צילום: NASA, ESA, (STScI_AURA) and R. Gendler
חוקרים מציעים שבעוד כחמש שנים נוכל לבחון כיצד חלקיקים זעירים מהיקומים המקבילים משפיעים על החלקיקים הזעירים בעולם שלנו
בתא מאסר אפל ומבודד, החל הנסיך קורווין כבר לאבד תקווה. אחיו העריץ שכלא אותו לא התכוון לשחרר אותו בעתיד הנראה לעין, והוא לא ידע מה לעשות. אבל עדיין הייתה לו תקווה אחת קטנה. בסדרת הספרים ״אמבר״, בנה הסופר רוג׳ר זילאזני רצף אינסופי של יקומים מקבילים. בכל אחד מהם חוקי הפיזיקה היו שונים מעט. השמים, למשל, היו בצבעים שונים ביקומים שונים. בחלקם הזמן עבר בקצב אחר. יממה בעולם של ממלכת ״אמבר״, למשל, נמשכת יומיים וחצי על פני כדור הארץ. קורווין הבין לפתע: אם יצליח לעבור ליקום מקביל, הוא יוכל להימלט מבית הכלא של אחיו.
הרעיון של יקומים מקבילים זכה לפופולריות רבה במדע הבדיוני. סופרים וקולנוענים מוכשרים נעזרו בו כדי לסחוף את הקוראים והצופים לעולמות מופלאים ולמשחקים פילוסופיים מפתיעים. אבל גם לא מעט פיזיקאים, מסתבר, מתייחסים לרעיון היקומים המקבילים ברצינות רבה, ואפילו מתארים אותו במשוואות מורכבות.
fotolia.om
במשך שנים נושא היקומים המקבילים נדון בין הפיזיקאים ברמה התיאורטית. אבל באוקטובר 2014 פרסמה קבוצת חוקרים מאוסטרליה ומארה״ב מאמר שמציע תיאוריה חדשה ומפתיעה. לא רק שהיקומים המקבילים קיימים בשפע, מציעים החוקרים, אלא שהם אפילו מפעילים זה על זה כוחות דחייה. המשמעות, לדעתם, היא שאולי כבר בקרוב נוכל למדוד את הכוחות האלו במעבדה, וכך גם ללמוד על אותם יקומים מקבילים ועל ההשפעות שלהם עלינו.
באותם יקומים מקבילים רבים ייתכן מאוד שקיימים בני אדם, הדומים מאוד לרבים מאתנו, כפי שמציע בראיון לאפוק טיימס ד״ר מייקל הול מהמרכז לדינמיקה קוונטית באוניברסיטת גריפית׳ שבאוסטרליה, החוקר המוביל במחקר החדש. אותם בני אדם הם בעצם מעין מקבילים אישיים של כל אחד מאתנו. אותם מקבילים חלופיים שלנו ביקומים הסמוכים, הוא מסביר, אולי אפילו מצליחים במידה מסוימת לתקשר עם ה״אני״ שלנו שביקום הזה.
אחד החוקרים המובילים כיום בעולם בנושא הוא פרופ׳ לב ויידמן הישראלי, מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב. לפי ההשקפה המקובלת, הוא מסביר לאפוק טיימס, כל עוד אין איזו סוּפר-טכנולוגיה חדשה ומפתיעה שתאפשר לנו לזהות השפעה כזו בין יקומים מקבילים, יהיה קשה מאוד לזהות שעולם מקביל משפיע עלינו.
אולם לאור המחקר החדש, האם ד״ר הול ועמיתיו יצליחו בכל זאת לפתח ניסויים שיוכיחו את קיומם של היקומים המקבילים ואת השפעותיהם עלינו?
״שתוק וחשב״
התיאוריה החדשה היא חלק מתחום מחקר נרחב, אחד הענפים של מכניקת הקוונטים, שנקרא ״פרשנות העולמות המרובים״. הראשון שהציע לשלב את היקומים המקבילים במכניקת הקוונטים היה יו אוורט, דוקטורנט אמריקני שב-1957 ניסה למצוא תשובות לכמה מהשאלות המורכבות שמעלה מכניקת הקוונטים, שאלות שנותרו במשך שנים רבות ללא מענה.
