר סבלת ולא יכין לדבר כן ויאחזו אותו וישחטוהו אל מעברות הירדן ויפל בעת ההיא מאפרים ארבעים ושנים אלף:

שופטים י”ב, 5-6.

אמר במבטא לא נכון “סבלת” במקום “שבלת”… וראו מה קרה…

 

מהי ביומטריה?

 

הביומטריה היא כלי שמלמד מחשבים להבחין ולזהות אנשים על בסיס מאפיינים ייחודיים – זיהוי אנשים על ידי מדידה של אספקט מסוים באנטומיה או הפיזיולוגיה שלנו (טביעת אצבע או זיהוי פנים), או אספקט התנהגותי (כמו למשל, חתימה), או שילוב בין השנים (כמו זיהוי קולי).  בענייני ביטחון נראה שאין פשרות. אולם מסתבר שיש הרבה מאוד השגות לשיטה.

קחו למשל את המחשבים שמזהים חתימות בצ’קים ויודעים לחשב טעויות. או למשל את המערכת לזיהוי פנים. בעזרת תוכנה ומצלמות וידאו ברחוב – כמו אלה בדיוק שמפוזרות בניו יורק או ברחובות לונדון (ולא מנעו את שוד התכשיטים הגדול לא מזמן…), ניתן לשלוף ולדלות דמות אחת מתוך הקהל ברחוב או בסופר. תוכנת זיהוי הפנים נוטלת מספר נקודות ומדידות, כולל את המרחקים שבין מאפיינים בפנים: האוזניים, העיניים, האף והפה, זוויות ומאפיינים בפנים, ומודדת אורכים של חלקי פנים. בעזרת המידע הזה, התוכנה יוצרת תבנית יחודית ומשווה אותה למאגר נתונים של פרצופים שהוזנו לתוכנה מקודם: תצלומי פושעים ומחבלים וטרוריסטים מבוקשים. אבל זו כאמור משימה מאוד קשה. נניח שהמצלמות צלמו את פלוני-אלמוני ברחוב שודד את חנות התכשיטים היקרה ברחובות לונדון. בתאורה שונה, בהבעות שונות ובפוזיציות שונות שום שיטה לא נותנת תוצאות טובות ומדויקות להפליא ולכן רמת הטעויות היא רבה מאוד. גם למערכת זיהוי הקול ישנן בעיות רבות ומערכת טביעות האצבע נגועה בלא פחות בעיות. ואם בתפישת מחבלים עסקינן, עדיף לכן להעמיד שומר בפתח הקניון ולא להסתמך על הטכנולוגיות הנ”ל.

שורה של מדענים ישראלים, בהם שני זוכי פרס הנובל, פרופ’ עדה יונת ו-פרופ’ ישראל אומן מבקשים היום (יום א’, 8.11.09) מחברי הכנסת שלא לאשר את הצעת חוק המאגר הביומטרי. מדובר בהצעת חוק להנהגת תעודות זהות ביומטריות שתועלה מחר (יום ב’, 9.11.09) לקריאה שנייה ושלישית. ראו כאן.

צלום גלי וינשטיין

 

המאגר הביומטרי בארה”ב בדיסנילנד

האמריקאים שוחרי השלום והנשיא אובמה זוכה פרס הנובל לשלום, הם אולי חלוצי המאגר הביומטרי בשדות התעופה ודווקא איך לא, בפארקי השעשועים – מאז ניין אליבן וחרדות נוספות שפקדו את צפון אמריקה. בימים אלה כאשר אתם רוצים להיכנס לפארק שעשועים בעולם אתם צריכים למסור חלק מהזהות הביומטרית שלכם. אומרים לכם שזה רק כדי להבטיח שאף אחד במקומכם לא ישתמש בכרטיס המעבר שרכשתם במיטב כספכם. זה נועד כדי להעניק לכם ביטחון וכדי להבטיח שהכרטיס שרכשתם הוא-הוא אוטנטי. כנראה שהתצלום הישן נושן במצלמה הדיגיטאלית המשוכללת ביותר כבר נהפך למשהו ישן נושן.

