תמונה: Wikipedia Fotolia
הכול התחיל ברגע אחד בודד. לפניו – כמעט ולא היה מאום – לא חומר, לא זמן ואפילו לא מרחב. גם לא אורות וצלילים. עד שב"מפץ הגדול", בערך לפני 13.8 מיליארד שנה, נקודה זעירה, דחוסה ולוהטת במידה אין-סופית החלה לפתע להתפזר במהירות מדהימה לכל עבר. המפץ הזה הוביל להיווצרותו של כל העושר שאנחנו מכירים ביקום סביבנו. זו לפחות התיאוריה המקובלת בחמשת העשורים האחרונים. כל כך מקובלת שכל התיאוריות הקיימות כיום בהקשר של התפתחות החומר, הגלקסיות ומבנה היקום מתבססות על התיאוריה היפה והפשוטה הזו.
אולי קיימת מחזוריות אין סופית של יקומים המופיעים בזה אחר זה. כשיקום כלשהו מגיע לקיצו באחרית ימיו מתפתח משרידיו יקום חדש וצעיר
אבל מספר קבוצות חוקרים מהשנים האחרונות טוענות שזה אינו בהכרח המצב – שלא הכול התחיל באותו מפץ, ושכדאי שננסה להבין את מה שקדם לו. כיוון שהבנות כאלו יציעו לנו רעיונות מפתיעים על היקום שלנו, על המבנה שלו ועל ההיסטוריה.
לחקור את מה שקדם ללידת היקום אינו פשוט. כפי שהסבירו החל מאמצע המאה הקודמת פיזיקאים מובילים כמו פרופ' סיר רוג'ר פנרוז מאוניברסיטת אוקספורד שבבריטניה ופרופ' סטיבן הוקינג מאוניברסיטת קיימבריג', בהתבסס על תובנות מתורת היחסות הכללית של איינשטיין, בדחיסות האין-סופית של חומר שממנה נוצר המפץ הגדול חוקי הפיזיקה שאנחנו מכירים כיום פשוט קורסים – הם אינם רלוונטיים במצבים קיצוניים שכאלו. לכן מקובל כיום לחשוב שאין לנו שום דרך לשחזר, בעזרת חוקי הפיזיקה המוכרים, את מה שקרה בתחילת המפץ הגדול או לפניו. וזה מטריד. משום שהופעה פתאומית של כמויות אדירות שכאלו של חומר ואנרגיה עומדת בסתירה לחוקי השימור שאנחנו מכירים. אז איך בכל זאת נוכל להבין את מה שקרה שם?
הפיזיקה של הטרום זמן
מספר קבוצות מחקר שונות מציעות בשנים האחרונות דרכים מתמטיות לעקוף את ה"סינגולריות" – אותה מצב דחוס בו קורסים חוקי הפיזיקה המקובלים, בתנאים הקיצונים של המפץ הגדול שעליו דיברו פנרוז והוקינג. אם רק נצליח לעקוף את אותה סינגולריות נוכל להיעזר בחוקי הפיזיקה המוכרים כיום, למשל מתורת היחסות הכללית וממכניקת הקוונטים, כדי להבין מה קרה לפני המפץ הגדול ומה הוביל להתרחשותו.
אחת מהקבוצות האלו, בהובלת פרופ' סאוריה דאס מאוניברסיטת לת'ברידג' שבקנדה, הציעה (Physics Letters B , 2015) להסתכל על העניינים מנקודת מבט קוונטית, במקום באמצעות החישובים היחסותיים המקובלים מתורת איינשטיין. כך היא הצליחה לעקוף את הסינגולריות ולבחון מתמטית את התהליכים שקדמו למפץ הגדול. המסקנה הייתה שלפני המפץ הגדול היה כאן יקום קודם שהלך והתכווץ, עד שבשלב מסוים החל להתפשט שוב ליקום שאנחנו מכירים כיום, אבל בלי הדרמטיות שנוטים לייחס למפץ הגדול.
