Tip:
Highlight text to annotate it
X
שלום, ותודה על ההקדמה
כך, פיסיקאי הוא אדם
או אשה
אך אם זו אשה זו פיסיקאית
זה מישהו
שחייב לפתור שתי בעיות:
הראשונה היא לקבוע
את החולייה הקיימת בין
התיאוריות הפיסיקליות בהן הוא משתמש כדי לתאר את המציאות,
הטבע, העולם הפיסיקלי,
והעולם הפיסיקלי
האם תאוריות אלו
אומרות משהו על הטבע?
האם הן מתחברות אתו?
האם הן בכלל תואמות באופן לוקאלי
או שאינן אלא דברי הבל
האם הן מבטאות א חוסר הבהירות?
כדי לענות על שאלה זו
פיסיקאים ערכו ניסויים
בכל רמה אפשרית
לעיתים בהיקף ממש גדול,
כדי לנסות ולהבין האם התיאוריות שלהם
הולמות, חלקית או בשלמות
את המציאות הפיסיקלית.
אבל סוגייה שמדברים עליה פחות
היא איך לקבוע את החולייה שעלינו לבסס
בין מה שאנו קוראים לו פיסיקה
והשפה הרגילה
כיצד אנו יכולים להעביר את מה שאנו יודעים
מזמן גלילאו השפה הטבעית של הפיסיקה
היתה המתמטיקה
כך שפיסיקאים כותבים נוסחאות.
מתמטיקה היא סוג של יוונית
זה יוונית עבור רבים מאיתנו
וכפי שלקאן היטיב לנסח זאת:
" לא לכל אחד התמזל המזל לדבר סינית בשפתו שלו."
כך שאם רוצים לתרגם עבור הקהל הרחב
את הידע שהשגנו הודות לפיסיקה,
עלינו לחפור ולהעמיק לתוך השפה
כדי לשבץ לתוכה סוג של שפה זרה
שתספק לנו את האמצעים להביע,
בשפה שלנו, אחרי שנעבד זאת
מה הפיסיקה לימדה אותנו.
זו השאלה שאני מתעניין בה היום,
ואדון בזה על ידי כך שאבחר את הנושא של מקור היקום.
האם אנחנו אכן מדברים על מקור היקום?
האם הדרך שבה אנו דנים בכך מאשרת
את מה שאנו יודעים על מקור היקום?
זו כמעט סוגייה פוליטית,
מפני שכידוע לכם
הקביעה בנושא של מקור היקום
תמיד מרמזת להשפעה כוחנית על המיינד של האנשים.
אחדים מספרים לנו על מקור היקום כאילו
הם עצמם ממש הגיעו משם בטיסה במעבורת חלל.
אם כן, איך מדברים על מקור היקום?
טוב, במאה ה-20, כידוע לכם,
גילינו שליקום היתה היסטוריה
והיסטוריה זו עדין ממשיכה להיכתב.
כשאני אומר יקום, אני מתכוון ל-"היקום".
אינני מתכוון לחלק מהיקום.
אני מתכוון ליקום כשלעצמו
שהוא גוף פיסיקלי.
במשך זמן רב אנשים חשבו שהיקום היה הקליפה לכל האלמנטים הפיסיקלים,
כאשר למעשה הוא עצמו הינו אלמנט פיסיקלי,
הוא גוף פיסיקלי עם תכונות כוללניות
שלא ניתן לצמצמן לתכונות לוקאליות.
כיצד גילינו זאת?
באמצעות שני ארועים חשובים
האחד כשב-1915 אינשטיין פיתח
למעשה מ-1907 ו-1915
הוא עבד על תאוריית גרוויטציה חדשה
שנקראה תורת היחסות הכללית.
זו תאורייה שאנו משתמשים בה לתיאור היקום
מאחר והגרוויטציה שלו ששלטה בהיקף גדול -
וזה איפשר לנו - אני מתכוון התאורייה -
ליישם תכונות פיסיקליות
ליקום כשלעצמו
לדוגמא עקמומיות גלובלית שנקבעה
על ידי תכולת החומר והאנרגיה שלו.
הארוע השני הוא מה
שהתגלה כתוצאה מצפייה של אסטרונום בשם האבל.
שצפה בתנועת הגלקסיות
והבין בשנות ה-20 המאוחרות
שגלקסיות מתרחקות זו מזו פי כמה וכמה מהר יותר
ככל שהן מצויות רחוק יותר זו מזו.