אחד מהפארקים הראשונים להשתמש במערכת ביומטרית בכניסה היה עולם וולט דיסני באורלנדו. זהו העולם השמח ביותר שיש, אלא שבכניסה לפארק השמח ביותר בעולם החליטו להנהיג את השיטה הביומטרית. כיום היא כבר מונהגת בפארקים נוספים. האם השיטה טובה או לא? מובא כאן תמצית הויכוח שהחל בשנת 2006 כאשר חברת דיסני התקינה מערכת ביומטרית חדשה. אתם תחליטו בעצמכם האם המערכת נחוצה או לא.

כולם מסכימים שדיסנילנד, או עולמו של מיקי מאוס וחבריו, הוא בין העולמות הקסומים ביותר שיש עבור ילדי העולם. לכן אולי הוא העולם השמור ביותר. איך ישמרו על שערי הפארק, על האטרקציה התיירותית הפופולארית ביותר של ארה”ב בעידן ה”ניין אילבן”? הוחלט לאמץ את השיטה הביומטרית ולסרוק את טביעות האצבע של המבקרים.

גרתי בלוס אנג’לס לפני כמעט עשר שנים ונסעתי לבקר בדיסנילנד באורנג’ קאונטי. נכנסתי עם כרטיס ואף אחד לא העלה בדעתו שיש עם זה בעיה כלשהי. כמה שנים אחר כך נסעתי לפארק יורודיסני בפריס ונכנסתי עם כרטיסים (שעלו כמובן הון תועפות). אבל איש לא משך לי איברים ואצבעות בגוף. אתם יודעים אצל חיות למשל לוקחים טביעות אצבע ורגל, כי הן לא יכולות לכתוב ולהחזיק כרטיסי כניסה…

כנראה שאפשר לדעת מידע גנטי מנטילת אימג’ים מחיות. היום הטכנולוגיה הממוחשבת היא מפותחת ובמידה רבה תלויה בתוכנה כמובן. והרי זוהי אינטליגנציה מלאכותית. הבעיה היא הטעויות, שנובעות מכך שלמחשב צריך להכניס כמה שיותר מידע קודם והתוכנה עושה השוואות למאגר הנתונים שמזינים לתוכה. אולם ברגע שבמציאות המחשב נתקל במשהו חדש שלא נמצא במאגר הנתונים או לא מוגדר אצלו היטב, מגיעים לטעות.

טוב הגענו לפארק של חיות מדברות: מיקי מאוס, דונלד דאק, פו הדב, טיגר, פיל נפיל וחבריהם.

אם כן לפני “ניין אילבן”, במשך שנים כנראה שזייפו כרטיסי כניסה לפארק. או אז יכלו להוסיף אולי תצלום. וכנראה שזייפו גם את התצלום. שמו תמונה של הסבתא ושל הדודה ושל מיקי במקום של דונלד ושל גופי במקום של פלוטו ושל הדינוזאור במקום של המפלצת מרחוב סוסמום (סליחה זה מפארק אחר בכלל? לא ג’ים הנסון הרי מכר את כל הזכויות על החבובות לדיסני). בקיצור אם אריק קנה כרטיס כניסה לשבוע ונכנס במשך חצי שבוע, הוא יכל להעביר את הכרטיס לבנץ לחצי השבוע השני ואיש לא היה יודע בעידן שלפני המכונות הביומטריות בכניסה.

לאור עשרות מיליוני המבקרים בפארקים של דיסני כל שנה (ומכת הזיופים וה”ניין אילבן סקייר”), הוחלט בסביבות 2002 להחליף את הכרטיסומט במכונות שסורקות טביעות אצבע: טביעות של שתי האצבעות כדי לזהות מאפיינים אודות מבנה האצבעות. המצדדים טוענים: “מה יש? זה רק שדרוג בטכנולוגיה, מה אתם רוצים?”

