מוצא היקום וקיומו של אלוהים

מפת כוכבים שומרית
מפת כוכבים שומרית, 3,300 לפנה"ס
(מקור: allmesopotamia.tumblr.com)

המסע להבנת מוצא היקום מתחיל כבר לפני אלפי שנים, כשהשוּמֶרים הקדומים ניסחו את המתמטיקה והאסטרונומיה לפני כ-6,000 שנים; הם היו הראשונים שהנחילו לנו את ארכיוני הידע הללו אודות הסובב אותנו, וכבר אז הכירו את מערכת השמש ואת כוכבי הלכת.

המסע ממשיך ביוון העתיקה, לפני כ-2,800 שנה, שכמה מהוגיה הראשונים – תאלס, הרקליטוס ועוד – סברו שהעולם עשוי מים או אש ומשם גם נברא. גם הוגי דעות דתיים – יהודים, נוצרים ומוסלמים – חיפשו את מקור היקום, למרות שלהם היה ברור כשמש כי היקום נברא לפני כמה אלפי שנים, והמקור לו הוא אלוהים בכבודו ובעצמו.

התיאור המדעי ביותר של היקום התחיל, לדעתי, כשאלברט איינשטיין הביא לעולם את תורת היחסות המיוחדת, ב-1915 לערך; עד אז הקוסמולוגיה (חקר היקום) והקוסמוגוניה (חקר מוצא היקום) היו עוד בחיתוליהן. תורת היחסות הכללית מתארת את היקום בכללותו – הן מבחינת הגיאוטריה שלו, האנרגיה והמאסה.

ממנה נובע שהיקום מתפשט או מתכווץ בהכרח, אבל באותם ימים לא היתה שום תצפית אמפירית שתאשש את התחזית הזו; לכן ב-1917 איינשטיין שילב במשוואות שלו אלמנט מיוחד שמנע מהיקום להתפשט או להתכווץ – והשאיר אותו סטטי.

כמה שנים לאחר מכן, ב-1929, אסטרונום בשם אדווין האבל גילה שהיקום דווקא כן מתפשט לכל הכיוונים, אבל הוא לא שמע על איינשטיין ועל היחסות. אז מי שילב בין היקום של איינשטיין והתצפיות של האבל? כומר ומתמטיקאי צרפתי אלמוני בשם ז'ורז' למטר, שהבין באותו רגע שאם היקום מתפשט – אז בעבר הוא היה צריך להיות קטן הרבה יותר; בערך בגודל של אטום.

מכאן התחיל מרוץ שנמשך עד ימינו, להבנת חלקיקי השניות הראשונים שגרמו ל"אטום" הזה לפרוץ לפתע אל תוך הקיום. אחד מהאסטרונומים הבכירים ביותר באותם ימים, שלעג לרעיון של ראשית ליקום, היה פרד הויל. הוא ועמיתיו יצרו תיאוריה מתחרה בשם המצב היציב – שבה היקום נצחי ואין לו התחלה וסוף. הויל כל כך לעג לעצם הרעיון שליקום יש התחלה, עד שנתן לו שם מלגלג שנשאר אתנו עד היום – הדפיקה הגדולה (Big Bang), שהפכה למפץ הגדול.

השם "המפץ הגדול" מטעה מאוד, כיוון שרבים חושבים שמדובר פשוט בפיצוץ בתוך המרחב – כמו שפצצה מתפוצצת, וממנה נוצר הכול. התיאור הזה שגוי לחלוטין. המפץ הגדול הוא לא פיצוץ בתוך מרחב קיים, כיוון שלפני המפץ הגדול לא היה מרחב וגם לא זמן; אין פה פיצוץ כי אין בתוך מה להתפוצץ. המפץ הגדול הוא רגע היצירה של המרחב, הזמן והאנרגיה עצמם.

קשה מאוד לדמיין דבר כזה כיוון שאנחנו רגילים שלכל דבר יש פנים וחוץ; אבל ליקום אין "חוץ". בדיוק כפי שלפני השטח של כדור הארץ אין קצה – אפשר להמשיך ללכת ולעולם לא נגיע לקצה כלשהו. אם נטוס בקו ישר ביקום, לעולם לא נגיע לקצה או לגבול שלו – אלא פשוט נגיע למקום שממנו יצאנו. זה היקום של איינשטיין ושל תורת היחסות הכללית – מרחב סופי אבל ללא גבולות.

ושוב אנו חוזרים לשאלה – מאיפה הגיע אותו מרחב-זמן? מאיפה הגיע המפץ הגדול שיצר את הכול? עד כמה שאני יודע, לפיזיקה התיאורטית יש שתי תשובות אפשריות לשאלה הזו (ושתיהן לא מספקות מבחינה סיבתית, בסופו של יום).

התשובה האחת נוגעת ישירות לרִיק (ואקום) שנמצא סביבנו. ניקח בקבוק זכוכית, נוריד אותו כמה מאות מטרים מתחת לאדמה ונכניס אותו במכל עופרת, כדי ששום קרינה קוסמית ואחרת לא תיכנס בו. לאחר מכן נשאב ממנו את כל תכולתו ולא נשאיר אפילו מולקולה אחת לרפואה.

