מבוא
ליקום שלנו יש התחלה. ויום אחד, גם לזה יהיה סוף - אבל איזה? האם ככל שהקוסמוס מתרחב והכוכבים והגלקסיות יתעממו, האם לאט לאט הכל יהפוך קר יותר ומבודד יותר? האם האנרגיה האפלה שמאיצה את התפשטות היקום יכולה בסופו של דבר לפרק את המרחב בזמן? האם יתכן שהעולם שלנו ושאר היקום יפסיקו יום אחד להתקיים ללא אזהרה? בפרק זה, סטיבן סטרוגאץ דן עם הגמר הגדול האולטימטיבי קייטי מאק, קוסמולוגית תיאורטית במכון היקפי לפיזיקה תיאורטית בווטרלו, קנדה. מאק הוא גם המחבר של הסוף של הכל (מבחינה אסטרופיזית), שפורסם באוגוסט 2020, שבו היא תיארה את חמשת התרחישים שמדענים זיהו עבורם איך היקום עלול להסתיים.
תקשיב Apple Podcasts, Spotify, Google Podcasts, Stitcher, לכונן או אפליקציית הפודקאסט המועדפת עליך, או שאתה יכול להזרים את זה Quanta.
תמליל
סטיבן סטרוגאץ (00:03): אני סטיב סטרוגאץ, וזהו השמחה של למה, פודקאסט מ מגזין Quanta זה לוקח אותך לכמה מהשאלות הגדולות ביותר ללא מענה במתמטיקה ובמדעים כיום. בפרק הזה, אנחנו הולכים לשאול, איך הכל יסתיים?
(00:18) דמיינו שאתם הולכים יום אחד בעיר. אתה טווה פנימה והחוצה מהולכי רגל אחרים שהולכים על המדרכה. אתה שומע מכוניות צופרות, שיחות שקטות מחלחלות מבתי קפה בקרבת מקום. זהו העולם היומיומי שלנו כפי שאנו מכירים אותו. אבל מה יקרה אם יום אחד העולם הזה פשוט יתפוצץ ויפסיק להתקיים? איך זה היה אם הכל יגמר פתאום? אנחנו כן יודעים שלכוכבים, כולל השמש שלנו, יש תוחלת חיים מוגבלת. הם יישרפו מתישהו, גם אם זה לא בחיינו. אבל מה עם הגלקסיה שלנו? או היקום כולו? איך יהיה הסוף של הכל? ואיך זה יכול לקרות?
(01:00) זה לא היסוד של סרט גיבורי על. זה סוג הפיזיקה התיאורטית שד"ר קייטי מאק חושבת עליה הרבה. ד"ר מאק הוא קוסמולוגי תיאורטי במכון היקפי לפיזיקה תיאורטית בווטרלו, קנדה, כשעה מחוץ לטורונטו. היא הקתדרה של סטיבן הוקינג לקוסמולוגיה ומחקר תקשורת מדע, שם אחת המטרות שלה היא להפוך את הפיזיקה לנגישה יותר לציבור. ד"ר מאק הוא גם מחבר הספר שהתקבל היטב, הסוף של הכל (מבחינה אסטרופיזית), שפורסם באוגוסט 2020. הוא מפרט את חמש התיאוריות העיקריות של האופן שבו מדענים חושבים שהיקום יסתיים. קייטי, תודה שהצטרפת אלינו היום.
קייטי מאק (01:47): תודה רבה שהזמנת אותי.
סטרוגאץ (01:48): זה פינוק אמיתי עבורנו. אפשר להתחיל עם שאלה אישית? מה משך אותך לנושא הזה - לחשוב על סוף היקום? למה, למה זה תופס אותך?
מאק (01:56): אתה יודע, אני חושב שזה רק חלק מהסקרנות הכללית שלי לגבי הקוסמוס. גדלתי וחשבתי הרבה על תחילת היקום, על המפץ הגדול. אתה יודע, כל השאלות הגדולות האלה על מאיפה אנחנו באים. ובשלב מסוים, דרך לימודיי בקוסמולוגיה, המשכתי להיתקל בשאלה הזו של הסוף. אז אני זוכר שקראתי על הקרע הגדול - אחת מהאפשרויות האלה שבהן היקום מתפרק - כשהייתי בתיכון, ופשוט הוקסמתי מהרעיון שהיקום יכול להסתיים בצורה באמת אלימה זו. ואז, כשהמשכתי לערוך מחקר בקוסמולוגיה, נתקלתי בריקבון ואקום - אתה יודע, סוג כזה של סוף פתאומי של היקום - ופשוט הוקסמתי מהרעיון שהיקום יכול למצמץ מחוץ לקיומו ללא סיבה כנראה. .
(02:46) וכל הנושאים האלה פשוט המשיכו לעלות בקריאה שעשיתי בעבודה המקצועית שלי. ורק רציתי לחקור את זה עוד קצת. ורציתי לספר את הסיפור הזה שלדעתי לא מסופר לעתים קרובות בסוג של שיח ציבורי על קוסמולוגיה. מדברים הרבה על ההתחלה, על המפץ הגדול, אבל מעט מאוד על הסוף.
(03:05) ואני חושב שזהו, זה פשוט משהו שתמיד היה מרתק אותי בכל פעם שנתקלתי בו. רק לראות את הדיונים על איך אפשר להשלים את האבולוציה האולטימטיבית של היקום שלנו ומה זה אומר על מה שקורה עכשיו. על מבנה הקוסמוס, על הפורמט הכולל של הקיום. זו שאלה מרתקת בעיני.
סטרוגאץ (03:27): כן, אני מתכוון, זה - אני חושב שזה די טבעי לתהות לגביו. אני חושב שרובנו שיש להם עניין מסוים במדע או סתם שאלות גדולות על החיים תוהים לגבי זה.
(03:38) הנה אחד שלדעתי כנראה צריך להתחיל איתו: מוות החום, התרחיש שאנו קוראים לו מוות החום של היקום, שקיים כבר הרבה זמן. ספר לנו על זה, כי אני מבין שאתה חושב שזה עשוי להיות הסביר ביותר.
מאק (03:50): כן, אז מוות החום הוא זה שנחשב למקובל ביותר בפיזיקה. זה נקרא לפעמים ההקפאה הגדולה, בדיבור. הרעיון מאחורי מוות החום הוא שאנחנו יודעים שהיקום מתרחב, ואנחנו יודעים שההתפשטות מואצת. אז הגלקסיות שנמצאות בחוץ ביקום הרחוק, הן מתרחקות מאיתנו. הם מתרחקים זה מזה. וההרחבה הזו נמשכת, והיא הולכת ונעשית מהירה יותר עם הזמן. אנחנו לא יודעים למה זה מואץ - אני רק אציין את זה. כרגע, זה נובע ממשהו שאנו מכנים אנרגיה אפלה. אנחנו לא יודעים מהי אנרגיה אפלה, אבל זה משהו שכן גורם ליקום להתרחב מהר יותר.
(04:23) הרעיונות שלנו לגבי אנרגיה אפלה כוללים את האפשרות שאנרגיה אפלה היא רק סוג של תכונה של היקום שנקרא קבוע קוסמולוגי, שבו לכל פיסת חלל יש סוג של מתיחה פשוט מובנית בתוכו. וככל שיש לנו יותר מקום, ככל שהיקום מתרחב, יש לנו גם יותר מתיחה, כי יש לנו יותר מהאנרגיה האפלה הזו, יותר מהקבוע הקוסמולוגי הזה. וכך היקום פשוט ממשיך להתרחב ולהתרחב ולהתרחב.
(04:48) ואם זה המקרה, אם זה באמת מה שהולך לקרות, אז מה שתקבל הוא שכל גלקסיה או כל צביר של גלקסיות מתבודדים יותר ויותר מכל האחרים, והיקום נהיה יותר ויותר. ויותר ריק, יותר ויותר מפוזר, קר יותר עם הזמן. כי, אתה יודע, אנחנו יודעים שבהתחלה, היקום היה מאוד חם וצפוף. מאז הוא מתרחב. זה מתקרר, זה נהיה יותר מפוזר. אז זה ממשיך עד אין סוף. ובזמן שזה קורה, אם אתה נמצא בגלקסיה שמבודדת פתאום בגלל שכל הגלקסיות האחרות כל כך רחוקות, אז אין אינטראקציות, אין גלקסיות שנכנסות ומביאות גז חדש ליצירת כוכבים חדשים. אתה כגלקסיה סוג של שורף את כל הכוכבים שיש לך. אתה שורף דרך כל המימן, אז אתה לא יכול ליצור כוכבים חדשים. הכוכבים מתים ונשרפים ומחשכים.