בעולם המוכר לנו, אם נחשוב למשל על כדורי ביליארד, נוכל לנבא בוודאות את המסלול העתידי שאליו יפנו, באמצעות חישובים מתמטיים על המכות שהם מקבלים. הכדורים האלו, כמו כל החפצים שאנחנו מכירים מהסביבה שלנו, פועלים לפי חוקי הפיזיקה המוכרים, למשל אלו שהגדיר ניוטון בסוף המאה ה-17.
אבל מכניקת הקוונטים שפורסמה בשנות ה-20 של המאה הקודמת מאלצת אותנו להתרגל למציאות אחרת, אקראית. בניגוד לכדורי הביליארד, את מיקומם של האלקטרונים והפרוטונים, כפי שמתארת מכניקת הקוונטים, אין לנו יכולת לנבא במדויק. אפשר רק לתאר את ההסתברות שהם יימצאו במקום מסוים. למשל, יש 50 אחוז שהאלקטרון נמצא בנקודה A ו-50 אחוז שהוא נמצא בנקודה B. מי שמפרטת את ההסתברויות האלו היא ״פונקציית הגל״, פונקציה בעלת תפקיד חשוב מאוד במכניקת הקוונטים.
אם נסתכל על ההיסטוריה, מסביר הול, לא מעט ממה שהיה פעם רק תיאוריות, הפך לאחר דיונים תיאורטיים רבים למוצרים טכנולוגיים ששינו את העולם. כמו הרדיו, הטלוויזיה ומכניקת הקוונטים
אלברט איינשטיין, שהרגיש מאוד לא נוח עם האקראיות הזו, אמר בהקשר הזה את המשפט המפורסם שלו: ״אלוהים לא משחק בקוביות עם היקום״. אבל בכל זאת, מכניקת הקוונטים נותרה עם האקראיות ועם פונקציית הגל עד היום.
פרופ׳ ויידמן מסביר את המחיר הכבד של האקראיות הזו: ״אם הפיזיקה אקראית, זה אומר שבהגדרה אנחנו לא מבינים הכול ולא יכולים לנבא את מה שיהיה. זה אומר שהמדע מוגבל. אני מעדיף להאמין שהוא לא מוגבל״.
כיוון שבכל זאת המשוואות הקוונטיות מצליחות לנבא תוצאות ניסויים, ואף הצליחו לעזור מאוד בפיתוחם של מגוון מוצרים טכנולוגיים מתקדמים, רבים מהחוקרים מתעלמים מהמחיר הכבד של האקראיות, כמו גם ממורכבויות נוספות שעולות ממכניקת הקוונטים. ״רוב הפיזיקאים חושבים שאם יש לי תיאוריה שיכולה לנבא את ההסתברות ואני יכול לבנות איתה מכשירים, אז לא מעניין אותי שאני לא מבין איך הדבר הזה קורה״, מסביר׳ ויידמן. ״הגישה הזו נקראת ׳שתוק וחשב׳ והיא הייתה רווחת במשך שנים רבות. אבל בשנים האחרונות יותר אנשים כבר מחפשים פתרונות אחרים״.
לאורך המאה ה-20 פיזיקאים רבים ניסו להחזיר את הוודאות והדטרמיניזם לפיזיקה, והעלו לצורך כך מגוון פרשנויות חלופיות למכניקת הקוונטים. יו אוורט, אותו דוקטורנט אמריקני, היה אחד מהם, והראשון שהעז לעשות זאת באמצעות הרעיון שקיימים יקומים מקבילים.
אם נחזור למשל לאלקטרון שהזכרנו קודם, שעשוי להיות בנקודה A או בנקודה B, אוורט הציע שבכל פעם שמבוצעת מדידה שמחפשת את מיקום האלקטרון, שתי האפשרויות למעשה מתקיימות, רק שהן מתרחשות בעולמות מקבילים, נפרדים. ביקום אחד יהיה האלקטרון בנקודה A, וביקום השני בנקודה B. גם העתק של הצופה יתקיים בכל אחד מהיקומים האלה, העתק של אותו חוקר שערך את הניסוי ובדק היכן מסתתר האלקטרון. כל אחד משניהם בכלל לא יהיה מודע לכך שייתכן שקיים יקום נוסף עם צופה דומה, שמגלה תוצאה אחרת לאותו הניסוי. הוא יחשוב שהמציאות שהוא רואה היא היחידה.