במונחים אנושיים הרי שיצרנו ריק מושלם, אבל במונחים של הפיזיקה הקוואנטית – אין דבר כזה ריק מוחלט. "הטבע מתעב ריק", אמר מישהו – וצדק. אפילו מרחב ריק לחלוטין מכל אנרגיה וחומר, עדיין כפוף לעקרון אי הוודאות של הייזנברג. העקרון הזה קובע שלא ניתן לדעת בוודאות מוחלטת גם את מיקומו וגם את מהירותו של חלקיק תת-אטומי.

לפיכך – גם מרחב ריק לחלוטין הוא מרחב מלא בפוטנציאל אנרגטי אפשרי. חלקיקים וירטואליים נוצרים לשברירי שנייה בלתי נתפסים (10 בחזקת מינוס 43 שנייה, למשל) – וחוזרים לריק שממנו באו. זהו ים גועש של חלקיקים שנוצרים ונעלמים, שקיומו אומת בניסויים כגון שינויים בקווי הספקטרום של אטומי מימן וכן על ידי אפקט קזימיר.

אין מגבלה על מאסת/אנרגיית החלקיק שיווצר או על משך קיומו; הריק יכול להוליד גם חלקיק מאסיבי בגודל כדור הארץ כולו, אבל הסבירות לכך היא כל כך נמוכה עד שהיא אפסית הלכה למעשה.

ובכן, חשב לעצמו פיזיקאי בשם אדוארד טריון – אולי היקום עצמו הוא תנודה קוואנטית בתוך הריק. אומנם הסבירות שיקרה דבר כזה היא נמוכה בצורה מטורפת, אבל מספיק שסבירות זו תתרחש פעם אחת בלבד – והנה לכם הסבר אודות מוצא היקום.

אין פה הפרה של חוק שימור האנרגיה, כיוון שתכולת האנרגיה ביקום משתווה בדיוק לכוח הכבידה הכולל בו, מה שגורם לכך שליקום יש מאזן אנרגיה השווה לאפס. הרעיון הזה לוטש על ידי עוד כמה וכמה מדענים אחרים, והוכנסו בו שינויים משינויים שונים שחלקם אף אושש בתצפיות ובניסויים.

ההשערה הזו הפכה להיות למקובלת ביותר בעולם המדע, ובייחוד כאשר נמצאו לה אישושים בתצפיות אסטרונומיות (למשל – קרינת הרקע שנוצרה בערך 300,000 שנה אחרי המפץ הגדול, עדיין קיימת ואפשר לגלותה). דרך נוספת לגלות זאת, חוץ מתצפיות אסטרונומיות, היא באמצעות מאיצי חלקיקים.

מאיץ החלקיקים LHC שהוקם במעבדות CERN באיטליה ניסה לגלות לאחרונה את חלקיק היגס, שנתן לכל שאר החלקיקים את המאסה שלהם בשברירי השנייה הראשונים של המפץ הגדול. בגלל בעיות טכניות הניסיון הזה יתעכב בכמה חודשים, אבל העיקרון ברור – הפיזיקה התיאורטית יודעת פחות או יותר מה קרה עד לשבריר השנייה הקטן ביותר שמאפשרת תורת הקוואנטים.

ומה קרה לפני כן? אף אחד לא ממש יודע ולכן נאלצים להסתפק בניחושים מושכלים. היקום כנראה היה סופר-סימטרי, מה שאומר שהכול נמצא בשיווי משקל מוחלט – כל החלקיקים, ארבע הכוחות המוכרים לנו והמרחב-זמן עצמם עדיין לא היו קיימים בפועל. כל מה שקיים הוא פוטנציאל בלבד, בעל סימטריה מושלמת.

אחרי זמן קצר להפליא, שנקרא זמן פלאנק (10 בחזקת מינוס 43 של שנייה), הסימטריה נשברת באופן ספונטני והפוטנציאל הופך לאנרגיה וחומר – חלקיקים וכוחות נולדים. כל זה קורה בתוך פחות ממאיות מיליארדיות של שנייה, ואחריהן נוצרים קווארקים ולפטונים (אלקטרונים, נייטרינו וכו').

הקווארקים יוצרים פרוטונים ונויטרונים, ו-3 עד 5 דקות אחרי המפץ הגדול הטמפרטורה של היקום יורדת לפחות ממיליארד מעלות, מה שמאפשר לפרוטונים ולנויטרונים ליצור גרעיני מימן והליום חופשיים. רק 300,000 שנים אחרי המפץ הגדול, הטמפרטורה יורדת למצב שמאפשר ללפטונים להתחבר לפרוטונים ולנויטרונים. כך נוצרים אטומים, שבתורם יוצרים גלקסיות וכוכבים – ומכאן והלאה הכול היסטוריה.