(05:36) יש חבורה של חורים שחורים. בסופו של דבר, אם תשאירו חור שחור לבדו מספיק זמן, הוא סוג של הקרין את האנרגיה שלו - החורים השחורים מתאדים, הכל מתפרק לאנרגיה הפרועה הזו. אז כל מה שהיה בגלקסיה הזו קורן משם. העניין מתכלה ומתפרק. והייתה לך בדיוק האנרגיה המופרעת הזו, רק סוג של חום הפסולת, אם אתה חושב על כך, של כל הדברים שהיו קיימים.
(06:01) וכשאתה מגיע לשלב שבו הכל מתכלה, אתה מגיע למה שנקרא אנטרופיה מקסימלית. אז החוק השני של התרמודינמיקה אומר לנו שהאנטרופיה או ההפרעה גוברים אל העתיד. ואתה יודע, מאותה סיבה אתה לא יכול לקבל מכונת תנועה מתמדת, כי אם תנסה לגרום למשהו להסתובב לנצח, הוא יתפרק, הוא יאבד קצת אנרגיה לחיכוך וחום, וזה' יתפרק. באופן דומה, ביקום, הכל סוג של מתכלה לתוך הפסולת החום הזה. ומשום כך קוראים לזה מוות החום. זה שיש לך הכל כדי להתפרק לאנרגיה מופרעת, ואתה מגיע למצב האנטרופיה המקסימלי הזה שבו לא יכול לקרות יותר אי סדר, שבו הכל פשוט חסר משמעות לחלוטין. בעיקרו של דבר, זה חסר מבנה לחלוטין.
(06:49) זה מוות החום האולטימטיבי של היקום. ואנשים כן חושבים על זה כדרך מדכאת ללכת, כי בסופו של דבר הכל קר וחשוך וריק ומבודד, ופשוט מתכלה לנצח.
סטרוגאץ (07:03): אני מבין למה אתה נותן לזה את השם Big Freeze, כי מוות מחום גורם לזה להישמע כאילו זה הולך להיות חם. בעוד שאם אני שומע אותך נכון, זה יהיה די פושר או גרוע מזה.
מאק (07:11): בדיוק. כֵּן. ובמקרה הזה, "חום" הוא סוג של המובן הטכני, הפיזיקלי של המילה שבו סוג של בזבוז חום זה של כל הבריאה.
(07:19) אבל הצד החיובי הוא שלוקח הרבה זמן עד שזה יקרה. אז זה יעבור רק בעוד כ-100 מיליארד שנים מהיום עד שלא נוכל לראות גלקסיות אחרות, כי הן רחוקות מדי ומתרחקות מהר מדי. אז אתה יודע, ושכמה מהכוכבים הכי פחות מסיביים בגלקסיה שלנו יכולים להחזיק מעמד טריליון שנים בערך. אז יש לנו קצת זמן עד שיהיה קר וחשוך וריק ביקום שלנו, אם אנחנו הולכים בדרך הזו.
סטרוגאץ (07:41): הריקנות היא עוד היבט מעניין של זה, בגלל מתיחה של החלל. זה לא רק שהוא ממש תפל, הומוגני ולא מסודר, אלא שהוא גם מאוד בודד. כאילו הכל כל כך מפוזר בנפרד מכל השאר.
מאק (07:56): נכון. והיבט ממש מעניין של זה הוא שתגיעו לנקודה מסוימת שבה לא יהיו לנו הוכחות לכך שגלקסיות אחרות בכלל קיימות. לא תהיה שום עדות תצפיתית ישירה לכך שהמפץ הגדול התרחש, כי לא נוכל לראות את היקום המתרחב הזה. ולא נוכל לומר, "ובכן, אם היקום הולך וגדל עכשיו, הוא בטח היה קטן יותר בעבר." לא נוכל לראות את סוג האור שנותר מהמפץ הגדול, רקע המיקרוגל הקוסמי, שמאפשר לנו לחקור את היקום המוקדם מאוד. זה לא יהיה רק יקום קר וחשוך וריק, זה יהיה יקום שבו יש מעט מאוד מה ללמוד, כי לא נוכל לראות דברים מעבר לסביבתנו המיידית.
סטרוגאץ (08:34): אני מניח שבמקרה שמישהו יתבלבל - אני לא חושב שמישהו יהיה - ההתייחסות ל"אנחנו", אתה לא באמת מתכוון לזה, נכון? אנחנו לא כאן, אנחנו לא בסביבה כדי לראות שום דבר בשלב זה. גם אנחנו מפורקים.
מאק (08:45): איננו מזמן. כלומר, השמש תהפוך בשלב מסוים כל כך בהירה שהיא תרתח מהאוקיינוסים של כדור הארץ. וזה ייקח רק כמיליארד שנים. אז יש לנו, אתם יודעים, בין חצי מיליארד למיליארד שנים לפני שכדור הארץ יהיה בלתי ניתן למגורים לחלוטין. אז כן, זה כבר מזמן. מה שיבוא אחרינו, או אם נצליח ליצור מכונות אינטליגנטיות קטנות שיכולות לשאת את התודעה שלנו או, או אם נתפשט אל הכוכבים ואתה יודע, לחיות במקומות אחרים ולנצל את מעט האנרגיה שנותרה באלה. כוכבים גוססים. בשלב מסוים, אתה יודע, יהיה, ייגמר לנו מה לעשות כי לא תהיה מספיק אנרגיה מרוכזת בצורה הנכונה כדי להשתמש בה.
סטרוגאץ (09:26): בואו נעמיד פנים שאנחנו מאמינים בזה החלל והזמן מוכמתים כאילו, א-לה כבידה קוונטית לתוך דברים בקנה מידה של אורך פלאנק. אם יש רק מספר סופי של חבילות חלל וזמן, מספר גדול אבל מספר סופי, אפילו בתרחיש של מוות בחום, האם לא תהיה הישנות שבה כל מצב בסופו של דבר - כלומר, בטווחי זמן ארוכים באמת - חזור? זה לא יהיה הסוף, גם אחרי המוות החום.
מאק (09:54): אני כן מדבר על זה בספר בפרק המוות בחום, הרעיון של הישנות נצחית. כן, אז יש דרך אחת להסתכל על המוות בחום שבו אתה נמצא במצב מוות חום נצחי זה שבו האנטרופיה מוגברת. אבל אפילו במצב אנטרופיה מקסימלי, יכולות להיות לך תנודות אקראיות שבהן משהו יכול להתאחד. והיו חישובים מעניינים שבהם אתה יכול לחשב, בהתבסס על יקום מופרע לחלוטין, כמה זמן ייקח לפסנתר כנף להרכיב את עצמו באקראי באמצע היקום, בדיוק באמצע הריק.
(10:29): וזה מספר ממש ממש גדול, נכון? אבל אם יש לך את המצב הנצחי הזה באמת, אז זה יקרה. זה יקרה אינסוף פעמים בטווח זמן חוזר. ואתם יכולים להרחיב את זה ולהגיד, ובכן, אם פסנתר כנף יכול להרכיב את עצמו, כך גם כדור הארץ יכול, כך גם הגלקסיה, כך גם כל מצב שהיה אי פעם קיים ביקום. אז כשאתה מגיע לנקודה הזו, אתה יכול לומר, ובכן, הרגע הזה, כרגע, ההתפלגות הספציפית של אטומים ומולקולות ביקום כרגע, בנקודה זו, זה חייב להיות אפשרי שזה יקרה שוב - במציאות , טווח זמן ארוך מאוד, אבל זה חייב להיות אפשרי שזה יחזור על עצמו. ואז היקום פשוט יתפתח לקראת המוות שוב, מנקודה זו.
(11:13) וכך מגיעים לרעיון הזה שבו כל רגע שאי פעם קרה בהיסטוריה של היקום יכול לקרות שוב, מספר אינסופי של פעמים. וזה רעיון ממש מכופף. כעת, יש ויכוחים על כך בספרות, האם זה חישוב הגיוני או לא. אבל זה די מחזיר - יש תרחיש סיוט שניצה כתב שהתבסס על הרעיון הזה. שאתה, אתה חי את אותו הרגע שוב ושוב לנצח. וזה לא יהיה נורא? ואתה יודע, אולי זה אפשרי פיזית, אולי זה דבר שיכול לקרות. הספרות קצת הולכת הלוך ושוב בשאלה אם אתה צריך לחשוב על זה בצורה כזו או לא. אבל זה מעניין. וזה גם מתחבר לאפשרות הזו, בואו -. אם, אם פסנתר כנף יכול להרכיב את עצמו ביקום, אז יכול מוח בודד שחושב שהוא חווה את כל היקום? זה נקרא השערת המוח של בולצמן.
