איך היקום הגיע להיות?
זה אולי התעלומה הגדולה הגדולה ביותר, ושורש כל האחרים. השאלות הגדולות ביותר של האנושות - איך החיים התחילו? מהי תודעה? מה זה חומר אפל, אנרגיה אפלה, כוח משיכה? - נובעים מזה.
"כל התעלומות האחרות שוכנות במורד הזרם של השאלה הזו", אמרה אן דרויאן, סופרתה ואלמנתו של האסטרונום קרל סגן. "זה חשוב לי כי אני אנושי ולא אוהב שלא לדעת."
אפילו כאשר התיאוריות המנסות לפתור את התעלומה הזו הולכות ומורכבות, מדענים רדופים אחר האפשרות שחלק מהקשרים הקריטיים ביותר בשרשרת ההיגיון שלהם שגויים.
תעלומות יסוד
על פי מודל המפץ הגדול, היקום נולד בתקופת אינפלציה שהחלה לפני כ 13.8 מיליארד שנה. כמו בלון שהתרחב במהירות, הוא התנפח מגודל קטן מאלקטרון לכמעט גודלו הנוכחי תוך שבריר זעיר של שנייה.
בתחילה, היקום חלחל רק על ידי אנרגיה. חלק מאנרגיה זו נדבקה לחלקיקים שהתאספו אטומי אור כמו מימן והליום. האטומים האלה התגבשו תחילה לגלקסיות, אחר כך לכוכבים, שבתוך הכבשן האש שלהם היו כל היסודות האחרים מזויפים.
זו התמונה המוסכמת בדרך כלל על מקורות היקום שלנו כפי שהיא מתוארת על ידי מדענים. זהו מודל רב עוצמה שמסביר רבים מהדברים שמדענים רואים כשהם מסתכלים בשמיים, כמו החלקות המופלאה של זמן-חלל בקשקשים גדולים וההפצה השווה של הגלקסיות משני צדי היקום.
אבל יש דברים בסיפור הזה שגורמים לאנשי מדענים לחוסר נוחות. בתור התחלה, לא ניתן לבדוק ישירות את הרעיון שהיקום עבר תקופה של אינפלציה מהירה בתחילת ההיסטוריה שלו, והוא מסתמך על קיומה של צורת אנרגיה מסתורית בתחילת היקום שנעלמה זה מכבר.
אריק אגול, אסטרופיסיקאי מאוניברסיטת וושינגטון אמר אריק אגול, "אינפלציה היא תיאוריה עוצמתית ביותר, ובכל זאת אין לנו עדיין מושג מה גרם לאינפלציה או אם זו אפילו התיאוריה הנכונה, למרות שהיא עובדת טוב מאוד".
עבור חלק מדענים, אינפלציה היא תוספת מגושמת למודל המפץ הגדול, מורכבות הכרחית שנועדה להתאים אותה לתצפיות. זו לא תהיה התוספת האחרונה.
"למדנו גם שצריך להיות חומר אפל ביקום, ועכשיו אנרגיה אפלה," אמר פול שטיינהרדט, פיזיקאי תיאורטי מאוניברסיטת פרינסטון. "אז איך שהמודל עובד היום זה שאתה אומר 'אוקיי, אתה לוקח קצת המפץ הגדול, אתה לוקח קצת אינפלציה, אתה מכוון את זה לתכונות הבאות, ואז אתה מוסיף כמות מסוימת של חומר אפל ואנרגיה אפלה.' הדברים האלה לא קשורים בתיאוריה קוהרנטית. "
שטיינהרדט חושש שקוסמולוגים פועלים יותר מהנדסים מאשר מדענים. אם תצפית אינה תואמת את הדגם הנוכחי, הם מצמידים רכיב אחר או מתערבבים עם אלה הקיימים שיתאימו. הרכיבים אינם קשורים ואין שום סיבה להוסיף אותם אלא להתאים תצפיות. זה כמו לנסות לתקן מכונית ישנה על ידי הוספת חלקים חדשים מדגמים חדשים יותר אך שונים. חלקים אלו עשויים לעבוד בטווח הקצר, אך בסופו של דבר, אתם זקוקים למכונית חדשה.
יקום חסר גיל
בשנים האחרונות שטיינארדט עובד עם אנה איג'אס, פיזיקאית תיאורטית מאוניברסיטת הרווארד, על אלטרנטיבה רדיקלית למודל הגדול של המפץ הגדול.
על פי הרעיון שלהם, שנקרא קוסמולוגיה מקפצת, היקום נולד לא רק פעם אחת, אלא אולי פעמים רבות פעמים במחזורים אינסופיים של התכווצות והתפשטות. התיאוריה מחליפה את "המפץ הגדול" ב"קפיצה גדולה ", המחברת בצורה חלקה תקופות של התכווצות והתפשטות היקום ופותרת רבים מהנושאים שמטרידים את תורת האינפלציה.
הצמד טוען כי התיאוריה האקפירוטית או ה"מחזורית "שלהם תסביר לא רק אינפלציה, אלא גם תעלומות קוסמיות אחרות, כולל חומר אפל, אנרגיה אפלה ומדוע נראה שהיקום מתרחב בקליפ מאיץ יותר ויותר.
בעוד שנמצא במחלוקת, הקוסמולוגיה הקופצת מעלה את האפשרות שהיקום חסר גיל ומתחדש בעצמו. זה סיכוי אולי מעורר עוד יותר יראת כבוד מאשר יקום עם התחלה וסוף מוגדרים, שכן פירוש הדבר הוא שהכוכבים בשמיים, אפילו הישנים שבהם, הם כמו גחליליות קצרות מועד בתכנית הדברים הגדולה.
"אני רוצה לקוות שהמאמץ שהחברה משקיעה במחקר מדעי מקרב אותנו לאמיתות יסודיות ולא רק דרך לייצר כלים שימושיים," אמר אסטרונום המכון הטכנולוגי בקליפורניה, ריצ'רד מאסי. "אבל אני מבועת באותה מידה לגלות שכל מה שאני יודע לא בסדר, ומקווה בחשאי שלא".
מאמר זה עודכן ב- 27 ביוני, 2019, על ידי תורם המדע Live Live, טים צ'ילדרס.