רגע, רגע, המובטלים שבינינו, יודעים שגם בלשכת התעסוקה בארץ, הזיהוי של המובטלים נעשה על ידי טביעת אצבע במכונה. כנראה שגם שם היו זיופים וגנבות של דמי אבטלה. המובטל שם את האצבע והמכונה פולטת אישור כדי לקבל דמי אבטלה. האם עלה פעם בדעתכם שהמכונה, עם שדרוג קטן של התוכנה, יכולה לאסוף עליכם מידע ולהעבירו למעסיקים פוטנציאלים, לבנק…? מידע כמו: כמה זמן אתם מובטלים, כמה פעמים העברתם את האצבע במכשיר בלשכת התעסוקה וכולי. שדרוג קטן של התוכנה ושל החוק כמובן והכל יסתדר…

אתם יודעים היום גם המחשבים הניידים לא ידלקו ללא סיסמא שהיא בעצם זיהוי לפי טביעת אצבע. זוהי ביומטריה. בוקר טוב, אפשר לפרוץ את זה יאמר לכם כל האקר בן ה-14…

 

השדרוג הביומטרי בדיסני ומתנגדי הפרטיות

 

ואולם, ב-2006 הוצע שדרוג למכשיר הביומטריה של דיסני: לא צריך יותר להכניס את שתי האצבעות. כלומר לא דרושות יותר שתי טביעות אצבעות. המכשיר נוטל רק דגימת דימות של האצבע ומזהה סדרת נקודות על האצבע (ונא לא לצבוע בג’לי ימי הולדת או בחומר דביק אחר כדי לא להרוס את המכונה…). המכשיר מודד את המרחק שבין הנקודות והופך את זה לרצף של ערכים מספריים. בקיצור מחשב לפי נוסחא. אין צורך כבר להכניס שתי אצבעות כמו בכניסה לשדות התעופה בארה”ב. המכונות החדשות סורקות מידע מאצבע אחת. לא מאוחסנת תמונה של האצבע כולה אלא רק מידע נומרי שמכיל נקודות מסוימות.

טכנולוגיה זו נראה שאכן פותרת את בעיית זיופי הכרטיסים: האורח שרוכש נגיד כרטיס לעשרה ימים לא יכול להעבירו הלאה לכל המשפחה…

אולם אז קמו להם מתנגדי הפרטיות: מהי מטרת המערכת החדשה של דיסני? איך נדע איזה מידע נאסף על ידי המערכת של דיסני ולאיזה מטרה הוא משמש ולמי הוא מועבר? האם אין מתווסף לו מאגר נתונים ביומטרי כאן?…

לא היו שלטים בכניסה שמסבירים את מהות המכונה, ואם שאלו את השומרים הם היו מסבירים בכניסה אודות המערכת. עדיין מבקרים חשו שישנה בעיית שקיפות. יש כאן חוסר פרופורציה בין דרישת יתר אינפורמציה עבור פארק שהוא בסך הכל פארק שעשועים. נטען שלמעשה טכנולוגיה ביומטרית היא טכנולוגיה שמתאימה למתקני ביטחון ברמה הגבוהה ביותר – ובאמת מדוע משתמשים בה בארה”ב? במידה רבה המניע הוא ה”ניין אילבן סקייר”. כלומר הפחד מכניסת טרוריסטים. בנוסף נטען, שמבחינת האתיקה לא מתאים לשים טכנולוגיה של מתקנים צבאיים או של ה-אף בי אי בכניסה לפארק שעשועים.

דיסני לדידם טוענים כנגד, שהמידע הפרטי מאוחסן והמערכת מנקה אותו 30 יום אחרי שפג תוקף כרטיס הכניסה או אחרי שהכרטיס לגמרי ממומש. דיסני הוסיפו שמבקרים בפארק שמתנגדים לקורא טביעות האצבע יכולים לספק תצלום זיהוי במקום – למרות שאופציה זו לא מפורסמת בכניסה לפארק. 

מסתבר שדיסני חלוצה בענייני ביון, אבטחה וביומטריה. בשעתו כאשר דיסני הייתה חלוצה בתחום ב-2006, הממשל הפדראלי נזקק לעצות של מומחי דיסני בתחום, בגלל שעולמו של דיסני באורלנדו היה אחראי ליישום המסחרי היחיד הגדול ביותר בארה”ב של הביומטריה. ממשל ארה”ב היה מודע לפארק דיסני, כאשר דיסני התעניינה בטכנולוגית הביומטריה המתקדמת. נטען שכמה מעובדי דיסני היו בתפקידי ביון לשעבר בארה”ב. דיסני טענו כנגד שהמערכת שלהם כלל לא קשורה למאגר נתונים משפטי, והיישום היחיד הוא לקשר בין הכרטיס לאדם ולערך המספרי.

