המאבק האמיתי בין טוב לרע (או, פשוט, הארמגדון האמיתי)

האם היקום יגביר את מהירותו עד מחוץ לטווח הראיה? או שמא יקרוס לתוך עיסה בוערת ולוהטת? חרף הדיווחים על האצה של היקום אי אפשר לחזות את העתיד הרחוק, אבל התקוות לחיים קודרות מתמיד

הפיסיקאי לורנס קראוס, אתר FIRST SCIENCE

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/lawrencekraussuniverse.html

( Lawrence M. Krauss, תרגום: אלי בן דוד)

הרבה השתנה במהלך שלושים השנים האחרונות – וזה נכון מבחינה קוסמולוגית כמו מבחינת חיי היום-יום. טכנולוגיות ואסטרטגיות חדשות של תצפיות הגדילו ללא גבול את היכולת לחקור ולמפות את היקום בקנה המידה הגדול ביותר. התפתחויות תיאורטיות של פיסיקת חלקיקי יסוד אפשרו לנו להשיג תמונות אמינות מהעבר של היקום, עד לנקודה המרוחקת ביותר של פחות משניה לאחר המפץ הגדול בעצמו.
למרות התפתחויות אלה, אנו מתחילים להבין שיכולתנו לחזות את העתיד של היקום כבר איננו בטוח כפי שהאסטרונומים חשבו לפני מספר שנים. למרבה הפלא, חוסר-ודאות חדש זה, בנוגע לגורל היקום עצמו לא מונע מאיתנו ליצר הצהרות דפיניטיביות באשר לחיים בעתיד הרחוק. וזה לא נראה טוב.
ההתפתחות המדהימה בלב כל זה היא התגלית שהיקום איננו מאט את מהלכו, כפי שצריך היה לעשות על פי כל היגיון, אלא נראה כמאיץ. ההפתעה בתגלית זו מבוססת על אינטואיציה המוכרת לכל מי שזרק אי-פעם כדור לאויר. ככל שתזרוק חזק יותר ומהר יותר, כך זה יגביה. אתה יכול לדמיין שאם תזרוק אותו מהר וחזק מספיק, הכדור לא ישוב. ובאמת אם יזרקו כדור מפני כדור הארץ במהירות העולה על 11 ק”מ לשניה הוא יברח מכח הכבידה של כדה”א וימשיך את מסעו מחוץ לכדה”א לנצח (הגם שלמעשה מהירות זו לא מספיקה “לברוח” ממשיכת השמש)
אבל, נקודת המפתח פה היא – אפילו שהכדור אכן בורח – מהירותו תמיד פוחתת, ביחס למאמץ שהוא משקיע בבריחה מכדה”א. כח המשיכה, לפחות עבור כל חומר נורמאלי, מושך ולכן מצריך מאמץ כדי להתחמק ממנו.
טענה זו חלה על כל היקום בכללותו. מאז התצפית של אדווין האבל בשנות ה-20, ידענו שהגלקסיות מתרחקות אחת מהשניה: היקום מתרחב. אנו טוענים באופן מסורתי שההכרעה הסופית באשר לעתיד הגלקסיות הוא כמות המסה שלהן וזו הסובבת אותן. אם המסה גדולה מספיק, כח המשיכה שלה צריך להיות מספיק חזק כדי לעצור את התנועה החיצונית של הגלקסיות, ויגרום להם בסופו של דבר לקרוס ולהתמוטט ביחד בתהליך מהופך למפץ הגדול, למה שייקרא ה”לעיסה הגדולה”.
התצפית החדשה המעידה על תאוצת היקום מרמזת על תהליך של “אנטי-גרביטציה קוסמולוגית” בפעולה. זה נשמע כמו מדע-בדיוני. אבל יש לזה בסיס פיזי. אם תספק אנרגיה לחלל ריק, האפקט הגרביטציוני של האנרגיה הוא בעל תכונה מוזרה המיצרת כח דוחה בכל החלל. בעוד שהתובנה התיאורטית הזו הייתה ידועה מאז דור הרי מן הידועות היא שאנרגיה כזאת בחלל ריק חייבת להיות בדיוק אפס.