סטרוגאץ: אה, שמעתי על זה. לא ידעתי מה זה. בסדר מגניב.
מאק (12:12): אז אולי במקום שהכל קיים, יש מוח שברגע זה חושב שהוא מנהל את השיחה הזו וחי חיים שלמים ביקום בן 13.8 מיליארד שנים. ואז בשלב מסוים, המוח הזה פשוט הולך למצמץ מחוץ לקיומו, שוב, כי זה היה אוסף אקראי של חלקיקים ביקום ריק של מוות שלאחר חום.
סטרוגאץ: בסדר…
מאק (12:33): אז אתה יכול לעשות גם את החישוב הזה. ואם אתה עושה את החישוב הזה בדרך מסוימת, אתה מגלה שזה הרבה יותר סביר מאשר היקום הקיים בכלל.
סטרוגאץ: אה הא.
מאק (12:42): זה הרבה יותר סביר לייצר מוח בודד שחושב שהוא ביקום מאשר לייצר, אתם יודעים, מפץ גדול חדש ואז קוסמוס ממשי. אבל שוב, יש דרכים שונות לחישוב זה שבהן אתה מקבל תשובות שונות. אז זה עוד חלק מהשאלה, האם זה בכלל הגיוני לעשות את החישובים האלה? ואם אתה עושה את החישוב הזה, אתה מגלה שיש סיכוי גבוה יותר שאנחנו מחשבה אקראית במוח אקראי, שפשוט קיימת בריק. זה לא אומר לך בהכרח, זה התרחיש הסביר של היקום, זה אומר לך שהחישובים האלה אינם שימושיים, ואינם הגיוניים באמת בהקשר של הקוסמוס, ומשהו בהנחות שלנו חייב להיות כבוי. אבל איך מתמודדים עם האפשרות הזו של יקום אינסופי שבו הכל יכול לקרות אינסוף פעמים היא שאלה מעניינת מאוד בקוסמולוגיה כשמגיעים ללוחות הזמנים הממש ממש עצומים האלה.
סטרוגאץ (13:36): בסדר, ובכן, תודה שפינקת אותי בזה. בסדר. אבל אני כן רוצה לוודא שניכנס לחלק מהאחרים האלה.
זה היה תרחיש מס' 1, מוות החום, ההקפאה הגדולה והערת השוליים הנחמדה הזו על הישנות נצחית בטבע - אני לא רוצה להגיד פרדוקסים, אבל, אבל באמת סוגים של שיקולים מאריכים את המוח שזה מביא. לְמַעלָה. בסדר, בוא נעבור למספר 2. מה הקרע הגדול?
מאק (13:58): אז ה-Big Rip הוא רעיון שחוזר לשאלה הזו של אנרגיה אפלה. אנחנו לא יודעים מה זה שגורם ליקום להתרחב מהר יותר. אנחנו קוראים לזה אנרגיה "אפלה" כי אנחנו לא יודעים מהי. אבל יש משהו שמאיץ את התפשטות היקום. עכשיו, אם זה רק קבוע קוסמולוגי, אם זה רק תכונה של הקוסמוס, אז אנחנו יודעים איך זה הולך. אתה יודע, זה מוביל אותנו למוות בחום, שבו כל הגלקסיות מבודדות בצורה מקסימלית, ואז הן מתפוגגות.
(14:23): אבל יש עוד אפשרויות היפותטיות לאנרגיה אפלה. יש כאלה שבמקום להיות רק רקע קבוע בקוסמוס, זה משהו שהוא דינמי. זה משהו שיכול להשתנות עם הזמן. ובאופן ספציפי, אתה יכול לרשום משוואות עבור משהו שבו הוא נעשה חזק יותר עם הזמן. איפה שזה לא יהיה, זה סוג המתיחה המובנית בקוסמוס, זה שדה דינמי, שדה אנרגיה, והוא נעשה חזק יותר עם הזמן. וכדי שזה יתחיל למתוח את היקום מהר יותר ויותר. לא רק גורם להאצה אלא הצטברות בתוך עצמים.
(14:57) אז דבר אחד לגבי קבוע קוסמולוגי. אם קיים קבוע קוסמולוגי, הצפיפות שלו קבועה ביקום. המשמעות היא שאם אתה מצייר כדור סביב אזור מסוים, יש כמות מסוימת של קבוע קוסמולוגי בכדור הזה. ואפילו כשהיקום מתרחב, עדיין יש את אותה כמות בכדור הזה, נכון? הקבוע הקוסמולוגי נשאר זהה. ביקום עם מה שאנו מכנים אנרגיה אפלה "פנטום", כמות האנרגיה האפלה בתוך הכדור הזה תגדל עם הזמן. אם הייתה לך גלקסיה שחיה בכדור הזה, למשל, והגלקסיה הזו קשורה בכבידה והכל סוג של מוחזק יחד על ידי כוח הכבידה, ביקום קבוע קוסמולוגי, זה בסדר. המסלולים לא משתנים. הגלקסיה נשארת כפי שהיא. ביקום עם אנרגיית פנטום אפלה, כמות המתיחה בתוך הכדור הזה מצטברת. האנרגיה האפלה מצטברת והיא יכולה להפריד את הגלקסיה. זה יכול למשוך את הכוכבים מהגלקסיה, זה יכול למשוך כוכבי לכת מהכוכבים, וזה פשוט היה מצטבר ומצטבר בתוך עצמים.
(15:55) אז במקום מצב שבו כל האנרגיה האפלה עושה הוא רק להרחיק דברים רחוקים אחד מהשני, רק סוג של יצירת חלל ריק יותר, זה יהיה למעשה למתוח דברים מבפנים. לעתים קרובות אני אומר לאנשים, כמו, "הו, אתה יודע, היקום מתרחב, מה שקורה הוא שגלקסיות רחוקות מתרחקות. אבל החדר הזה לא מתרחב". ביקום עם אנרגיית פנטום אפלה, החדר הזה יתרחב, בסופו של דבר.
סטרוגאץ: אני רואה.
מאק (16:19): אז מה שזה יעשה זה שהוא יתחיל בהצטברות בהיקפים גדולים באמת. אז זה היה מפרק צבירי גלקסיות ישנים. זה ימשוך את הכוכבים מקצה הגלקסיה. אבל הוא יקבל יותר ויותר עוצמה, כך שהוא יתחיל למשוך כוכבי לכת הרחק מכוכבים, יתחיל לקחת ירחים מכוכבי לכת ולהצטבר בתוך כוכבי לכת ובסופו של דבר יתפוצץ כוכב לכת עצמו. ואז זה קצת נהיה יותר ויותר חזק ככל שהוא יורד למטה ובסופו של דבר אתה קורע מולקולות, קורע אטומים, ובסופו של דבר קורע את היקום עצמו.
סטרוגאץ (16:50): אז זה באמת המצב שמתחת לתמונה הזו שתיארת, זה כאילו היא יורדת דרך סולמות האורך מהגדול למטה לקטן ביותר. זה הולך ברצף הזה?
מאק (17:00): ובכן, מה זה, זה נעשה חזק יותר. אז זה מבטל את הדברים הכבולים החלש ביותר קודם כל, הדברים הגדולים ביותר קשורים בצורה החלשה ביותר. ואז ככל שאתה מגיע לקנה מידה קטן יותר ויותר, אתה מתחיל לאהוב כריכה אטומית, כריכה גרעינית. אז רק כריכות חזקות יותר.
סטרוגאץ: אני רואה. אני רואה.
מאק: זה קצת מצטבר במובן הזה.
סטרוגאץ (17:18): וואו, זה מעניין, דברים קצת נקרעים מבפנים, בניגוד סתם... כאילו, צילמתי עם המוות החום והתרחיש הקבוע הקוסמולוגי, כמעט כמו כשאנחנו מדברים על איך היקום מתרחב, ואנשים אומרים, "ובכן, למה הוא מתרחב?" ואז מישהו אומר, "לא, תמונה מציירת נקודות על פני בלון גומי נמתח," אתה יודע, או ככה. זה סוג של הקבוע הקוסמולוגי. זה נשמע כאילו הנקודות על הבלון מתרחקות זו מזו. אלה שהם, נניח, הגלקסיות שמתרחקות זו מזו. האם יש תמונה שמחליפה את הבלון ל-Big Rip? זה נשמע הרבה יותר אלים.