מומחים העריכו שהמכונות של דיסני מאחסנות את תמונת טביעת האצבע במלואה ולא רק ערכים נומריים. טענו כנגד דיסני, שמבחינה טכנולוגית ניתן לשנות מערכת ממערכת לוכדת נתונים נומריים בלבד לכזו שהיא מאחסנת תמונה שלמה של טביעת האצבע. זוהי אופציה של התוכנה ולא של חומרת המערכת. רק עניין של שדרוג התוכנה ושכלולה.

דיסני טענה כנגד שהמערכת שלה נועדה אך ורק לוידוי כרטיסי כניסה. ושוב קמו החוששים שדיסני יכולה לחלוק את המידע על טביעות האצבע עם גורמים שונים אם הנתונים נשמרים ולא מושמדים מיד. זוהי אופציה ריאלית, שכן אם דיסני מוכרת כרטיס מנוי לעשרה ימים היא שומרת את הנתונים למשך עשרה ימים.

הויכוח שניטש לגבי המכונה בכניסה לפארק השעשועים של דיסני מדגימה את הבעייתיות של הפעלת מכונה ביומטרית. ישנו חשש שחברות פרטיות, פארקים של שעשועים וקניונים ישתמשו בטכנולוגית הביומטריה מבלי שיקבעו פרוטוקולים ברורים לשימוש. וגם כאשר יקבעו פרוטוקולים אלה, ישנן תמיד פרצות. והסיבה היא שישנו כאן שימוש בטכנולוגית ביון למטרות פרטיות, שעשועים ומרכזי קניות.

נטען כנגד דיסני שהיא רצתה לרכוש מכונה שמשתמשת בטכנולוגית זיהוי פנים. אין אישור לשמועה זו. מה שמראה שמכונת הביומטריה בכניסה לפארק של דיסני בנוסף גם הולידה שמועות ופחדים…

טכנולוגית זיהוי הפנים נועדה לדלות מתוך הקהל למשל פושעים וטרוריסטים. תוכנת זיהוי הפנים נוטלת מספר נקודות ומדידות, כולל את המרחקים שבין מאפיינים כמו עיניים, אף ופה, זוויות ומאפייני מפתח בפנים, ומודדת אורכים של חלקים שונים בפנים. בעזרת כל המידע הזה, התוכנית יוצרת תבנית יחידה שמכילה את כל הנתונים המספריים. את התבנית משווים למאגרי מידע עצומים של תמונות פרצופים שנועדו לזהות את האדם. אולם ללא מאגר נתונים גדול, מרכזי של תצלומי הטרוריסטים, הטיעון בעד זיהוי פנים ביומטרי נופל במידה רבה.

ניפגש בפארק השעשועים של העתיד?… 

 

צפיפות אוכלוסין בחלל: האם יקום שכן יתנגש ביקום שלנו?

צפיפות אוכלוסין בחלל: האם יקום שכן יתנגש ביקום שלנו?

מסתבר שישנם עניינים יותר דחופים ובוערים מאשר ללכוד ספינות נשק איראניות, או לדון בפיצול סמכויות היועץ המשפטי לממשלה בישראל, או לחילופין לעסוק כל הזמן בשחיתויות שלטוניות ובשרים ישראלים שעפים לכלא ומייללים על מר גורלם. העניין הבוער הוא אפוקליפטי למדי וגם כן קשור כמובן בשלום ובאלימות – שאף פעם לא מתרחקים זה מזה בטבע כמו גם אצל בני האדם.

התנגשות בין יקומים

ובכן הקוסמולוגים החלו לאחרונה לשאול את עצמם את השאלה שברומו של עולם, כלומר ברומו של יקום: “האם היקום שלנו יכול להתנגש ביקום אחר?”

זו אינה שאלה של מה בכך. אם יתנגש, מן הסתם, הבעיה האם לחזור לקווי 67 או לא, והריבים והמדנים במזרח התיכון במילא יפתרו מאילם, כי לא יהיו כאן יותר קווים ושטחים ויקום. אולם קודם יש לשאול את השאלה המקדימה, האם בכלל יש יקומים נוספים מלבד זה שלנו, שעלולים להתנגש ביקום שלנו? אולי בכלל אנחנו יקום בודד באין הריק אי שם?

אנתוני אגווייר, פיזיקאי מאוניברסיטת סנטה קרוז, הוא אחד מיני קוסמולוגים רבים הסבורים שיש יקומים נוספים מלבד זה שלנו. וברגע שמעלים השערה זו, יתכן פיצוץ אוכלוסין בציבור היקומים ולכן עולה החשש מהתנגשות היפותטית ביניהם. אגווייר מסביר, שבעוד יקום אחר יגיע כדי להתנגש ביקום שלנו, דפנותיו יראו לנו כמו מעין קיר שנע לעברנו כמעט במהירות האור. כך יוצר קיר בין היקום שלנו ליקום המתנגש בנו. מאחורי קיר זה יהיו חוקי פיזיקה לגמרי שונים מאלה שלנו שפשוט יחריבו את כל מה שנקרא בדרכם ביקום שלנו. כלומר, אם המתיחות של הקיר היא בערך קטן יותר מערך מסוים, הקיר ידהר לעבר היקום שלנו וימחץ את כל מה שבדרכו במהירות עצומה: חלק ניכר מהיקום ייאכל, בעוד שכל האנשים שיפגעו מהקיר ימחצו ויהרגו. זהו באמת קרב קוסמי רציני. אגווייר אומר לנו, שאילו היינו יכולים לשדר את המאורע הנורא הזה בסלאו מושין”, היינו רואים מראה ענקית דוהרת לעברנו ברקיע, מכיוון שהאור היה מוחזר על ידי הקיר. ואחרי זה מה היינו רואים? מן הסתם כלום כי היינו כבר כולנו מתים.

מהאינפלציה ועד לפיצוץ האוכלוסין של המולטי-יקומים

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. לפתע התעוררו תיאוריות המולטי-יקומים: נוצרו באמצעות הליך האינפלציה יקומים רבים.

פיזיקאים הציעו שהואקום 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.

אותם תהליכים קוונטיים אקראיים שיצרו את הבועה הקוונטית גם יאפשרו להפוך אותה ספונטאנית לגדולה יותר. ברגע שהבועה הגדולה יותר הזו מתפרצת החוצה, היא עוברת אינפלציה ליקום חדש ללא צורך בתהליך דחיפה ממקור בעל אנרגיה אינסופית. היקום שנברא הוא בעל מרחב-זמן משל עצמו, שעובר אינפלציה. הלחץ על דפנות היקום שנברא ממשיך להגביל אותו. הכוחות (אינפלציה מול לחץ זה) מתחילים להתחרות זה בזה והיקום יוצר בועה במרחב-זמן עד אשר החיבור היחיד שיש לו ליקום שלנו הוא באמצעות תעלת מרחב-זמן צרה שקרויה חור-תולעת. ברגע שהיקום נולד הוא ינעל בתוך חור שחור שלא נראה שיגדל בגודלו. חור שחור זה יפלוט קרינת הוקינג ומהר מאוד יתאדה. היקום החדש ימשיך לגדול במרחב-זמן משלו, אבל יותיר מאחור שובל זעיר של נוכחותו ביקום שלנו. כך נולד יקום חדש. בצורה זו כל הזמן נוצרים עוד ועוד יקומים חדשים בתהליך האינפלציה.

מכאן

קוסמולוגים החלו מאמינים שבעת שהיקום שלנו נולד במפץ הגדול נוצרו בנוסף ליקום שלנו יקומים נוספים, וכל הזמן נוצרים עוד ועוד יקומים בתהליך האינפלציה, כלומר הם מאמינים בתיאורית ה”מולטי-יקומים”. הם אז חישבו את הסיכויים לכך שיקומים שונים אלה יתנגשו עם שכניהם, או אפילו לא עלינו ימחצו זה את זה. במהלך חישוביהם הם הגיעו למסקנה המפתיעה ביותר: היקום שלנו כבר שרד התנגשויות כאלה – וכיצד אנו יודעים זאת? ישנן שריטות שמעידות על ההתנגשות.

כנס: האם תהיה התנגשות בין היקום שלנו ליקום שכן?