בעצם, כאשר איינשטיין הציג לראשונה את המשוואות ששלטו בגודל המבנה, בקנ”מ, של היקום בשנת 1916, הוא הציג את אפשרות של דחיה אוניברסאלית בצורת הכמות, הנקראת “קבוע קוסמולוגי” – מבלי להכיר את משמעותה בקנ”מ מיקרוסקופי. בכל אופן, הוא מיד ויתר על הרעיון, בכנותו את הרצף הקוסמולוגי “השגיאה הגדולה”.
בכל אופן, אם התצפיות הנוכחיות נכונות, הרי שחלל ריק תורם יותר להתרחבות היקום יותר מהמסה של כל הגלקסיות, הכוכבים וכוכבי הלכת. זה אפילו עולה על האנרגיה הקשורה לכמויות העצומות של החומר השחור שאסטרונומים מאמינים בקיומו מסביב ובין הגלקסיות. לעת עתה אין לנו הבנה תיאורטית שלמה למה זה צריך להיות כך. אף על פי כן, אנו יכולים לשאול את עצמנו מה החשיבות יכולה להיות בעתיד – על היקום ועל חיינו בתוכו.
ניתן אולי לדמיין שהתרחבות היקום מואצת, וזה מרמז על כך שהיקום ימשיך להתרחב לנצח. אבל הדברים לא כל כך פשוטים. איננו מכירים את מקור האנרגיה של הרִיק כך שהוא עשוי להיות בעל סגולות אשר לעת עתה איננו מודעים להן. להלן שלוש אפשרויות:
אנרגיית הריק פוחתת במשך הזמן. גם התאוצה הולכת ופוחת באיטיות ובסופו של דבר העתיד של היקום יוכרע שוב על ידי המשיכה הגרביטציונית של החומר שבתוכו.
המסקנה הנוכחית של התאוצה עשויה אולי להיווכח מאוחר יותר כלא נכונה, אבל עדיין יש כמות זעירה של אנרגיית-ריק. אפשר לחשוד שוב שסך כל החומר ביקום צריך לאפשר הכרעה באשר להתנהגות לטווח-רחוק הסופית של ההתרחבות. אך אבוי, זה לא הקייס. אם מצאנו שהיה מספיק חומר כדי להוביל אותנו אל מול ה”לעיסה הגדולה”, האנרגיה בריק יכולה להיות בעל אפקטים בלתי-צפויים. נניח שחלל ריק הוא בעל כמות אנרגיה של אלפית הכמות הדרושה להשפיע על ההתרחבות הנוכחית. אנרגיה זו תוכל, בסופו של דבר, לסכל את ההתמוטטות הסופית של יקום למרות שנראה שידו של החומר על העליונה.
לבסוף, ואולי הבלתי-רגיל מכל, מרגע שהבנו שחלל ריק מכיל אנרגיה, שום דבר לא יכול למנוע ממנה להיות שלילית. אם זה העניין, הרי שאפילו כמות קטנה, שאין להעלותה על הדעת, של אנרגיה שלילית בחלל ריק תגרום, בסופו של דבר, ליקום להתמוטט מחדש, באופן נפרד ועצמאי מכמות החומר המצויה בו.
לפני שנה, הצגנו מייקל טורנר מאוניברסיטת שיקאגו, ואנוכי כי אין אפשרות לבצע תצפיות, בזמן מוגדר, אשר יאפשרו לנו באופן שאיננו משתמע לשתי פנים לקבוע את העתיד האולטימטיבי של התרחבות היקום שלנו. לפחות מיסתורין קוסמי אחד יישאר, לפי שעה, בטוח.
הדרך היחידה החוצה תהיה לפתח “תאורית הכל” אשר תחזה באופן מדוייק, בהיעדר תשומה נסיונית, פרמטרים בסיסיים של היקום. אבל אין סימנים כלשהם של פיתוח כזה בתהליך.