מאק (17:55): ובכן, כשאני משתמש במטאפורת בלון, אני בדרך כלל אומר, כאילו, דמיינו, כאילו, נמלים קטנות על פני הירח. וככל שהבלון גדל, הנמלים מתרחקות. אבל הנמלים עצמן לא ממש שמים לב לזה. הם סוג של חפצים קטנים משלהם. בתרחיש Big Rip, זה יהיה יותר כמו אם תצייר גלקסיה על הבלון ואז תרחיב את הבלון. אפילו הגלקסיה עצמה הולכת להיות גדולה יותר בתמונה הזו. וכך החפצים עצמם הולכים להיות גדולים יותר. ובשלב מסוים, אתה מגיע לנקודה שבה הבלון עצמו סוג של מתפוצץ. לא יצא לך להבין ככה.
(18:26) יש בעיות עם אנלוגיית הבלון מבחינת הפרטים, אבל זו סוג של תמונה שיכולה להיות לך.
(18:53): עכשיו, עלי לומר שרוב הקוסמולוגים לא חושבים שהקרע הגדול עומד להתרחש. זה שובר כללים מסוימים לגבי תנאי האנרגיה ביקום. אז דברים שלדעתנו צריכים להיות נכונים לגבי האופן שבו אנרגיה נעה בקוסמוס, אנרגיית הפנטום האפלה שוברת את הכללים האלה. ולכן זה כנראה לא בר קיימא כתרחיש. אבל עם זאת, אנחנו לא יכולים לשלול לחלוטין את התצפית, כל מה שאנחנו יכולים לומר הוא שכשאנחנו מסתכלים על איך היקום מתפתח עכשיו, אנחנו יכולים לומר שהקרע הגדול כמעט בוודאות לא יקרה במהלך הבא, נניח , 200 מיליארד שנים. כי אתה אף פעם לא יכול להגיד שזה 100% לא יקרה. אבל בהתבסס על המדידות שלנו, אנחנו יכולים לשים סוג של מגבלה בזמן ואנחנו יכולים לומר שזה כמעט בוודאות לא יקרה בתוך מסגרת זמן מסוימת.
סטרוגאץ (19:15): הא. ובכן, האם עלינו לעבור למספר 3? זה ששמעתי נובע מדברים שלמדנו במאיץ ההדרונים הגדול והמילה ברחוב היא שזה עשוי להיות המועדף עליך, גם אם אתה לא חושב שזה הכי סביר. זה נקרא תיאוריית ריקבון ואקום.
מאק (19:33): כן. אז ריקבון ואקום הוא משהו שלמדתי עליו רק בתקופה שבה מאיץ ההדרונים הגדול גילה את בוזון היגס. והסיבה ששמעתי על זה אז היא בגלל שאנשים התחילו לכתוב מאמרים על ריקבון ואקום בתגובה לגילוי בוזון היגס. כי המאפיינים של בוזון היגס הצביעו על כך שריקבון ואקום עשוי להיות למעשה אפשרות.
(19:56) הרעיון מאחורי זה הוא זה. זה סיפור די טכני, אבל אני אנסה לפשט אותו. אז הרעיון הוא שהדבר המעניין בבוזון היגס הוא לא החלקיק עצמו. זו העובדה שהבוזון של היגס מרמז על קיומו של שדה היגס. כעת שדה היגס הוא מעין שדה אנרגיה שנמצא בכל החלל. ובעצם, מה שמאיץ ההדרונים הגדול עשה היה, הוא די ריגש את שדה האנרגיה הזה, הלהיב חלקיק מתוך שדה האנרגיה הזה והחלקיק היה הדבר שזוהה. אבל זה אומר שיש שדה אנרגיה זה שקיים דרך היקום. ולשדה האנרגיה הזה יש ערך מסוים. ואנחנו קוראים לשדה האנרגיה הזה שדה היגס. ויש סיפור שלם על האופן שבו חלקיקים באינטראקציה עם שדה האנרגיה הזה היא האופן שבו לחלקיקים מסוימים יש מסה. וזה קשור לכל התמונה.
(20:43) אבל מנקודת מבט פיזיקלית, הדבר החשוב בשדה היגס הוא שהיה תהליך שקרה ביקום המאוד מאוד מוקדם שבו שדה היגס השתנה. אז ביקום המאוד מאוד מוקדם לשדה היגס היה ערך שונה. זה כאילו זה שדה שיש לו ערך סוג של כמו במובן שכמו, לטמפרטורה בחדר הזה יש ערך בכל מקום. אתה יכול להגדיר שדה טמפרטורה, ויש לו ערכים שונים, בין אם אתה קרוב לחלון, קרוב לדלת, מה שלא יהיה. שדה היגס יהיה שדה שבו יש לו אותו ערך בכל מקום, אבל זה שדה עם ערך מסוים בכל המרחב. יש לזה קצת אנרגיה שקשורה אליו.
(21:15) עכשיו, מה הערך ששדה היגס לוקח קשור לאופן שבו פיזיקת החלקיקים פועלת ביקום. אז ביקום המוקדם מאוד, שדה היגס היה שונה. החלקיקים קיימו איתו אינטראקציה אחרת, והייתה קבוצה שונה של חלקיקים ביקום. לאף אחד מהם לא הייתה מסה. והיו אינטראקציות שונות ביקום. היה לנו, במקום, אתם יודעים, חשמל ומגנטיות והכוחות הגרעיניים החזקים והחלשים, הייתה לנו מערכת כוחות אחרת. היה מעין שילוב של כוחות שהיה קיים, וחלקיקים שונים היו קיימים ולאף אחד מהם לא הייתה מסה. ואז היה אירוע שנקרא שבירת סימטריה, שבו שדה היגס השתנה, הוא קיבל ערך אחר. וכשזה קרה, זה איפשר את קיומם של כל החלקיקים והדלקים שאנו מבינים כעת ביקום. אז אתה יודע, אלקטרונים וקווארקים, וזה איפשר את קיומו של הכוח האלקטרומגנטי וכוחות גרעיניים חזקים וחלשים. הכל קצת התמקם בסוג הפיזיקה שאנו חווים היום. וזה היה טוב כי זה אומר שיכולנו להיות לנו אטומים ומולקולות ויכולנו להתקיים.
סטרוגאץ (22:16): אני מצטער, הייתי צריך לעצור שם, כי זה נשמע מאוד תנכי. "וזה היה טוב," נכון? זה מה שכתוב, נכון? "ויהי אור. וַיַּרְא ה' כִּי טוֹב."
מאק (22:26): ובכן, אני מתכוון, במקרה הזה, אנחנו מאוד שמחים ששדה היגס השתנה, שהאירוע שובר הסימטריה הזה התרחש בגלל שהוא אפשר לנו להתקיים. כלומר, אתה יכול לדבר על, אתה יודע, אם זה לא היה קורה, לא היינו קיימים כדי לשמוח על זה. יש שם ויכוח שלם. אבל בכל מקרה, זה קרה; עכשיו אנחנו קיימים.
(22:41) הבעיה היא שכאשר בוזון היגס התגלה, מדידות של המסה של שדה היגס, והמוני חלקיקים אחרים, נותנות לנו רמזים לגבי מה ששדה היגס עושה לגבי האופן שבו שדה היגס התפתח. ונראה שהרמזים הללו מצביעים על האפשרות ששדה היגס יכול להשתנות שוב. זה יהיה ממש רע באותו אופן שבו עד הפעם הראשונה השינוי היה טוב. אם זה ישתנה שוב, זה היה משנה אותנו למצב שבו אנחנו לא יכולים להתקיים, שבו החלקיקים שלנו לא מחזיקים יחד. הקבועים של הטבע ישתנו. יהיו כוחות שונים וחלקיקים שונים. זה יעביר אותנו למה שנקרא מצב ואקום אמיתי. אני לא מתכוון ל"וואקום" במובן של, כאילו, שום דבר לא קיים. מצבי ואקום הם מצבים שונים של אופן פעולת הפיזיקה, בעצם. אז אנחנו מדברים על כך שאנחנו במצב ואקום מסוים. יכול להיות מצב ואקום שונה. אז אם לשדה היגס באמת יש את האפשרות הזו להשתנות, אז זה אומר שמצב הוואקום שבו אנחנו נמצאים נקרא הוואקום השקרי. והוואקום האמיתי יהיה מצב הוואקום שהיקום היה מעדיף להיות בו, ששדה היגס יעדיף להיות בו. וזה יהיה שבסופו של דבר, אם תחכה מספיק זמן, שדה היגס ישתנה לזה. ערך אחר, ומעין יתפתח למצב הריק האמיתי.