דמותו של האל הרומי יאנוס, אל השערים וההתחלות בעל שתי הפנים | תמונה: Fubar Obfusco/CC-PD-Mark Public domain
ממש לאחרונה קבוצה נוספת, בהובלת ד"ר דיוויד סלואן מאוניברסיטת אוקספורד, טוענת (Physics Letters B, 2018) שהצליחה לעקוף בדרך אחרת את הסינגולריות והגיעה גם היא למסקנה דומה. היא מדמה את השלב של "המפץ הגדול" לדמותו של האל יאנוס, אל השערים וההתחלות במיתולוגיה הרומית. יאנוס מתואר כבעל שתי פנים – האחת פונה לעתיד והשנייה אל העבר. החוקרים מסבירים במאמרם כי המפץ הגדול, אותו הם מתארים כ"נקודת יאנוס", בעצם מתאפיין בסימטריה בזמן, כלומר הזמן שלפני המפץ הגדול סימטרי לזמן שלאחריו, ושלסינגולריות הדרמטית המקובלת אין משמעות פיזיקלית ממשית.
מספר קבוצות חוקרים לקחו את הרעיון הזה עוד כמה צעדים קדימה, ואפילו בכמה כיוונים מסקרנים שונים. למשל, אולי בכלל במקביל ליקום שאנחנו מכירים, בו הזמן זורם מהעבר אל העתיד, התפתח גם "יקום ראי", סימטרי בזמן, בו הזמן זורם מהעתיד אל העבר? ד"ר וויליאם ברבור הבריטי ושותפיו הציעו (Physical Review Letters, 2014) שכתוצאה מהמפץ הגדול התפתחו שני יקומים שונים. אחד, זה שלנו, לכיוון העתיד והשני, מהמפץ הגדול אל העבר. כלומר שני היקומים האלו מתנהגים בצורה דומה למדי, אך הזמנים שלהם הפוכים.
ומה זה אומר לחיות ביקום ראי? ד"ר ברבור טוען בספרו (The End of Time, 1999) כי הזמן כפי שאנחנו חווים אותו, שבהכרח זורם מהעבר על העתיד, הוא רק אשליה שהרי חוקי הפיזיקה סימטריים ברובם ולא מבחינים בכיוון זרימת הזמן. ההבדל המרכזי בין שני היקומים הוא שביקום ראי כמו זה שמציעים החוקרים, נגלה עולם בו לכאורה מידת חוסר הסדר רק הולכת ופוחתת ככל שמתקדמים לעתיד, עד שבסופו של דבר חוזרים לרמת הסדר המרבית בראשיתו של המפץ הגדול.
מבחינת החוויה האישית של תושבי יקום ראי שכזה, היא לא תהיה שונה בהרבה מזו שלנו. מכיוון שהזמן שלהם זורם בכיוון ההפוך, מהעתיד אל העבר, הם עצמם ירגישו כיצד הם מזדקנים עם חלוף הזמן (אל העבר שלנו) וכיצד, כמו בעולם שלנו, גם אצלם אי הסדר רק הולך וגדל.
חוקי הפיזיקה ביקום ראי שכזה יהיו זהים לאלו שלנו, כך שכפי הנראה יתפתחו בו גלקסיות בדומה לאלו שביקום שלנו. מהיבט אחר, האירועים שיתרחשו ביקום ראי שכזה עשויים להיות שונים מאלו שהופיעו כאן ביקום שלנו, כי לא בהכרח אנשים יגיבו ויפעלו כמו ביקום שלנו. כלומר, יקום כזה לא יהווה ראי מושלם להתרחשויות המוכרות לנו מהיקום שלנו – מהלך האירועים שם עשוי להתפתח בצורה שונה לחלוטין.
כיוון מסקרן נוסף שהציעו חוקרים אחרים מתאר את הזמן כמחזוריות אין סופית של יקומים המופיעים בזה אחר זה. כשיקום כלשהו מגיע לקיצו באחרית ימיו מתפתח משרידיו יקום חדש וצעיר. וגם הוא, בערוב ימיו, יפנה את מקומו לתחילתו של יקום אחר, צעיר ורענן. פרופ' רוג'ר פנרוז למשל מציע בספרו Cycles of Time"(2010)" , מחזוריות אין-סופית כזו של יקומים המופיעים בזה אחר זה.