האם קיים ה"לפני" של המפץ הגדול?

המדע המודרני הוביל אותנו לחישובים שנראה שהם מתקרבים למרכיביו הראשונים של המפץ הגדול – צילום אילוסטרציה: NASA Jet Propulsion Laboratory (NASA-JPL)

"הידוע הוא סופי, הלא נודע הוא אין-סופי; מבחינה אינטלקטואלית אנחנו עומדים על אי קטן השוכן באוקיאנוס חסר גבולות של סיבות שאינן מובנות", תומאס הנרי האקסלי (1895-1825).

כל הר, נהר ועמק, כל החיות ובני האנוש – כל מה שהיה, מה שקיים כעת ומה שיהיה, היה מרוכז פעם בנקודה יחידה קטנה ולוהטת. זו הייתה נקודה כל כך קטנה ודחוסה שהדמיון האנושי שלנו כנראה לעולם לא יוכל להבין זאת. מיליוני מיליארדי טונות של חומר, ביחד עם כל האנרגיה של היקום הגדול כולו, החלו להתפשט במרחב ולהינתק זה מזה בפיצוץ אדיר שאירע בערך לפני 13.7 מיליארד שנים.

בהשוואה למפץ הגדול, הרעש הנוצר מפצצת האטום החזקה ביותר יהיה שווה לכל היותר לרעש שנשמע כשיתוש נופל על הארץ בצידו השני של כדור הארץ. החל מאותו פיצוץ אדיר ואילך ההיסטוריה של היקום עברה תפנית מסקרנת ועשירה יותר. ההתרחבות המתמדת של כל מה שקיים הפכה את היקום ל"מרק פלסמה", שהשתנה בהדרגה עד למצב הדומה יותר ויותר למה שאנו מכירים כיום.

לאט לאט החל "מרק הפלזמה" הזה להתקרר, מה שאפשר את יצירת אבני הבניין הראשונות של החומר שאפילו איננו יודעים עדיין מהן. מהן הורכבו אבני הבניין הבאות בתור, ועד הקווארקים הראשונים, שהם החלקיקים הזעירים ביותר המוכרים לנו ומהווים את אבני הבניין של מרכיבי גרעין האטום, וכן הלאה לכיוון הרכבת החלקיקים הגדולים יותר - האלקטרונים והפרוטונים. לאחר שחלפו עוד מאות אלפי שנים נוספות, התמזגו ביניהם האלקטרונים וגרעיני האטום ויצרו את האטומים, מהם מאוחר יותר הורכבו גופים שמימיים ענקיים כגון קוואזרים, כוכבים, צבירי גלקסיות וכל מה שמרכיב את היקום המוכר לנו כעת.

למרות כל המידע שנרכש במשך שנים של מחקר מדעי, עדיין מתנהל ויכוח מתמשך על השלבים בהם התנסה היקום במהלך רגעיו הראשונים לאחר הפיצוץ. נראה שמגוון התיאוריות המסתובבות בחוגים המדעיים נפרמות בניסיון להסביר את המצב הקוואנטי הייחודי של החומר בשלבים הפרמיטיביים ביותר, ברגעים הראשונים לאחר המפץ הגדול. עדיין לא קיים מודל פיזיקלי משכנע המסוגל להסביר את מה שאירע ביקום שלנו בטרם חלפו 10^-35 שנייה (אחד חלקי עשר בחזקת 35, חלק קטן מאד של השנייה) לאחריו.

מורכב אף יותר הוא ניסיון להבין מהם המקור והסיבה לפיצוץ רב המשמעות. ככל שאנחנו מבינים את הסיבות ההתחלתיות של כל האירועים הקוסמיים, וככל שבהדרגה מבינים שכל מה שסובב אותנו קרה בעקבות גורמים קודמים, כך הופכת הסיבה להיווצרות היקום לחידה גדולה אף יותר. זוהי אמת אולטימטיבית הממתינה לחשיפה.

המפץ הגדול, הריסוק הגדול והמעגל האין-סופי

אחת התיאוריות שהועלו כדי להסביר את המקור האולטימטיבי להיווצרות היקום נקראת תיאורית "היקום המחזורי". מדענים רבים מעריכים כי כמות החומר ביקום מספיקה כדי להשיג כוח כבידה גדול דיו המסוגל לעצור את תהליך ההתפשטות הגדול הזה, ולהתחיל תהליך הפוך של התכנסות בתקופה מכרעת כלשהי בהיסטוריה העתידית.

לפי תיאוריה זו, התכווצות רציפה של החומרים המקוריים של היקום כולו תגיע לשיאה בנקודה יחידה וראשיתית – תהליך שקיבל את הכינוי "הריסוק הגדול". מאותו רגע ואילך, לפי הסבר זה, היקום ימשיך להתקדם באותו מסלול עם "ניתור גדול", כלומר מפץ גדול חדש שיהווה את סיום היקום הנוכחי ואת תחילתו של מחזור יקומי נוסף, וכך במחזוריות, חוזר חלילה שוב ושוב.

תיאוריה זו מובילה אותנו לשאלה האם שרשרת האירועים הייחודית המושלת במעגלים של כל מרכיבי היקום (יצירה-התייצבות-התנוונות-הרס) היא משהו החוזר על עצמו לנצח? האם כבר הרחק בעבר הקדום התנהל היקום בתבנית דומה?