(24:01) והדרך שבה זה קורה היא סוג של... דרמטי. אז אתה יכול לחשוב על זה כאילו היקום הוא סוג של מטסטביל, כלומר "לא לגמרי יציב" באותו אופן שבו, כמו, אם אתה שם כוס קפה על קצה השולחן, הוא ישב שם, אבל משהו יכול לדפוק זה יורד, וזה יכול ליפול למטה, וזה באמת מעדיף להיות על הרצפה. ואתה יכול לחשוב על שדה היגס שלנו כעל פוטנציאל להיות במצב כזה, שבו כל מה שאתה צריך הוא, כדי להעביר אותו למצב אחר, אתה צריך להפריע לשדה היגס ישירות באותו אופן שבו אתה אתה יכול, אתה יודע, להפיל כוס קפה מהשולחן. או שאתה פשוט צריך להסתמך על הרעיון שכל החלקיקים והשדות האלה מסתמכים על מכניקת הקוונטים, כללי מכניקת הקוונטים, ומכניקת הקוונטים אומרת שלפעמים, לפעמים כוס הקפה שלך עלולה ליפול לרצפה בכל מקרה, נכון? אי הוודאות המכאנית הקוונטית אומרת שמדי פעם, אם תשים חלקיק בצד אחד של קיר, הוא פשוט יופיע בצד השני. זה נקרא מנהור קוונטי. זה דבר שקורה שאנו רואים בקנה מידה תת-אטומי כל הזמן. וזה חל גם על שדה היגס.
(25:03) ולכן יש איזשהו זמן דעיכה הקשור לשדה היגס במצב שבו אם תשאיר את שדה היגס לבדו מספיק זמן, בסופו של דבר חלק אחד משדה היגס הזה איפשהו ביקום יעבור את המנהרה הקוונטית למצב האחר הזה. . וזה אולי לא מהווה בעיה כמצב בקנה מידה תת-אטומי. אבל למרבה הצער, אם חלק אחד של שדה היגס הולך למצב החדש הזה, הולך לוואקום האמיתי, שכל שדה ההיגס סביבו נופל גם הוא לוואקום האמיתי.
סטרוגאץ (24:33): אה, באמת? אז יש איזושהי תגובת שרשרת כאילו היא מציתה את כל העניין.
מאק: בדיוק. בְּדִיוּק.
סטרוגאץ: אני לא יודע אם זו המילה הנכונה. אבל כן.
מאק (25:35): כן, כן, זה היה כאילו, אם הייתה לך שרשרת על השולחן ואתה - וחוליה אחת נפלה מהשולחן, היא הייתה מושכת את כל שאר החוליות למטה כשהיא נופלת. ומשהו כזה יקרה לך. היה לך המפל הזה, שבו ברגע שהאירוע מתרחש בנקודה אחת, הוא מתרחש מסביבו, והוא יצור את הבועה הזו של מצב הוואקום האמיתי שתתפשט ביקום בערך במהירות האור.
סטרוגאץ: אה.
מאק (25:58): זה רע מכמה סיבות. האחת, היא שסוג הקצה של הבועה, לקיר הבועה יש איזושהי אנרגיה הקשורה אליו, כאשר אם קיר הבועה פגע בך, זה ישרוף אותך מיד. כמו כן, אם אתה עובר לתוך הבועה, אתה נמצא במצב הריק האמיתי הזה שבו חוקי הפיזיקה שונים, והחלקיקים שלך לא מחזיקים יחד יותר. ואז יתר על כן, היה חישוב שנעשה בשנות השמונים שהציע שברגע שאתה בתוך מצב הוואקום האמיתי, החלל שם אינו יציב ביסודו מבחינה גרביטציונית. וכך היית קורס מיד לתוך חור שחור.
סטרוגאץ: בנאדם, אתה מקבל את זה מכל כיוון.
מאק (26:34): בדיוק, בדיוק. אז אם זה קורה, אם האירוע הקוונטי הזה מתרחש בנקודה אחת ביקום, אז הבועה הזו מתרחבת בערך במהירות האור ופשוט הורסת את כל מה שיש ביקום. ובגלל שזה קורה, זו הייתה מהירות האור, אתה לא רואה את זה מגיע. כשהאות של זה מגיע אליך, זה כבר מעליך. אבל מצד שני, אתה לא תרגיש את זה כי אתה יודע, הדחפים העצבים שלך לא נעים כל כך מהר, אתה לא באמת שם לב שזה קרה. אבל אתה פשוט תמצמץ מתוך קיום.
סטרוגאץ (27:04): זאת אומרת, מהירות האור הופכת אותו לדבר מעניין, שכן היקום גדול מאוד, אפילו יחסית למהירות האור. אז יכול להיות שזה קורה איפשהו רחוק, במרחק של 13 מיליארד שנות אור, לא?
מאק (27:16): בטח, בטח. זה בהחלט נכון שיש חלקים ביקום שנמשכים מאיתנו מהר יותר ממהירות האור על ידי התפשטות היקום. ולכן אם הבועה מתרחשת באחד מאותם אזורים רחוקים, אז הבועה הזו לא תגיע אלינו. אבל בגלל שזה סוג של אירוע אקראי עם אותו קצב דעיכה בכל מקום, אם בועה מתרחשת ממש רחוק, סביר להניח שהיא תתרחש בקרבת מקום.
סטרוגאץ: אהה. בסדר, נקודה טובה.
מאק (27:40): אז למרבה המזל, זמן הדעיכה שאנו יכולים להעריך מהנתונים הנוכחיים שלנו הוא משהו כמו 10 בחזקת 100 שנים. אז זה לא משהו שאנחנו חושבים שיקרה בקרוב. אם אנחנו כן חושבים שזה הולך לקרות, אז זה יעבור הרבה מאוד זמן מהיום, כמעט בוודאות. אבל בגלל שזהו אירוע קוונטי, ביסודו לא ניתן לצפות אותו בדיוק מתי זה יקרה, באותה הדרך שבה אתה לא יכול לחזות, אתה יודע, מתי אטום מסוים הולך להתפרק בתהליך התפרקות רדיואקטיבי. אתה יכול לתת מעין זמן מחצית חיים רק עבור חלק מהדברים. באופן דומה, עם היקום, אנחנו לא יכולים לומר בוודאות שזה לא יקרה כאן, אתה יודע, בחמש הדקות הקרובות. אנחנו יכולים פשוט לומר, סביר להניח, ביקום הנצפה שלנו, זה לא יקרה ב-10 הקרובים בחזקת 100, או 10 בחזקת 500 שנה.
(28:25) האזהרה הנוספת שיש לזכור היא שהחישובים הללו מבוססים על התייחסות רצינית ביותר למה שאנו יודעים על המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים. והמודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, שהוא סוג ההבנה שלנו לגבי אופן הפעולה של חלקיקים ביקום הזה, הוא, לדעתנו, לא שלם. זה לא כולל חומר אפל; זה לא כולל אנרגיה אפלה. אנחנו די בטוחים שיש בו חורים. ואם באמת הייתה לנו תמונה שלמה יותר של פיזיקת החלקיקים, ייתכן שהיא לא תכלול את האפשרות של ריקבון ואקום בכלל.
סטרוגאץ: בסדר.
מאק (28:58): אז ריקבון ואקום הוא רעיון שמתרחש כשאנחנו סוג של אקסטרפולציה מעבר למה שאנחנו חושבים, אתה יודע, הוא גבול התוקף של התיאוריות שלנו. אבל זו אפשרות מרתקת. הסיבה שאני כל כך נהנה מזה כרעיון היא שזה הקשר המאוד מאוד העמוק הזה בין הסולמות הקטנים ביותר, היקום המאוד מאוד מוקדם והרס של הקוסמוס כולו.
סטרוגאץ (29:21): נחמד. ימין. כלומר, זה, זה מאוד…. פשוט, יש משהו כל כך מהותי במנגנון הזה, שבו כל חוקי הפיזיקה פשוט משתנים עליך בהרף עין. אבל גם איזו תמונה שהרעיון הזה של, קצה בועת הוואקום או איך שלא קראתם לזה מגיע אליכם... איכס.