אבל למרות זאת, לתיאוריית הריק היו בעיות משלה (נושא גדול בפני עצמו). אחת מהבעיות היא שהיקום מתחיל מנקודה קטנה ביותר, שם כל חוקי הפיזיקה קורסים ואי אפשר לתת תיאור של מה שקורה (לפני עידן פלאנק). לפיכך מדענים אחרים פנו לכיוונים אחרים, ואחד מהם היה סטיבן הוקינג – מומחה לתורת היחסות הכללית ולקוסמולוגיה. הוא התחיל עם חורים שחורים בשנות ה-70 והמשיך עם ניסוח של פונקציית גל ליקום כולו, באמצע שנות ה-80 של המאה ה-20. ברגע שעשה זאת נוצר תיאור של יקום מוזר ביותר – כזה שרק דמיון של מתמטיקאי יכול להבין.

בתיאור ה"רגיל" של המפץ הגדול, היקום מתחיל מנקודה קטנה בצפיפות בלתי תיאמן – נקודה שנקראת "ייחודיות" (Singularity). הנקודה הזו אומרת שליקום היתה ראשית במרחב ובזמן, ולכן צריך משהו או מישהו שיהיה הסיבה להיווצרותה. אבל בתיאור החדש של הוקינג אין ליקום התחלה בנקודת ייחודיות, כי הוא מתאר מרחב-זמן סופי אך חסר גבולות.

זה נשמע דומה ליקום של איינשטיין, אבל יש הבדל אחד – איינשטיין דיבר על מרחב סופי וחסר גבולות, ואילו הוקינג מדבר על מרחב-זמן סופי וחסר גבולות. בתיאור היקום של הוקינג, הזמן הופך לקואורדינטה מרחבית נוספת. אם נביט על נקודת ההיווצרות של היקום, היא תהיה דומה לנקודת הקוטב הצפוני או הדרומי של כדור הארץ.

לכן אין משמעות לשאלה מה היה לפני המפץ הגדול או מה גרם לו להתקיים; זה יהיה דומה לשאלה מה נמצא קצת לפני הקוטב הצפוני או אחריו (לא הבנתם? לא נורא; גם אני לא ממש הבנתי איך ייחודיות הבריאה נעלמת פתאום, למרות שהיקום עדיין נוצר ממנה).

הוקינג רצה לענות על השאלה מה גרם ליקום להתחיל ולהתקיים, ונראה לי שהוא לא ממש הצליח כי שוב חזרנו לאותה שאלה – מהי הסיבה הראשונה? כנראה שעם כל המדע, הפיזיקה והמשוואות, עדיין צריך את אלוהים כמניע שאינו מונע עבור ראשית היקום – בדיוק לפי הטיעון הקוסמולוגי של תומאס אקווינס מהמאה ה-13.

כאן אנחנו כבר יוצאים מממלכת המדע ונכנסים לעולמות אחרים, פילוסופיים ומיסטיים יותר. הצרה היא שאם אנחנו מניחים שכל דבר צריך סיבה כדי להתקיים, כגון ראשית היקום, אפשר לשאול גם מהי סיבת הקיום של אלוהים. למרות שאם חושבים על אלוהים כסיבת עצמו ("עצם", כדברי שפינוזה) הרי שהוא תמיד היה ותמיד יהיה, והוא המקור לכל מבלי שיש צורך להסביר את קיומו שלו. נראה לי שזו אחת ההגדרות הטובות ביותר לאלוהים. כמובן שלא צריך לחכות ולראות היכן המדע נעצר על מנת להאמין באלוהים; רוב האנשים שמאמינים באלוהים, מאמינים בו בלי שום קשר להסברים מדעיים על ראשית היקום.

לדעתי, ברגע שמקבלים את הטיעון שהפיזיקה לא מסבירה את הסיבה לראשית היקום, הרי שכל ניסיון להכפיף את אלוהים ללוגיקה או למתמטיקה יהיה ניסיון עקר במהותו. כמובן שמדענים רבים טוענים, ובצדק, שהאנושות תמיד הכניסה את אלוהים במקומות אליהם המדע עדיין לא הספיק להגיע, ורק שנים לאחר מכן – כשהמדע מצא הסבר בסופו של דבר – שוב לא היה צורך באלוהים.

אני חושב שאין זה המקרה בנוגע לראשית היקום, כי כנראה שלא משנה לאיזה הסבר מבריק נגיע באמצעות הפיזיקה – תמיד צריכה להיות לו סיבה ראשונית. אולי אני טועה ויום אחד יתברר שהמדע יסביר את סיבת היקום באופן שלא ישאיר מקום לאלוהים, אבל משום מה נראה לי שזה לא יקרה.

ובנימה אישית יותר:
כל הפוסט הזה הוא תוצאה של פוסט קודם שכתבתי ביום כיפור, בנוגע לדימוי האומלל שאנו מלבישים על אלוהים כפקיד עצבני שמחפש אותנו על כל שטות. אומנם אפשר לקרוא לי אדם מאמין אך אני רחוק מאוד מלהיות דתי או מסורתי. אני חילוני גמור, שאומנם מקבל את קיומו של אלוהים ואת קיומן של תופעות בלתי מוסברות אחרות, אבל בהחלט לא מאמין להרבה מהשטויות שכתובות בתנ"ך.

להרחבה:

10 תגובות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *