המושג רב-יקום הוא תיאוריה שצמחה בתחום הפיזיקה התיאורטית והקוסמולוגיה. במקום להחשיב את היקום שלנו כיחיד ומבודד, הרעיון של הרב-יקום מרמז על קיומם של יקומים מרובים, כל אחד עם חוקים פיזיקליים ותנאים התחלתיים משלו. במילים פשוטות, נוכל לדמיין את משמעות של רב-יקום כסט עצום של בועות או תחומים, כאשר כל בועה מייצגת יקום עצמאי. יקומים אלה מתקיימים במקביל, אך עשויים להיות בעלי תכונות בסיסיות שונות, כגון קבועים פיזיקליים משתנים או אפילו ממדים מרחביים נוספים.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם את המשמעות של רב-יקום, מאפייניו וחשיבותו למדע.
המשמעות של רב-יקום
המושג רב-יקום, כפי שמתואר במספר סרטים, כולל "דוקטור סטריינג' ברב-יקום הטירוף", מעלה את שאלת הסבירות שלו. עד כמה רעיון זה יכול להיחשב מציאותי?
ישנן תיאוריות רבות לגבי המושג רב-יקום. בשנת 1895, הפסיכולוג וויליאם ג'יימס היה הראשון שהשתמש במונח "רב-יקום". מאז, הרעיון התפתח להשערה מדעית עשירה המציעה את קיומם של יקומים רבים, לכל אחד חוקים משלו ותכונות פיזיקליות ייחודיות. למרות קבלתן הרחבה, כל התיאוריות הקשורות לרב-יקום טרם נבדקו על ידי ניסויים ונשארו נושא מרכזי של מחקר מדעי ומחלוקת.
הפיזיקאי יו אוורט הציג את תיאוריית העולמות הרבים בשנות ה-1950, שהפכה לאחת התיאוריות המפורסמות ביותר. התיאוריה מציעה שהיקום מתפצל לשני יקומים מקבילים בכל פעם שמתבצעת מדידה קוונטית. באחד מהיקומים האלה, תוצאת המדידה היא אחת, בעוד ביקום השני, התוצאה הפוכה.
אמנם אין הוכחה ניסיונית לתיאוריה, אבל היא שימשה כדי להאיר כמה מההיבטים היותר מוזרים של פיזיקת הקוונטים, כגון הסתבכות קוונטית ומנהור. על פי תיאוריית האינפלציה הנצחית, היקום חווה תקופה קצרה של התפשטות מהירה, המכונה בדרך כלל אינפלציה, זמן קצר לאחר המפץ הגדול.
התיאוריה מניחה שהתפשטות היקום הייתה מייצרת יקומי בועה רבים, כל אחד עם החוקים והמאפיינים הפיזיקליים הייחודיים שלו. בגיבוי מומחים כמו סטיבן הוקינג, הרעיון של אינפלציה תמידית מציע שהיקום שלנו, במבט בקנה מידה גדול יותר, דומה לפרקטל אינסופי, המורכב ממספר רב של יקומי כיס נפרדים המופרדים על ידי מרחב עצום של מרחב אינפלציוני.
חשיבות תורת המיתרים במשמעות של רב-יקום
תורת המיתרים היא מסגרת תיאורטית של הפיזיקה המנסה ליישב בין שני עמודי התווך של הפיזיקה המודרנית, מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית. היא מניחה שהמרכיבים הבסיסיים של היקום אינם חלקיקים, אלא עצמים חד-ממדיים המכונים מיתרים. מיתרים אלו רוטטים בתדרים שונים, מה שמוליד תכונות שונות של החלקיקים כמו מסה ומטען. למרות שזה נותר רעיון ספקולטיבי ביותר, תורת המיתרים עוררה עניין רב בקרב פיזיקאים והציבור הרחב בשל הפוטנציאל שלה לספק הסבר מאוחד של היקום ברמה הבסיסית ביותר שלו.
הרעיון של תורת המיתרים מניח שחלקיקים תת-אטומיים, כולל קווארקים ואלקטרונים, אינם נקודות זעירות ויחידות, אלא מיתרים זעירים מתנודדים. חבלים אלו קטנים משמעותית מכל מה שהיה ניתן לזיהוי עד לנקודה זו.
תורת המיתרים מציעה אפשרות לממדים נוספים בנוסף לשלושת המימדים המרחביים וממד זמני אחד שאנו רואים בחיי היום יום שלנו. את הממדים הנוספים הללו ניתן לדחוס או לגלגל עד לקשקשים זעירים, מה שהופך אותם לבלתי נראים לעין בלתי מזוינת. למרות זאת, עדיין יש להם השפעה על איכויות החלקיקים ועל הכוחות הפועלים עליהם.
התיאוריה מניחה שיש בדיוק 11 מימדים. לפי תיאוריה זו, כוח הכבידה מקיים אינטראקציה עם ממברנות הקיימות בטווח של ממדים, במיוחד בין 2 ל-5 מימדים.
המשמעות של רעיון זה היא שייתכן שיש מספר לא ידוע של יקומים מקבילים, שלכל אחד מהם דרגות שונות של דמיון ליקום שלנו. חלק מהיקומים הללו עשויים להיות שונים במובנים קטנים, בעוד שאחרים עשויים להתקיים עם עד 4 או 5 ממדים.
קיום של בריינים
הקהילה המדעית מתייחסת למישורי הקיום האלטרנטיביים הללו כאל "ברנז" או "ממברנות". תיאוריה זו מספקת גם הסבר לכוח הכבידה הנמוך יחסית. הגרביטון, אשר זהו המדיום שדרכו פועל כוח הכבידה, הוא יכול לעבור רק בין הברינים. כתוצאה מכך, עוצמת הכבידה פוחתת ככל שהוא עובר דרכו, מה שמוביל לכוח הכבידה החלש שנצפה.
כמה תיאורטיקנים הציעו את הרעיון שחורים שחורים משמשים שערים ליקום אלטרנטיבי. למרות שהרעיון שנוי במחלוקת, הוא מצביע על כך שתופעות אסטרונומיות אלו עלולות להוביל למחוזות שונים לחלוטין.
מומחים הציעו את הרעיון כי חור שחור זה לא רק כוח כבידה שלוכד הכל בתוך המשיכה שלו. הם מציעים שזה אפילו יכול לשמש כשער ליקום או מימד אחר. התפיסה מציעה שכאשר החומר מתקרב לאופק האירועים של חור שחור, הוא מתפצל לשני מרכיבים ברורים: אחד שצולל לתוך החור השחור ואחר שנשאר מעבר לו.
חומר שנכנס לחור שחור נספג ולא ניתן לצפות בו שוב. עם זאת, החומר שנותר מחוץ לחור השחור לכוד באופק האירועים. לפי השערה זו, חומר זה יכול להיות מועבר ליקום או לממד אחר.
למרות שמושגים אלה הם ספקולטיביים ביותר ולא מעשיים לאימות ניסיוני, הם משמשים לבניית אפיקי מחקר אפשריים. בנוסף, הם מקלים על יצירת סרטים יוצאי דופן כמו "הכל בבת אחת בכל מקום".
אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על משמעות הרב-יקום ומאפייניו.