מאק: כן.
סטרוגאץ (29:42): תיאוריה מס' 4, הגיע הזמן שתיאוריה מס' 4 תעלה למגרש כאן. זה התרחיש המכונה ה-Big Crunch, שבהחלט נשמע אלים ומעניין. מה, מה זה הקראנצ' הגדול?
מאק (29:56): ובכן, הקראנץ' הגדול הוא רעיון שבאמת קיים די הרבה זמן. זה היה הרעיון שהיה מקובל ביותר כסביר בשנות ה-1960. הרעיון מאחורי ה- Big Crunch הוא שראינו שהיקום מתרחב. וישנה השאלה שעלינו לשאול: האם היקום ימשיך להתרחב לנצח? או שהוא יתמוטט מחדש מתישהו? אז אנחנו יודעים שהיקום היה קטן וחם וצפוף ממש בהתחלה. ומאז זה מתרחב. וצריך להיות משחק גומלין כלשהו בין ההתרחבות לכוח המשיכה בכל הסיפור הזה, נכון? אז כאשר הגלקסיות נמשכות זו מזו, על ידי הרחבת החלל, יש להן גם כוח הכבידה שנמשך זו לזו. ולכן קיומו של חומר ביקום צריך רק להאט את ההתפשטות באמצעות העובדה שהכל נמשך אל כל השאר.
(30:41) במהלך השנים, היה ניסיון להבין, האם ההרחבה הולכת לנצח? או שכוח המשיכה ינצח? ועכשיו אנחנו יודעים שסביר מאוד שההרחבה תנצח, כי אנחנו רואים שההרחבה בעצם מואצת, כי האנרגיה האפלה גורמת להאצת ההתרחבות. ולכן אנחנו לא רואים דרך ברורה שבה היקום יכול לעצור ולהתמוטט מחדש. אבל עוד בשנות ה-1960, לא ידענו, ונראה שהנתונים הראשוניים הצביעו על כך שיש יותר כוח משיכה מהתפשטות במובן זה שהיקום יפסיק להתפשט, ובסופו של דבר יתמוטט מחדש.
(31:13) ואני צריך גם לומר, אתה יודע, אנחנו לא חושבים שזה רעיון מועדף עכשיו. אבל בגלל שאנחנו לא יודעים מהי אנרגיה אפלה, אנחנו לא יודעים בוודאות שזה לא משהו שעשוי להתהפך. אתה יודע, אנחנו יודעים שזה גורם להתרחבות עכשיו. אנחנו לא יודעים שזה לא משהו שיכול להשתנות, זה יכול להיות איזה שדה דינמי שבו בשלב מסוים זה יגרום לדחיסה במקום להתרחבות.
(31:34) אז אנחנו לא יודעים בוודאות, אבל אני חושב שזה התרחיש שנראה לי הכי מפחיד, למרות שבמובן מסוים, זה עשוי להיות אחד הסבירים פחות כי נראה שהוא סותר את הנתונים הנוכחיים. הרעיון שהיקום יכול להתחיל לדחוס הכל ממש ממש מרגיז. כי, אתה יודע, כרגע אנחנו רואים את הגלקסיות מתרחקות. אנו רואים את היקום מתקרר ומתרוקן. אם היקום יתחיל להתכווץ, אז מה שהיינו רואים הוא שנוכל לראות את כל הגלקסיות הרחוקות האלה שועטות לעברנו. וגלקסיות היו מתנגשות זו בזו כל הזמן, אבל גלקסיות רחוקות היו באות לקראתנו והיקום היה מאוד מאוד צפוף וצפוף.
(32:12) וגרוע מזה, גם כל הקרינה ביקום תידחס. זה אומר שלא רק שזה יהיה חם יותר, רק בגלל שיותר קרינה נמצאת בחלל קטן יותר. אבל גם כל הקרינה תתקשה לקרינת אנרגיה גבוהה יותר, קרינה בתדר גבוה יותר. אז יש תהליך שקורה ביקום במהלך התפשטות הנקרא היסט לאדום, שבו הקרינה נמתחת לאורכי גל ארוכים יותר. אז אתה יודע, האור הנראה הופך לאינפרא אדום, הופך לרדיו. אם הייתה לך דחיסה, אז כל האור הנראה מכל הכוכבים שהופיעו אי פעם ביקום היה מתחיל להידחס לאולטרה סגול, לקרני רנטגן, לאור קרני גמא. וזה יתחיל פשוט לבשל את היקום בצורה מאוד עמוקה זו.
(32:57) והיה מאמר ממש מרתק מ-1969, לדעתי, מאת האסטרונום מרטין ריס, שבו הוא חישב שבתרחיש ה-Big Crunch הזה, בשלב מסוים, טמפרטורת הסביבה של החלל, הקרינה בחלל מהכל. שאור הכוכבים שנדחס, יספיק כדי לגרום לתגובות תרמו-גרעיניות לאורך משטחי הכוכבים, ויבשל את הכוכבים מבחוץ פנימה, רק מקרינת החלל. ואתה יודע, בשלב הזה, כאילו שום דבר אינו בר שרידות. אז זה רעיון שלדעתי באופן אישי די מרגיז, הרעיון שאפשר פשוט להתבשל על ידי קרינת החלל כשהיקום סוג של קורס מסביבנו.
סטרוגאץ (33:38): ובכן, כן, מעניין שזה זה שהכי מטריד אותך, כי אני מתכוון, לכולם יש משלהם... אתה יודע, כאילו, אתה רוצה ללכת פתאום? אתה רוצה להרתיח? האם אתה רוצה להקפיא?
מאק (33:49): נכון. ימין. כלומר, אף אחד מהם לא נגמר בטוב, נכון? אבל עם מוות החום, יש לך הרבה זמן. אז זה נחמד. אתה יודע, הכל סוג של עדין. עם ריקבון ואקום, אתה לא רואה בא. אז כאילו, מה שלא יהיה, אתה אפילו לא שם לב.
סטרוגאץ: בסדר.
מאק (34:04): זה סוג של אי-אירוע, מנקודת מבט של ישות מודעת. אבל גם ה-Big Rip וגם Big Crunch, הייתם רואים מגיעים, וזה די מפחיד.
סטרוגאץ (34:13): אה אה. אני מניח שעכשיו אנחנו עד האחרון, ההקפצה, או מה שאני חושב שאני זוכר בילדותי נקרא בעבר היקום הפועם. זה אותו רעיון?
מאק (34:23) אז במקרה הזה, אני סוג של מקבץ כמה רעיונות שונים לקטגוריה רחבה אחת של יקום מחזורי או יקום מקפץ. הרעיון שם הוא שבעצם מנסה להסביר את תחילתו של היקום... אז יש היבטים מסוימים של היקום המוקדם שקשה להסביר בקוסמולוגיה הנוכחית שלנו, אתם יודעים. איך זה הוגדר כמו שהיה? מדוע היקום שלנו הוא סוג הצורה שהוא, מבחינת סוג הצורה של החלל? מדוע היקום שלנו הייתה אנטרופיה נמוכה מספיק בעבר כדי שהאנטרופיה יכולה לגדול אל העתיד למצב שבו היא נמצאת כעת?
(34:54) כל אלו הן שאלות עמוקות לגבי ההתחלה. והיו כמה ניסיונות לענות על השאלות הללו באמירה, "ובכן, אולי ההתחלה לא הייתה ההתחלה. אולי היה משהו לפני ההתחלה שיצר את התנאים ליקום שקיים היום". אלה מובילים לקוסמולוגיות המחזוריות הללו. או רעיון שבו היה יקום קודם שהתפתח למפץ הגדול שחווינו ואז מתפתח ליקום הנוכחי שלנו. או פשוט היכן שיש לך מחזור מתמיד של יקומים, שבו היה משהו לפנינו, יהיה משהו אחרינו. וחלק מהרעיונות האלה כוללים סוג של דחיסה למפץ הגדול החדש, חלקם כוללים סוג של מוות מחום, ואז מפץ גדול חדש שיוצא מזה. חלקם הם סוג של, "היה שלב קודם, וזה מתפתח לשלב שלנו, אבל שום דבר לא יקרה בעתיד." אז אלו כל מיני רעיונות שנאספים בחיפוש אחר אפשרויות לעתיד של היקום שלנו, או לסוף של יקום קודם שמוביל אל שלנו.