וכאשר מחברים את שני הארועים האלה
ועושים אקסטרפולציה אל העבר
כלומר, אתה מתייחס לזמן כהולך אחורה
אתה חוזר רחוק יותר ויותר לתוך העבר
אתה מבחין שככל שהיקום רחוק יותר לתוך העבר
כך הוא קטן יותר
ודחוס יותר, וחם יותר
וכאשר אתה עושה אקסטרפולציה לאורך כל הדרך
אתה נתקל במה שקרוי סינגולריות התחלתית
זהו יקום מדויק,
כאשר דייקנות אין משמעה להגיע לשם בזמן.
המשמעות היא שזה בגודל של נקודה.
זה בגודל נקודה, דחיסות החומר שלו היא אינסופית
והטמפרטורה שלו היא אינסופית.
וסינגולריות התחלתית זו משוייכת לעיתים קרובות לזמן אפס
שנקרא המפץ הגדול
הביטוי נטבע בשנות ה-50,
והוא מוכר לכם.
מה שמגיע לאחר מכן הוא מעניין,
משום שתגלית מדעית זו נעשתה
במסגרת התרבות שלנו,
שמקדמת את הרעיון שהיקום נברא,
כך שיש סוג של חיבור
בין מה המורשת מהתרבות שלנו - העולם נברא
והתגלית המדעית
שאומרת לנו שהיקום עבר דרך סינגולריות התחלתית
שגרמה לכל מה שקיים להופיע:
מרחב, זמן, חומר, קרינה, אנרגיה, וכו'
כמובן שכשהחפיפה נעשתה
שאלות מטאפיסיות התעוררו
מה היה שם לפני זמן אפס?
איך יכול היה היקום להופיע מכלום?
האם אלוהים או איזו יישות טרנסצנדנטית שיחקה פה תפקיד?
מי היה השדכן הקוסמי?
זו סוגייה מדהימה שאסור לנו לסלקה הצידה
משום שהיא ממריצה חשיבה קדימה
אבל זו חשיבה שהקדימה את זמנה
היא הקדימה את זמנה כי היא לא נכפתה
על ידי קוסמולוגיה בת זמננו.
בבקשה הבינו שכאשר אני עושה אקסטרפולציה
ונתקל בסינגולריות התחלתית זו
למעשה, לפני שאני מגיע אליה,
אני נתקל במצבים פיסיקלים קיצונים - אנרגיה גבוהה מאד
חלקיקים שמכילים יותר אנרגיה מרכבת מהירה (TGV),
טמפרטורה גבוהה מאד
כך שהחלקיקים ביקום זה
כפופים לכוחות אחרים מגרוויטציה
הם כפופים לכוחות אלקטרומגנטיים,
הם כפופים לכוחות גרעיניים.
בכל אופן, תיאוריית היחסות הכללית
שהשתמתי בה לאקסטרפולציה
אינה מתארת כוחות אלה,
מכיוון שהיא רק מתארת גרוויטציה.
היא נקראת תורת היחסות הכללית,
אבל למעשה ספציפית היא תאוריה של גרוויטציה.
אכן אני מגיע לרגע
שהמשוואות של היחסות הכללית נעשות מסולפות
לא משום שהן לא נכונות מתמטית,
אלא משום שאינן מתארות יותר את העולם הפיסיקלי
שמתייחס למצבים הפיסיקליים שמניתי זה עתה.
והרגע שממנו אינני יכול יותר לעשות אקסטרפולציה
נקרא קיר פלאנק.
זה קורה ממש בהתחלה.
כך שאיני יודע, אני לא יכול לומר
מה קרה לפני קיר פלאנק
הרעיון עצמו של מרחב-זמן הופך לבעיה
ואני גם לא יכול לדבר על זמן אפס.
לכן, הסיפור לא מפסיק כאן,
משום שבמשך זמן רב מאד, במשך 20 שנים יוצאות דופן
הרבה תאורטיקני פיסיקה
ניסו לחשב מסגרת תיאורטית
כדי לטפס מעבר לקיר פלאנק,
כלומר, לבנות איזשהו פורמליזם, או תפיסות חדשות בפיסיקה
שיאפשרו לנו לתאר
גרוויטציה, כוחות אלקטרומגנטיים וגרעיניים בשלמות.
אם תהיה לנו תאוריה כזו,
נהיה אז מצוידים באופן אינטלקטואלי
לטפס מעל קיר פלאנק
ולספר מה שהתרחש קודם לכן.
יכול להיות ששמעתם על תאוריית העל-מיתר,
שנופלת לתוך קטגוריית מחקר זו
ומנסה לטפס מעל קיר פלאנק,
וזה מצריך לקחת בחשבון יותר מ-4 ממדים במרחב-זמן -
ולשקול מרחב-זמן של 10 ממדים.
תאוריות אחרות גורסות שבקנה מידה קטן,
מרחב-זמן אינו חלק ורציף כפי שאו מדמיינים אותו,
אלא הוא גרעיני
הוא לא רציף כפי שאנו אומרים.