אגווייאר ארגן כנס בגרנד קניון כדי לעסוק בעניינים אלה שברומו של עולם. הנושאים שעל סדר היום היו: תקריות חלילה שעברו מולטי-יקומים ועניינים אחרים העוסקים ביצירה ובהרס קוסמולוגי. בכנס הובאו חישובים לגבי הסיכויים שיקום נוסף יתנגש ביקום שלנו. מהחישובים עולה שהסבירות להתנגשות פטאלית בחלק של המולטי-יקום בפינה הנידחת שלנו היא באמת מאוד קטנה. תנשמו לרווחה… אולם, מחקר אחר החל מראה שהיקום שלנו למעשה יכל לשרוד התנגשות כזו עם יקום חוצן – ולמעשה כאמור ישנו סיכוי גבוהה שאכן הייתה התנגשות לא קטלנית כזו בעבר. תראו, אמרו החוקרים, כאשר חושבים על מולטי-יקומים אינסופיים, וכאשר כל הזמן נוצרים עוד ועוד יקומים חדשים בתהליך האינפלציה (כפי שהוסבר למעלה), במוקדם או מאוחר תיווצר לה בועה קטנה וזעירה מהאין, ייוולד לו יקומון קטן בסמוך לדפנות הבועה שלנו והופ… הוא יתנגש ביקום שלנו.

נא להירגע, זוהי התנגשות שפירה ולא ממאירה, היקום רק נולד והוא עדין לא יהרוס את היקום שלנו.

ואיך נדע שארעה התנגשות כזו? במדע כמו במדע רוצים לראות סימנים להתנגשות כזו. נחפש אחר עדויות. אגווייר והקולגות שלו הלכו לחפש אחר העדויות. ראשית, לפי הקוסמולוגיה היקום אמור להיות איזוטרופי והומוגני – כלומר אחיד ונראה אותו הדבר בכל מקום. חבטה, כלומר ה- fender bender שחטף היקום במקום אחד, כאשר יקום אחר חדר מעט ליקום שלנו ואז התרחק, תגרום להפרעה בסימטריה הזו, תוך השארת צלקת בשמים. איך נחפש אחר צלקת זו? בקרינת (המיקרוגל) הרקע הקוסמית – הקרינה הממלאת את החלל, השארית מהמפץ הגדול. מסתבר שמדדו אנומליה אחת של נקודות קרות וחמות, ומכיוון שמאמינים שאין כיוונים מיוחדים ביקום האיזוטרופי וההומוגני, המגלים מאימפריאלי קולג’ קראו לאנומליה “ציר הרע”. ההסבר יכול להיות שהיא שריד מהמפץ הגדול, או עדות לחוסר סימטריה בעת הליך האינפלציה אחרי המפץ הגדול. או לפי אגווייר, משהו מאוד עצום שבעט לרגע ביקום שלנו, התנגשות בין-יקומית. כמובן שאגווייר מודה שאין זהו ההסבר היחיד לתבניות המוזרות שנצפו בקרינת הרקע הקוסמית.

מסתבר שישנם תיאורטיקנים שלא ממהרים להסיק מסקנות אפוקליפטיות אודות כוח ההרס של התנגשות בין היקומים. נהפוך הוא. הם מציעים שהתנגשות טיטאנית שכזו למעשה הובילה להולדת היקום שלנו מלכתחילה. ומה שנקרא המפץ הגדול הוא למעשה ההתגלמות של התנגשות שכזו. פול שטיינהרט מאוניברסיטת פרינסטון וניל טורוק מהמכון פרימייר באונטריו בקנדה הציעו אלטרנטיבה למפץ הגדול ב-2002: היקום הוא ממבראנה תלת-ממדית בחלל ארבע-ממדי. המפץ הגדול נגרם כאשר הממבראנה התנגשה בממבראנה שכנה. האלימות של ההתנגשות הציפה את שני היקומים באנרגיה וחומר. התנגשויות כאלה חוזרות על עצמן כל טריליון שנה, וכל פעם הן מעוררות מפץ גדול חדש ויקום חדש. מודל זה מנבא גם כתמים קרים וחמים, שניתן לראותם בקרינת (המיקרוגל) הרקע הקוסמית מימיו המקודמים של היקום. נראה שחוקרים ב-2007 ראו רמזים לתבנית זו של קרינת הרקע במדידות מוקדמות במתקן של נאסא. אולם כמו שאומרים במחוזותינו, כל עדות יכולה להתפרש לכאן ולכאן… ובינתיים לכן נשוב לצרות הרגילות שלנו בפינה הנידחת אי שם במזרח התיכון.

קראו כאן.