סטרוגאץ (35:48): בשלב זה, אני מניח, אני אוהב לשים את... לא ממש את כובע הספקנים שלי, אלא את כובע המדען שלי. נראה שיש הרבה מדע במה שאתה אומר, בכך שאתה מחבר את זה למה שאנחנו יודעים על תורת שדות קוונטים או על תורת היחסות הכללית. אבל מה לגבי תצפיות?
מאק (36:05): כן, אני מתכוון, כל כך עקרונית, לעולם לא נוכל לענות בוודאות מלאה על השאלה "איך יסתיים היקום?" כי ברור שאם זה יקרה, אנחנו לא שם כדי לרשום את התשובה. אבל ישנן כמה דרכים שונות שבהן אנו ניגשים לשאלה זו שבאופן בסיסי, מה שאנו מנסים לעשות הוא להעלות את מה שאנו יודעים על היקום עכשיו ועל התפתחותו מהעבר לעתיד. וכאן אתה מסיים עם ההסתעפות הזו של אפשרויות שונות. מכיוון שיש כמה כיוונים שונים שיכולים ללכת ואנחנו יכולים ללכת בעתיד, התואמים את התפתחות היקום עד עכשיו.
(36:37) במונחים של דברים תצפיתיים שאנחנו יכולים ללמוד שיכולים לספר לנו יותר על איזה מהנתיבים האלה סביר יותר, יש כמה דרכים שונות לגשת אליו. האחת היא לנסות ולהבין את האנרגיה האפלה. אז שלושה מהתרחישים האלה תלויים מאוד במה היא אנרגיה אפלה, וכיצד היא תפעל. אז אם נוכל להבין האם אנרגיה אפלה היא באמת קבוע קוסמולוגי? או שזה משהו שמשתנה? וזו עשויה להיות שאלה בלתי אפשרית כשלעצמה מכיוון שקבוע קוסמולוגי הוא סוג של מקרה מיוחד של מעמד רחב יותר של רעיונות אנרגיה אפלה, שבה לעולם אינך יכול להיות בטוח ב-100% שאתה בדיוק במצב הזה.
(37:16) זה קצת - מבחינה תצפיתית, קשה להיות שם בוודאות מוחלטת, אבל אנחנו יכולים לקבל יותר ויותר ודאות לגבי התנהגות האנרגיה האפלה. ואולי נוכל למצוא מעין בסיס תיאורטי לאנרגיה אפלה. אולי תהיה איזו תוצאה ניסיונית בדרך אחרת שתגיד לנו שזו באמת התשובה למהי אנרגיה אפלה. אז מנסים להבין אנרגיה אפלה או באמצעות תצפיות קוסמולוגיות, או באמצעות מבחנים ניסיוניים שיכולים להגיע לסוג האפשרי של פיזיקה בסיסית של אנרגיה אפלה. כל אלה הם הדרכים שאנו יכולים לחקור ולנסות להבחין בין מוות מחום, ביג ריפ, ביג קראנץ' - רעיונות מסוג זה שתלויים בדינמיקת ההתרחבות.
(37:55) במונחים של משהו כמו ריקבון ואקום, אם נבין טוב יותר את שדה היגס ואת הקשרים שלו לחלקיקים אחרים ושדות אחרים בפיזיקה של חלקיקים, אז נקבל מושג טוב יותר אם שדה היגס שווה או לא מסוגל להתפרק בצורה זו. והאם התפרקות ואקום היא אפשרות, כיצד פוטנציאל ההיגס משתנה בקנה מידה שונה. כל אלה הם דברים שנחקרים באופן פעיל בניסויים כמו מאיץ ההדרונים הגדול.
(38:22) ואז כשאנחנו מדברים על יקומים מחזוריים, שם אנחנו פשוט צריכים להבין את ההתחלה, נכון? אם נקבל מידע נוסף על היקום המאוד מאוד מוקדם באמצעות תצפיות, דרך סוג של ניתוח חכם של נתוני היקום המוקדמים, דרך חיפוש אחר דברים כמו גלי כבידה ראשוניים, ומה זה יכול לספר לנו אם אינפלציה קוסמית התרחשה בהתחלה או לא. , או דרך הבנה טובה יותר של תורת החלקיקים באמצעות דברים כמו ניסויים בחלקיקים שיכולים לומר לנו אם המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים באמת תקף, או מה עוד עשוי להיות בבסיסו, אם היו יכולים להיות ממדים גבוהים יותר של החלל? זה עוד היבט של השאלה הזו.
(38:59) אז כל אלה הם מקומות שאנחנו יכולים לחפש בניסיון להבין אם יקומים מחזוריים הם הכיוון הנכון ללכת אליו. והאם היה משהו לפני המפץ הגדול שקבע את התנאים ליקום שלנו היום.
סטרוגאץ (39:11): אז זה נשמע כאילו הרבה אפיקים שונים בתוך הפיזיקה הבסיסית הם ההזדמנות הטובה ביותר שלנו כאן. בוא נדבר רק על טלסקופ ווב, כי אני בטוח שהרבה אנשים חושבים על זה, שכן במיוחד מה שהזכרת רק במקרה האחרון על היקום המחזורי הוא שזה כל כך שאלה על מה שקורה ביקום המוקדם . וטלסקופ ווב אומר לנו משהו על היקום המוקדם, אבל אני מנחש שלא מוקדם מספיק. האם זה נכון?
מאק (39:35): כן. אז, טלסקופ ווב יכול לספר לנו הרבה על הדור המוקדם ביותר של גלקסיות. וזה סופר מרגש עבורי באופן אישי, כי בתור חוקר חומר אפל, ההשפעה של החומר האפל על הגלקסיות הראשונות האלה יכולה להיות שונה באמת בסוגים שונים של מודלים של חומר אפל. אז יש הרבה שאנחנו יכולים ללמוד על היבטים מסוימים של הפיזיקה הבסיסית, על דברים כמו חומר אפל, בעצם על אנרגיה אפלה כשאנחנו צופים בגלקסיות רחוקות מאוד. ואפשר לקבל רק מדידה טובה יותר של הגיאומטריה של היקום ככל שנקבל יותר מהגלקסיות האלה. אז אנחנו בהחלט יכולים ללמוד הרבה על הגלקסיות ועל המבנה בקנה מידה גדול של היקום, אנחנו הולכים לקבל קצת מידע מה-JWST מהסוגים האלה של תצפיות.
מאק (40:15): במונחים של היקום המאוד מאוד מוקדם, אבל זה באמת תצפיות על דברים כמו רקע המיקרוגל הקוסמי. אז סוג זה של אור מהיקום המוקדם מאוד שבו היקום עדיין בוער. אבל הוא עדיין נמצא בשלב כזה של קרינה חמה, הוא זוהר מחום ועם קרינה מהפלזמה הקדמונית הזו. ועם טלסקופים של מיקרוגל, אנחנו יכולים לראות את הזוהר הזה. וזה יכול לתת לנו מידע חשוב מאוד על היקום המאוד, מאוד, מאוד מוקדם.
סטרוגאץ (40:42): מה דעתך על תחום חקר סוף היקום? יש לך מחשבות לאן זה הולך להגיע ב-10-20 השנים הבאות? האם זה רק שאנחנו הולכים להמשיך להסתיר את הפיזיקה הבסיסית, וזו תהיה התקווה הטובה ביותר שלנו באמת להתקדם כאן?
מאק (40:58): אני חושב שזה נכון. אני חושב שככל שאנו ממשיכים ללמוד יותר על הטבע הבסיסי של הקוסמוס, הן במובן של, אתם יודעים, מבנה הקוסמוס, צורת החלל והפוטנציאל של - אולי יש עוד ממדים של מרחב. אולי החלל והזמן נובעים מאיזו תופעה מופשטת יותר. אולי אנחנו הולכים להבין את זה דרך דברים כמו הולוגרפיה וחורים שחורים. ויש עוד תחום אחר שאנחנו יכולים להיכנס אליו שאני לא רוצה להיכנס אליו יותר מדי עכשיו. אתה יודע, אז אולי נלמד משהו על המבנים הבסיסיים של המציאות. אולי נלמד מהי אנרגיה אפלה. אולי נלמד מהו חומר אפל. אולי הדברים האלה יאפשרו לנו להבין את הפיזיקה הבסיסית של החלקיקים. אולי נקבל מידע נוסף על היקום המאוד מאוד המוקדם, ונלמד משהו על איך הוגדרו התנאים הראשוניים ליקום שלנו.