לכן נצטרך להבטיח שאנו, או צאצאינו, יוכלו להיות בסביבה מספיק זמן כדי להיות עדים לסליל האחרון בדרמה הקוסמית הזאת. בכל אופן, עבודות אחרונות בענין טוענות שבעוד שהיקום מתרחב לנצח, החיים לא יכולים להמשיך להתקיים לנצח.
למעשה, יקום בתאוצה הופך להיות בדיוק המקום הכי גרוע שיכול להיות בשביל מישהו לאכלס אותו – לטווח הרחוק, לפחות. עמיתי, גלן סטרקמן ואנוכי, הסברנו לאחרונה מה יראו צאצאינו בעתיד הרחוק. ביקום בתאוצה, כוכבים רחוקים יעלמו לאיטם מטווח הראייה, כאשר החלל הנושא אותם הלאה מתרחב מהר יותר ממהירות האור. בזמן שניתן למדידה, משהו כמו 150 מיליארד שנה – אשר במהלכן כוכבים ימשיכו לבעור ואפשר להעלות על הדעת חיים מסביב לפלנטות דמויות כדה”א – כל הגלקסיות מחוץ לעל-צביר המקומי יהיו בלתי-נראות גם בעדשות הטלסקופים החזקים ביותר. אנו נהפוך להיות בודדים מאי-פעם בכל היקום.
יותר גרוע, ביקום הנשלט על ידי אנרגיית-ריק, החיים יתרוקנו מכל מחסני האנרגיה הזמינים החיוניים לקיומנו. האנרגיה העצומה של חלל ריק היא בלתי-נגישה לשימוש זה, וזו הנגישה נישאת הלאה יותר מדי מהר מכדי שנוכל לאסוף אותה. כמו מלח בלב אוקיאנוס של מים מלוחים האומר “מים, מים מכל עבר ואפילו לא טיפה אחת ראויה לשתיה!” אנו ניסחף בים של אנרגיה קוסמית מבלי שנוכל לקחת מעט עבור המטבוליזם שלנו.
ומה אם התאוצה של היקום תיפסק בסופו של דבר – האם יש אז סיכוי לחיים? בשנת 1979, הפיזיקאי פרימן דייסון הציע שאם נהיה זהירים באופן מיוחד, וניכנס לתרדמת חורף לפרקי זמן ארוכים יותר ויותר, אפשר יהיה לשמר את החיים עם כמות אנרגיה מוגבלת לתקופה זמן בלתי-מוגבלת. מצד שני, סטרקמן ואני העלינו טענות שהסיכוי לחיים אינטליגנטיים, לפחות, פחות מבטיחים. מכניקה קוואנטית תגביל בסופו של דבר את היכולת של החיים לבצע את החישובים הנחוצים לתודעה. הנושא הזה עוד לא מוצה. דייסון עוד לא נכנע, ואנו ממשיכים בויכוח הידידותי שלנו.
יש לנו זמן רב לויכוח. אפילו אם הגבולות שתיארנו להתקיימות לטווח-הרחוק של החיים אכן יתרחשו, אנו מדברים באופן מילולי על משהו כמו מיליארדים על מיליארדים על מיליארדים של מיליארדים של שנים. זמן רב מהעידן הנוכחי של היקום.
ובכן, לפני שגבולות קוסמיים אלה יתרחשו, החיים על כדור הארץ יצטרכו לעמוד מול אתגרים יותר מיידיים, הקשורים לאבולוציה של כדור הארץ ומותה של השמש. ראיית הנולד ושיתוף הפעולה הנחוצים להתמודדות עם השינויים הגלובאליים יהיו יותר תובעניים מכל אתגר שהציביליזציה שלנו תעמוד מולו. אנו תקווה שנוכל לעמוד במשימה – וזה יעזור לשים אותנו על המסלול כדי שנוכל להתמודד עם כל דבר שהוא, שהיקום עשוי לאצור במחסניו.

ידען האסטרופיסיקה
לידיעה באתר FIRST SCIENCE

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~786031645~~~60&SiteName=hayadan