תיאורית היקום המחזורי נדחתה פעם בתקיפות על ידי הקהילה המדעית ופינתה את מקומה למודלים אחרים של התפתחות היקום, אולם מחקרים שנערכו בשנים האחרונות הראו תמיכה נוספת בתיאוריה זו. ד"ר מרטין בוג'וולד ועמיתיו מאוניברסיטת פנסילבניה שבארה"ב הסתמכו על חישובים גרוויטציוניים קוונטיים (המשלבים את תורת הכבידה של אינשטיין עם חוקי מכניקת הקוונטים) והעלו השערות אודות ההיסטוריה האפשרית של היקום לפני המפץ הגדול.

על פי חישוביהם, לפני המפץ הגדול התקיים מצב של זמן-מרחב דומה לשלנו, מלבד העובדה שהוא עבר שלב של התכווצות. נאמר שהכוחות הגרוויטציונים שמשכו את היקום כלפי פנים הגיעו לנקודה מסוימת בה המאפיינים הקוונטיים של הזמן-מרחב גרמו לכוח הגרוויטציה להפוך את כיוונו ולהיות כוח דחייה במקום כוח משיכה, מה שיצר את המפץ הגדול שממנו מניחים היום שהיקום שלנו נוצר.

גם את הגילוי המוזר של שינויים בערכו של ה"קבוע" הקוסמולוגי המכונה "אלפא", אפשר לייחס לקיומם של יקומים קודמים. הפרמטר המופשט אלפא (הנקרא גם "קבוע המבנה הדק") נחשב כאחד הפרמטרים בחוקים הקוסמיים המאפשרים לאלקטרונים להיקשר לגרעין האטום ובכך לשמור על אחדות האטומים. אלפא הוא גם הפרמטר המונח בבסיסם של חוקי הכימיה כפי שאנו מכירים אותם. עד שנת 2001 התייחסו המדענים ל"אלפא" כאל "קבוע פיזיקלי", והנה מתברר שערכו הנוכחי של הקבוע (1/137) אינו זהה לערכו בימי קדם, בהם היקום שלנו היה בראשית ימיו. באמצעות תצפיות לעבר חלקיו הקדומים של היקום גילו החוקרים שלפני תשעה מיליארד שנים ערכו של הקבוע הזה היה נמוך יותר ב-0.00006 אחוז מערכו הנוכחי. זה אמנם נשמע שינוי קטן, אולם השלכותיו מרחיקות לכת. על-פי ערכו הקדום של "הקבוע" אלפא, היקום אמור להיות בכ-14 מיליארד שנים מבוגר יותר מהגיל המחושב לו כיום.

אך התיאוריה העוסקת ביקומים המחזוריים יכולה להסביר באופן ברור מאוד את השינוי שהתגלה בערכו של הערך "אלפא". פול סטיינהרדט מאוניברסיטת פרינסטון והפיזיקאי החישובי נייל טורוק מאוניברסיטאת קיימברידג' בבריטניה התומכים בתיאוריית היקום המחזורי, מאמינים שהיה די ויותר זמן לערך המדוד הזה להשתנות אם הוא התקיים עוד לפני היקום שלנו. תוך בניית הרעיון שלהם מנקודת המבט של תורת המיתרים ותורתM (תורה פיזיקלית המאחדת חמישה ענפים שונים של תורת המיתרים), טורוק וסטיינהרדט העלו את השערתם שה"מפץ הגדול" הוא לא בדיוק אירוע ייחודי. הוא רק האחרון בסדרה ארוכה של התנגשויות המתרחשות במחזוריות לאחר שההתרחבות הקוסמית מגיעה לגבול שלה.

המקור האולטימטיבי ומגבלות המדע

אפילו אם יוכח שמקורו של היקום בריסוק גדול שקדם ל"מפץ הגדול", עדיין נשאר המקור למחזוריות של ההתרחבויות וההתכווצות כמסתורין עבורנו.

למודל המחזורים הקוסמיים המוצע בתיאוריית "הניתור הגדול" לא יכולה להיות נקודת סיום, אבל האם לא חייבת להיות לו נקודת התחלה? האם השאלה אודות המקור האמיתי להיווצרות היקום לא הפכה לחזית בין המדע לאמונה? האם ביסודו של מקור הזמן והמרחב נמצאים גורמים "אלוהיים", או שיום אחד יהיה מספיק מידע מדעי שיאפשר להסביר את חידת היקום באופן מתימטי-תיאורטי גרידא?

המדע המודרני הוביל אותנו לחישובים שנראה שהם מתקרבים למרכיביו הראשונים של המפץ הגדול. אולם אף על פי שהחישובים הופכים ליותר ויותר מורכבים, האם אנחנו באמת קרובים יותר לידיעה מה למעשה קרה באותם רגעים מכריעים?

עדיין קיימת סבירות גבוהה לכך שבני אנוש לעולם לא יורשו לדעת את האמת המוחלטת. ואפילו שמדענים רבים מאמינים שהיקום בו אנו שוכנים אינו יכול להכיל דבר שמקורו מעבר ליכולת ההסבר המדעי, בני האדם לא יוכלו לעמוד בפיתוי לשאול את עצמם מדי פעם "מה זה היה שגרם להיווצרות כל מה שקיים?"

עוד כתבות נצפות...