קצת כמו ביקומים המקבילים של הסופר זילאזני, בכל יקום מקביל מתקיימת לפי התיאוריה הזאת מציאות שונה. החוקרים מאוניברסיטת גריפית׳ מציעים למשל שייתכן שבחלק מהיקומים המקבילים, אוסטרליה בכלל אוכלסה בתחילה על ידי מהגרים פורטוגזים, ולא בריטים. ובמציאות הישראלית, ייתכן שבעולם מקביל קרוב לנו, הממשלה האחרונה שלנו, למשל, הייתה מתגברת על הקשיים ולא היינו נתונים כיום בעיצומה של מערכת בחירות.
אבל הרעיונות המהפכניים של אוורט זכו בעיקר להתעלמות מוחלטת בשנים הראשונות לאחר שהגה אותם. הקריירה הפיזיקלית של הדוקטור הצעיר הסתיימה מעט לאחר שסיים את לימודיו. אבל בהמשך, יותר ויותר חוקרים שהיו מתוסכלים מהאקראיות של מכניקת הקוונטים המשיכו לפתח את הפרשנות של אוורט.
פרופ׳ ויידמן, למשל, מספר: ״את המאמר הראשון שלי על עולמות מרובים כתבתי ב-1990, והיה לי קשה מאוד לפרסם אותו. אמרו לי שזה מדע בדיוני. לקח לי תשע שנים לפרסם אותו. כיום אני חושב שיש ממש פיצוץ בכמות המאמרים שעוסקים בעולמות המרובים״.
מה גרם לויידמן להאמין באפשרות שקיימים יקומים מקבילים? ״אני מנסה להבין את כל הטבע בגדול״, הוא אומר, ״אני מחפש חוקי פיזיקה שיאפשרו לי להבין את כל מה שאני רואה מסביב. לכן אני רוצה להאמין שהתיאוריה דטרמיניסטית״. הדרך היחידה להשתחרר מהאקראיות ולקבל תיאוריה דטרמיניסטית, הוא מאמין, היא הפרשנות של העולמות המקבילים.
פרופ׳ לב ויידמן
אבל עד היום, אין עדיין רבים שמסכימים עם פרופ׳ ויידמן ועם פרשנות העולמות המרובים. רבים מהפיזיקאים מתקשים להאמין שיכול להיות שיש מסביבנו יקומים רבים כל כך, ומקווים למצוא פרשנויות אחרות למכניקת הקוונטים. ״כשאני מנסה לשכנע שזהו הפירוש״, מספר ויידמן, ״התגובה האופיינית ביותר אומרת ׳כן, עולמות מרובים זה הפירוש המתאים ביותר מאלו שקיימים כרגע, אבל בעתיד אולי יהיה פירוש אחר, טוב יותר׳״.
רבים גם טוענים שאין סיבה להתעסק ביקומים המקבילים האלו, שממילא אין שום קשר ביניהם, ולכן אין שום דרך לחקור את קיומם. אבל כאן נכנסת לסיפור קבוצת החוקרים האוסטרלית הנועזת, שמאמינה שייתכן שכבר בקרוב נוכל להתחיל לחקור במעבדות את קיומם של היקומים המקבילים.
יקומים מקבילים בחדרי המעבדות
קבוצת החוקרים מאוניברסיטת גריפית׳, בהובלת פרופ׳ הווארד וויסמן, הציעה תיאוריה חדשה בשם Many Interacting Worlds ב-2014. כמו בתיאוריות הקודמות של פרשנות העולמות המרובים, גם התיאוריה החדשה מציעה דרך להתגבר על בעיית האקראיות. לאחר ההתפצלות, מציעים החוקרים, כל יקום חלופי נשלט למעשה על ידי המכניקה הניוטונית המוכרת והוודאית.
החידוש המעניין בתיאוריה הזו הוא שקיימת השפעה הדדית בין היקומים המקבילים. ההשפעה הזאת נוצרת באמצעות כוחות דחייה הפועלים בין היקומים המקבילים הסמוכים. ״היקומים שמשפיעים יותר על העולם שלנו הם אלו שהכי דומים לזה שלנו״, מסביר ד״ר הול.
אז האם בקרוב נוכל להתחיל לחקור את קיומם והשפעותיהם של העולמות המקבילים האלו? אני שואלת את הול. בעוד חמש שנים, הוא מאמין נוכל כבר להתחיל לקבל תוצאות ראשוניות מניסויים שכאלה. אבל גם אלה, בשלב הראשון, יהיו פשוטים למדיי. נוכל למשל לבחון כיצד חלקיקים זעירים מהיקומים המקבילים משפיעים על החלקיקים הזעירים בעולם שלנו. אבל הוא לא יכול כרגע לחשוב על ניסויים שיאפשרו לנו ללמוד כיצד, ואם בכלל, אנשים ביקומים המקבילים יכולים להשפיע עלינו כאן.
