לחץ לגירסת הדפסה

מה עשוי טלסקופ החלל "ווב" לגלות לנו על רגע הבריאה? * במשך מאות שנים שלטה בכיפה המדעית תפיסת היקום הקדמון אך שרשרת של תגליות במאה העשרים סללה את הדרך בפני ההכרה שגם ליקום היה רגע של התחלה

 מאת: אליעזר אייזיקוביץ

לאחר השקעה של עשרה מיליארד דולר ושנים של מאמץ, טלסקופ החלל "ווב" שנכנס לפעולה בשבוע שעבר פותח בפני המדע אופקים קוסמיים חדשים. הצילומים הראשונים שהטלסקופ שידר כבר מרחיבות את הלב. מסתבר שהם גם יוליכו לתובנות מדעיות חדשות. מעבר לכך, הטלסקופ החדש יחשוף רבדים חדשים של מורכבות ותחכום במבנה היקום המצביעים על כך שגורם בעל עוצמה ותבונה אדירים חולל אותו.

הרעיון שתגליות מדעיות פורצות דרך יכולות להוביל למסקנות תאיסטיות מסוג זה עשוי להישמע מפתיע, בפרט בעיני מי שגדל על האקסיומה השגויה כי המדע והאמונה סותרים זה את זה. אולם עיון קל בתולדות חקר היקום במאה העשרים, ובפרט חקר היקום באמצעות טלסקופים, יוביל למסקנה כי הדבר אפשרי בהחלט ואף מתבקש.

בואו נצא לסיור קצר במחוזות הקוסמולוגיה החדשה דרך משקפי האמונה.

**

     בשנת 1913 אסטרונום צעיר במצפה הכוכבים באריזונה החליט לחקור כתם אור מסתורי בשמים. האיש, ווסטו סליפר, גילה כי מדובר בגלקסיה בלתי מוכרת. הוא כינה אותה 'אנדרומדה'. בהמשך אותה שנה גילה סליפר כי הגלקסיה החדשה מתרחקת מכדור הארץ במהירות של למעלה ממיליון ק"מ לשעה. בדיקה של כמה גלקסיות הסמוכות לאנדרומדה העלתה ממצא מפתיע עוד יותר: מסתבר שכולן מתרחקות מכדור הארץ במהירויות מופלגות.

סליפר הקדיש את שנותיו הבאות לחקר התופעה המתמיהה. עד שנת 1925 עלה בידו לתעד לא פחות מ-42 גלקסיות שונות שכולן מתרחקות מאיתנו במהירות גבוהה. סליפר לא הצליח למצוא הסבר הגיוני לתופעה.

וסטו סליפר. גילה תעלומה

תיאוריה מרגיזה

      בינתיים, בגרמניה, אלברט איינשטיין גיבש את תורת היחסות הכללית שלו. בשנת 1916 התפרסמו העותקים הראשונים של התאוריה. העולם המדעי יצא מגדרו מרוב התפעלות אך מתמטיקאי דני בשם ווילם דה סיטר הבחין בבעיה. "התאוריה שלך," כתב במכתב ששיגר לאיינשטיין בשנת 1917, "תפעל אך ורק אם נניח שהיקום נמצא בתהליך התפשטות שבו כל החלקים המרכיבים אותו מתרחקים האחד מהשני".

בשנת 1922 המתמטיקאי הסובייטי אלכסנדר פרידמן הגיע לאותה מסקנה ממש. אם איינשטיין צודק, טען פרידמן, אזי היקום אמור להתרחב בכל הכיוונים.

בגלל פרוץ מלחמת העולם הראשונה לא דה סיטר (בדנמרק), ולא פרידמן (ברוסיה), ידעו שווסטו סליפר הצעיר (בארה"ב) כבר זיהה עשרות גלקסיות שעושות בדיוק את הדבר הזה.

המלחמה הסתיימה והמדענים השונים שיתפו את איינשטיין בתגליותיהם. אלא שאיינשטיין הסתייג מהרעיון שהיקום מתרחב, בעיקר מסיבות פילוסופיות. הוא אפילו הוסיף למשוואות שלו קבוע מיותר לגמרי, "הקבוע הקוסמולוגי" שלו, שתכליתו הייתה למנוע את הצורך בהתפשטות היקום. איינשטיין היה מודע למשמעויות התיאולוגיות של יקום מתפשט. במכתב לידיד הוא כתב: "עדיין לא נפלתי לידי כהני הדת". במכתב לדה-סיטר כתב: "הרעיון של יקום מתפשט מרגיז אותי".

איינשטיין בטרם נפל לידי כהני הדת

שלושה מודלים

לאיינשטיין היו סיבות טובות להתרגז. עד זמנו היו בנמצא שלושה תיאורים אפשריים של התפתחות היקום.

• יקום יציב. יקום כזה עשוי היה להיברא בנקודת זמן כלשהי בעבר, אך יתכן גם שהיה קיים לנצח.
• יקום מתנודד. יקום כזה עשוי אף הוא להתקיים לצמיתות תוך שהוא חווה תהליך מחזורי של התפשטות והתכווצות.
• יקום מתפשט. יקום כזה נמצא במגמה של התרחבות מתמדת.

המודל השלישי מעורר שאלות טורדניות.  אם היקום נמצא במגמת התפשטות משמעות הדבר שבעבר הוא היה מכווץ יותר מאשר בהווה. אם מריצים את התהליך הזה מספיק זמן לאחור מגיעים בסופו של דבר לנקודת זמן שבה היקום כולו מתכווץ לגודל קטן במידה אינסופית. חוק שימור החומר והאנרגיה קובע כי יצירה יש מאין איננה אפשרית מבחינה פיזיקלית. אולם אם לוקחים את מודל היקום המתפשט ברצינות אין מנוס מהמסקנה האבסורדית שהיקום כולו צץ בנקודת זמן מסוימת יש מאין. הפרה בוטה מזו של חוק השימור אי אפשר להעלות על הדעת. משום כך הקונצנזוס המדעי בזמנו של איינשטיין (ובמשך שנים רבות לאחר מכן) הסתייג בחריפות ממודל זה.

ובכל זאת הראיות המשיכו להצטבר. בשנת 1925 פרסם האסטרונום אדווין הובל את ממצאי סקר מקיף שערך על כל הגלקסיות הקיימות עד למרחק של מאה מיליון שנות אור מכדה"א. כולן, כך דיווח, מתרחקות מאיתנו. בתגובה הודה איינשטיין כי הקבוע הקוסמולוגי שהמציא היה הטעות המדעית החמורה ביותר שעשה בימי חייו.

כעבור חמש שנים, ב-1930, כומר ואסטרונום בלגי בשם ג'ורג' למטייר, פרסם את תיאוריות האטום הקדמון. לפי הצעתו, היקום הקדמון היה כלול בתוך מעין "אטום" דחוס במידה אינסופית שלפתע התפוצץ ויצר את היקום הנראה לנו.

בתחילת שנות החמישים האסטרונום פרד הויל הדביק לתיאוריה של למטייר את הכינוי הלעגני "המפץ הגדול". הוא עצמו המשיך לדבוק בתיאורית המצב היציב המסבירה את התרחקות הגלקסיות על ידי בריאה מתמדת של אטומי מימן חדשים מתוך החלל עצמו. היתרון בתיאורית המצב היציב שהיא לא כללה נקודת התחלה אוניברסלית ליקום ומשום כך הייתה פטורה משאלות טורדניות כגון מה התחיל את הבריאה ומה קדם לה. בשנת 1956 בסקר שנערך בקרב קוסמולוגים בארה"ב נמצא שהרוב המכריע עדיין תומך במודל המצב היציב.

השלכות תיאולוגיות

אולם בשנת 1965 באה תגלית שהכריע את הכף באופן מכריע לטובת המפץ הגדול.

באותה שנה גילו שני פיזיקאים, ארנו פנזיאס ורוברט ווילסון, את קרינת הרקע הקוסמית. שנים רבות קודם לכן פרסמו פיזיקאים תחזית ולפיה אם תיאורית המפץ הגדול צודקת אזי הקרינה האדירה שליוותה את בריאת היקום אמורה להיקלט בימינו בתדר אלקטרומגנטי המקביל לטמפרטורה של 3 מעלות מעל לאפס המוחלט. כאשר קרינה בדיוק בתדר הזה התגלתה בידי פנזיאס ווליסון ננעץ המסמר האחרון במודל המצב היציב. מהפכת המפץ הגדול סחפה את הקהילייה המדעית כולה.

שלוש ראיות עיקריות מאששות את המפץ הגדול: (א) התרחקות הגלקסיות (כפי שנמדד ע"י הסט דופלר); (ב) קרינת הרקע בתדר המיקרוגל (תדר 3 קלווין); (ג) והתפלגות היסודות ביקום התואם את הצפוי ע"פ מודל המפץ הגדול (75 אחוז מימן, 25 אחוז הליום).

אבל מה באשר להסתייגויות החמורות שהעלו איינשטיין וחבריו למודל המפץ הגדול כבר לפני מאה שנה? מה באשר לבעיית הפרת חוק שימור האנרגיה? האם הסתירה הבוטה בין אופן התחלת היקום לבין אחד החוקים הבסיסיים ביותר בפיזיקה באה על פתרונה?

אז זהו – שלא.

מסתבר שאיינשטיין דווקא צדק. גם במאה ה-21 עדיין אין שום הגיון פיזיקלי במודל המפץ הגדול. ובכל זאת, לפי כל הסימנים, זהו האופן שבו יקומנו יצא לדרכו. דווקא המודל הארכאי והבלתי מדעי המזכיר את הפסוק הראשון בתנ"ך, "בראשית ברא אלוקים", הוא זה שהתגלה כנכון.

לעמוד על הפסגה

למודל המפץ הגדול יש משמעויות תיאולוגיות והוא מהווה עצם התקועה בגרונם של מדענים בעלי נטיות אתאיסטיות. תעיד על כך ההתלהבות הגדולה שקידמה את ספרו האחרון של סטיבן הוקינג  בו טען הקוסמולוג הנודע מקיימברידג' כי עלה בידו להסביר את מקור המפץ הגדול בלי להיזקק להסברים תיאולוגיים. רעיונותיו של הוקינג, כפי שהראו המבקרים, לא הצליחו לספק את הסחורה המובטחת. עם זאת עצם ההתעסקות בשאלה מעידה עד כמה היא מנקרת ביסודותיה של תפיסת העולם המטריאליסטית.

את תחושותיהם של חלק מהמדענים לנוכח התפתחויות אלו ניתן לסכם בדברים שכתב מנהל נאס"א לשעבר רוברט ג'סטרו: "זוהי התפתחות מוזרה מאוד ובלתי צפויה… עבור המדען שחי על פי אמונתו בכוח ההיגיון הסיפור מסתיים כמו חלום רע. הוא טיפס על הרי הבערות; הוא עומד לכבוש את הפסגה הגבוהה ביותר; ואז, כאשר הוא מושך את עצמו מעל הסלע האחרון, מקדמת את פניו חבורה של תיאולוגים שישבו שם כבר דורי דורות…".