בסופו של דבר רעיונות אחדים נבחנים
אבל הם אינם מאפשרים לנו לתאר את היקום הראשוני מאד במדוייק,
משום שאם לדוגמא ניקח את המקרה של תאוריית המיתרים,
חלקיקים מתוארים על ידי מיתרים
המיתרים כל כך שזורים שהחישובים הם בלתי אפשריים.
אנחנו פשוט מתמודדים עם כמה הנחות,
או מפשטים את המשוואות
זה מאפשר לנו לבנות תרחישים
לדוגמא, אם נתבונן בתרחיש שקשור בתאוריה של מיתר-על,
אנחנו יכולים לראות שהתאוריה חוזה
שבשום נקודה בהיסטוריה שלו
ובשום נקודה במרחב שלו,
היה היקום מסוגל לעלות אל מעבר טמפרטורה מקסימלית מסוימת,
שהיא גבוהה מאד אבל אינה אינסופית.
מכך משתמע שהסינגולריות ההתחלתית
שקשורה למודל המפץ הגדול הראשון,
שרק לקחה בחשבון גרוויטציה יחד עם התאוריה של איינשטיין
שסינגולריות אינה קיימת יותר בתאוריית המיתרים.
היא נעלמת, וניתן לומר שבתוך מסגרת זו,
שזמן אפס, שאליו אנחנו מקשרים את המפץ הגדול,
אינו מלקק דבש
כך שמה שמצחיק כאן
אם מתבוננים במה שקרה עם תאוריות אחרות,
שיקולים אחרים,
אנו מגיעים לאותה מסקנה.
הסינגולריות חייבת ללכת, והמפץ הגדול כפי שאנחנו מדמיינים אותו
מוחלף במה שאנו קוראים לו שלב מעבר.
דהיינו, שיש יקום שמתכווץ,
שנעשה צפוף יותר ויותר,
הוא מגיע למקסימום הטמפרטורה שמאפשרת בתאוריית המיתרים,
וכאשר הוא הגיע אליה, כמובן שאינו יכול להמשיך להתכווץ
כך שהוא מקפץ על עצמו - אין יותר סינגולריות ,
אין יותר זמן אפס, אין יותר המפץ הגדול במובן המקובל.
כך שנוכל להסיק
שאין לנו הוכחה מדעית
שליקום יש מקור,
ואני מתכוון מקור במובן הרדיקלי,
כלומר העדר כל דבר שהוא שהופך להיות משהו.
אין לנו כל הוכחה שהיתה אי פעם אינות.
מסקנה שנייה היא זו, שלמעשה,
זה אינו מוכיח שליקום לא היה מקור.
זה רק מוכיח שהמדע לא השכיל להבין זאת.
ואנחנו יכולים לשאול את עצמנו: אם ליקום היה מקור,
האם היינו יכולים לדעת את זה?
האם היינו יכולים להגות את זה?
האם היינו יכולים להסביר את זה?
התשובה שלי היא שאנחנו לא היינו יכולים.
מכיוון שלהסביר את המקור
זה לספר כיצד האינות, או ההעדרות הטוטאלית של הדברים,
יכול להיעשות למשהו,
וכדי להסביר את זה,
אחנו חייבים להעניק לאינות
מאפיינים מסוימים ולאפשר לה להפסיק להיות אינות.
עלינו להציב בתוכה סוג של ביצה
שתהיה מסוגלת ללדת משהו אחר חוץ מאשר את עצמה.
אך ביצה שממוקמת באינות
היא ביצה.
כך שאנחנו נלכדים בקושי תיאורטי
הפילוסופים היוונים כבר רמזו לכך,
ושמתפוצץ לנו בפנים היום ב- 2011
בגלל הקוסמולוגיה העכשווית.
אז הנה המסקנה שלי.
זוהי אנקדוטה.
אתם יודעים שלפני כמה שנים, האפיפיור יוחנן פאולוס השני
פגש את האסטרופיזיקאי סטיבן הוקינג בוותיקן.
בסוף המפגש שלהם,
יוחנן פאולוס השני אמר לכאורה לסטיבן הוקינג:
"מר הוקינג,
אנו מסכימים שמה שבא אחרי המפץ הגדול
הוא שלך,
מה היה לפניו הוא שלנו". (צחוק)
ואני חושב, שבהתחשב במה שבדיוק אמרתי לכם,
אנקדוטה זו, שהיא מצחיקה, ובאמת אתם צוחקים,
הינה ראויה - ההשפעה של אנקדוטה זו
ראויה לחקירה נוספת.
תודה.
(מחיאות כפיים)