הול אופטימי לגבי ההשלכות של התיאוריה החדשה על עולם הפיזיקה, ולגבי הבעיות שהיא תוכל לפתור. ״עדיין לא ברור כיצד ניתן לתאר את הגרביטציה בצורה קונסיסטנטית ביחד עם מכניקת הקוונטים, למשל. בגלל שיש לנו תמונה חדשה ושונה אנחנו מקווים שהיא תוכל להציע דרכים לעשות זאת״.
הול מקווה שהתיאוריה החדשה תוכל גם לסייע בפתרון בעיות בתחומים שונים במדע, כמו למשל להבין טוב יותר את התהליכים שמייצרים את צורת הסליל המיוחדת של ה-DNA והקיפולים שלו. הוא מספר על שיתופי פעולה שכבר החלו להירקם עם חוקרים מתחום הכימיה הקוונטית בתחום זה.
אולי היקום שאנחנו רואים מסביבנו אינו המציאות היחידה, ובמקביל עשויות להתקיים מציאויות חלופיות נוספות שאולי חלקן אפילו דומות לזו שלנו
מחוץ לצוות החוקרים התגובות לתיאוריה החדשה מעורבות. פרופ׳ ויידמן למשל טוען שאמנם בתיאוריה החדשה מושג ההסתברות מוחשי יותר ומוסבר טוב יותר מאשר בתיאוריות אחרות של פרשנות העולמות המרובים, אבל הוא לא מאמין שהתיאוריה החדשה תביא לשינויים מרחיקי לכת בתובנות שלנו על מכניקת הקוונטים. מהבעיה המהותית של האקראיות, אותה פונקציית גל שמתארת את ההסתברויות השונות, החוקרים לדעתו עדיין לא הצליחו להיפטר. ״אני מבין שהם מקווים להשתחרר מפונקציית הגל״, הוא אומר, ״אבל לא ראיתי שהם ממש הצליחו, היא עדיין נמצאת שם ומסייעת בחישובים״.
מנגד, מספר חוקרים המנסים בשנים האחרונות לפתח תיאוריות דומות, דווקא מתרגשים מהחידושים. צ׳רלס סבנס, פילוסוף של הפיזיקה מאוניברסיטת מישיגן מנסה בשנים האחרונות לפתח תיאוריה דומה. בריאיון לכתב העת Nature הוא ציין שהוא נרגש מהתיאוריה החדשה. ״הם מספקים ניתוח יפה מאוד של מגוון תופעות, ואני חושב שהם עשו עבודה טובה בהצגת הרעיון החדש והמרגש הזה״.
אבל בעצם, למה זה בכלל חשוב? הרי אלה בסופו של דבר רק תיאוריות, ואף אחד הרי לא מצפה שנוכל לטייל בקרוב ביקומים מקבילים. אבל אם נסתכל על ההיסטוריה, מסביר הול, לא מעט ממה שהיה פעם רק תיאוריות, הפך לאחר דיונים תיאורטיים רבים למוצרים טכנולוגיים ששינו את העולם.
במאה ה-19, למשל, ג׳יימס קלרק מקסוול הגה תיאוריה המנתחת את התנהגותם של גלים אלקטרומגנטיים. הול מספר שזו הייתה פריצת הדרך שאפשרה מאוחר יותר, לאחר חקר מעמיק שלה, לפתח כלים כמו הרדיו, הטלוויזיה והלייזר. דוגמה מאוחרת יותר, מתחילת המאה ה-20, היא הפיתוח של מכניקת הקוונטים עצמה. כשהחלו פיזיקאים לגלות תופעות מוזרות שלא הצליחו להסביר, הם פיתחו את התאוריה המהפכנית, שבהמשך הביאה בין היתר לפיתוח של הטרנזיסטורים, מרכיב מרכזי כל כך בטכנולוגיה הדיגיטלית של היום. ללא הטרנזיסטורים, לא היו לנו המחשבים, הטלפונים החכמים והמגוון העצום של מוצרי האלקטרוניקה שנטמעו כל כך עמוק בחיינו.
ופרופ׳ ויידמן מציע טכנולוגיה נוספת, עתידית, שרבים מצפים לה ושוקדים על פיתוחה, שקשורה באופן מסוים לפרשנות העולמות המרובים. הוא מתכוון למחשבים הקוונטים, מחשבים המבססים את כוח החישוב שלהם על אפקטים חריגים של מכניקת הקוונטים. בעזרתם, מקווים רבים, יתאפשר להצעיד את כוחות החישוב של המחשבים שלנו כמה קפיצות משמעותיות קדימה. ״דיוויד דויטש, אחד האבות של המחשב הקוונטי הגיע לרעיון הזה מפני שחשב במושגים של יקומים מקבילים״, טוען פרופ׳ ויידמן, ״אז הפירושים השונים והתיאוריות השונות עוזרים בפיתוחם של מגוון מוצרים״.
יקום בתוך יקום
מכניקת הקוונטים אינה התורה הפיזיקלית היחידה שמעלה את האפשרות של יקומים מקבילים. מגוון ענפים פיזיקליים ותיאוריות נוספות מעלים גם הם את האפשרות הזו. פרופ׳ בריאן גרין מאוניברסיטת קולומביה בארה״ב סוקר בספר ״המציאות הנסתרת״ מגוון תיאוריות פיזיקליות שונות שמצביעות על קיומם של יקומים מקבילים.
למשל, בהתאם למודל הקוסמולוגי המקובל כיום, בהחלט ייתכן שהרחק הרחק בקוסמוס מסתתרים יקומים נוספים, שחלקם אפילו דומים במידה מסוימת לזה שלנו. אבל אם נסתכל בטלסקופים לא נוכל לראות יקומים כאלו. היכן הם מסתתרים? האסטרונום האמריקני אלן גות הציע כי מיד לאחר המפץ הגדול, היקום שלנו עבר תקופה של התנפחות מהירה, בקצב התפשטות שעולה אפילו על מהירות האור. לפי תיאורית התפיחה שהציע ב-1980, תוך פרק זמן זעיר של 1032 שניות היקום שלנו התנפח לסדר הגודל העצום של גלקסיה בינונית. המשמעות של אותה התנפחות מהירה היא שהיקום שאנחנו רואים הוא רק חלק קטנטן וזניח מנפחו הכולל של היקום.
יש חוקרים שטוענים אפילו שהתנפחויות שכאלו המשיכו להתרחש בחלקים אחרים של היקום. פרופ׳ גרין מסביר בספרו שביקום אינסופי שכזה סביר מאוד שבמרחקים עצומים מהיקום שלנו, הנראה לעין, נגלה גם יקומים נוספים הדומים מאוד לזה שלנו, אבל מכיוון שהם כל כך רחוקים כנראה שלא נוכל לעולם לראות אותם.
תיאוריה יצירתית נוספת מציעה שהיקום שלנו התפתח מתוך יקום גדול יותר, מעין ״יקום אם״, ובעצם גם מתוך היקום שלנו עשויים להתפתח יקומים נוספים, קטנים יותר. ד״ר ניקודם פופלבסקי מאוניברסיטת ניו היבן שבקונטיקט מציע שבתוך חורים שחורים, בעיקר בענקיים שבהם, עשויים להתפתח יקומים פנימיים, קטנים יותר.
כך, למשל, הוא מציע שהיקום שלנו נמצא בכלל בתוך חור שחור של יקום גדול הרבה יותר. אבל גם ביקום שלנו יש חורים שחורים, שגם בהם, לפי התיאוריה שלו, עשויים להתפתח יקומים קטנים נוספים.
אלו רק מעט מהרעיונות והתיאוריות שהועלו בעשרות השנים האחרונות ומציעות שאולי היקום שאנחנו רואים מסביבנו אינו המציאות היחידה, שבמקביל עשויות להתקיים מציאויות חלופיות נוספות שאולי חלקן אפילו דומות לזו שלנו. מי יודע, אולי בעתיד נוכל ללמוד על קיומן. קרדיט: אפוקטיים
אז מה דעת התורה?
ראשית מומלץ בחום לקרוא את הספר "ניפוץ המדע המודרני" שכתב אריאל ראובן גוז'רברג. הספר עוסק בנושא מחשבה יוצרת מציאות. הספר להורדה חינם
היריעה רחבה מלהכיל...בגדול: יקומים מקבילים כתובים בתורה כבר אלפי שנים, עיין ערך שדים, רוחות רפאים, נשמות וכו'...