(41:45) כל אלה סופר מרגשים בדרכם שלהם, נכון? כל חלק מזה הוא משהו שיהיה חשוב מאוד לפיזיקה, שיחולל מהפכה איך אנחנו חושבים על היקום בדרכים חשובות באמת. וכתופעת לוואי, נלמד קצת על איך היקום שלנו עלול להסתיים, מה עשוי להיות גורלנו הסופי. אז אני חושב שיש מעט מאוד אנשים שהם, אתה יודע, באמת, הפוקוס העיקרי שלהם הוא מה הולך לקרות ליקום? איך אנחנו הולכים לסיים? באמת, אלו השאלות האחרות שמגיעות לטבע היסודי של המציאות, האבולוציה של הקוסמוס, מקורות הקוסמוס. וכולם ניזונים לשאלות הגדולות האלה לגבי לאן אנחנו הולכים? מה הולך לקרות אחר כך?
סטרוגאץ (42:27): נפלא. ובכן, דיברנו עם הקוסמולוגית התיאורטית קייטי מאק, מחברת הספר הסוף של הכל (מבחינה אסטרופיזית). תודה רבה שהצטרפת אלינו היום. קייטי,
מאק (42:38): תודה שקיבלת אותי. זו הייתה שיחה ממש כיפית.
כָּרוֹז (42: 40)
מגזין Quanta הוא פרסום מקוון עצמאי מבחינה עריכה הנתמך על ידי קרן סימונס כדי לשפר את ההבנה הציבורית של המדע.
סטרוגאץ (42: 57): השמחה של למה הוא פודקאסט מ מגזין Quanta, פרסום עצמאי מבחינה עריכה הנתמך על ידי קרן סימונס. להחלטות המימון של קרן סימונס אין השפעה על בחירת הנושאים, האורחים או החלטות עריכה אחרות בפודקאסט זה, או ב מגזין Quanta. השמחה של למה מופק על ידי סוזן ואלוט ופולי סטרייקר. העורכים שלנו הם ג'ון רני ותומס לין, עם תמיכה של מאט קרלסרום, אנני מלצ'ור ואליסון פרשל. מוזיקת הנושא שלנו הולחנה על ידי ריצ'י ג'ונסון. תודה מיוחדת לברט אודום-ריד באולפני השידור של קורנל. הלוגו שלנו הוא של ג'קי קינג. אני המארח שלך, סטיב סטרוגאץ. אם יש לך שאלות או הערות עבורנו, אנא שלח לנו דוא"ל לכתובת תודה על הקשבה.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
- מקור: https://www.quantamagazine.org/how-will-the-universe-end-20230222/
- 10
- 100
- 11
- 200 מיליארדים
- 2020
- 28
- 39
- a
- יכול
- אודות
- בנוגע לזה
- על קוונטום
- תקציר
- מאיצה
- נגיש
- לרוחב
- לפעול
- באופן פעיל
- למעשה
- לאחר
- נגד
- תעשיות
- מאפשר
- לבד
- כְּבָר
- תמיד
- אמביינט
- כמות
- אנליזה
- ו
- אחר
- לענות
- תשובות
- כל אחד
- בנפרד
- האפליקציה
- תפוח עץ
- גישה
- טענה
- טיעונים
- סביב
- אספקט
- היבטים
- המשויך
- אטום
- ניסיונות
- תשומת לב
- נמשך
- אוגוסט
- מחבר
- בחזרה
- רקע
- רע
- מבוסס
- בסיס
- כי
- להיות
- הופך להיות
- לפני
- ההתחלה
- מאחור
- להיות
- תאמינו
- הטוב ביותר
- מוטב
- בֵּין
- מעבר
- גָדוֹל
- המפץ הגדול
- גדול
- הגדול ביותר
- B
- כריכה
- קצת
- שחור
- חור שחור
- חורים שחורים
- ספר
- לקפוץ
- כָּרוּך
- מוֹחַ
- לשבור
- שבירה
- הפסקות
- בָּהִיר
- להביא
- מביאים
- מביא
- רחב
- מִשׁדָר
- רחב
- בועה
- באגים
- לִבנוֹת
- בִּניָן
- בונה
- נבנה
- צרור
- לשרוף
- לחשב
- מחושב
- חישוב
- חישובים
- שיחה
- נקרא
- יכול לקבל
- קנדה
- לא יכול
- מסוגל
- לשאת
- Carry On
- מכוניות
- מפלה
- מקרה
- קטגוריה
- לגרום
- גורם
- מסוים
- בהחלט
- ודאות
- שרשרת
- כִּסֵא
- שינוי
- שינויים
- משתנה
- הפרק
- ילד
- עִיר
- בכיתה
- ברור
- סְגוֹר
- אשכול
- קָפֶה
- הִתמוֹטְטוּת
- אוסף
- שילוב
- איך
- מגיע
- הערות
- תקשורת
- להשלים
- מורכב
- מרוכז
- מושג
- תנאים
- מבולבל
- מקשר
- הקשר
- חיבורי
- מתחבר
- מודע
- התודעה
- שיקולים
- נחשב
- עִקבִי
- קבוע
- הקשר
- להמשיך
- ממשיך
- ממשיך
- חוזה
- שיחה
- שיחות
- מבושל
- קריר
- קוסמולוגיה
- קוסמוס
- יכול
- זוג
- לִיצוֹר
- נוצר
- יוצרים
- יצירה
- לכסוס
- כוס
- סקרנות
- נוֹכְחִי
- כהה
- חומר אפל
- נתונים
- יְוֹם
- עסקה
- מוות
- החלטות
- מְתוּאָר
- פרטים
- DID
- למות
- אחר
- ממדים
- ישיר
- כיוון
- ישירות
- גילה
- תגלית
- דיונים
- לְהַבחִין
- הפצה
- לא
- עושה
- לא
- דֶלֶת
- מטה
- באופן דרמטי
- לצייר
- בְּמַהֲלָך
- מת
- דינמיקה
- כל אחד
- מוקדם
- היקום המוקדם
- כדור הארץ
- אדג '
- עריכה
- השפעה
- או
- חשמל
- אלקטרונים
- אמייל
- אנרגיה
- להנות
- מספיק
- שלם
- לַחֲלוּטִין
- שְׁלֵמוּת
- סביבות
- משוואות
- במיוחד
- למעשה
- לְהַעֲרִיך
- אֲפִילוּ
- אירוע
- בסופו של דבר
- אי פעם
- כל
- כל יום
- הכל
- עדות
- אבולוציה
- להתפתח
- התפתח
- מתפתח
- בדיוק
- דוגמה
- נרגש
- מרגש
- קיימים
- קיים
- לְהַרְחִיב
- הרחבת
- מתרחב
- הרחבה
- ניסיון
- מנוסה
- להסביר
- מתפוצץ
- לחקור
- להאריך
- מאריך
- הארכה
- מאוד
- עין
- לדעוך
- ליפול
- פולס
- מקסים
- מהר
- מהר יותר
- חביב
- מעטים
- שדה
- שדות
- תרשים
- סוף
- אש
- ראשון
- firsttime
- קוֹמָה
- תנודות
- להתמקד
- להכריח
- כוחות
- לנצח
- טופס
- פוּרמָט
- למרבה המזל
- קרן
- להקפיא
- תדר
- חיכוך
- החל מ-
- לגמרי
- כֵּיף
- יסודי
- ביסודו
- מימון
- יתר על כן
- עתיד
- גלקסיות
- גלקסי
- גז
- כללי
- דור
- עדין
- לקבל
- מקבל
- לתת
- Go
- שערים
- אל
- Goes
- הולך
- טוב
- לתפוס
- כבידה
- גלי כבידה
- כוח משיכה
- לגדול
- אורחים
- חצי
- יד
- לקרות
- קרה
- מתרחש
- קורה
- שמח
- קשה
- כובע
- יש
- לִשְׁמוֹעַ
- נשמע
- שמיעה
- הוחזק
- כאן
- גבוה יותר
- צִיר
- רמזים
- היסטוריה
- מכה
- להחזיק
- חור
- חורים
- הולוגרפיה
- לקוות
- המארח
- חַם
- איך
- HTTPS
- עצום
- הידרוגנציה
- חולה
- רעיון
- רעיונות
- מזוהה
- מיידי
- מיד
- פְּגִיעָה
- חשוב
- בלתי אפשרי
- in
- באחר
- לכלול
- כולל
- עליות
- גדל
- עצמאי
- אין סופי
- אינפלציה
- להשפיע
- מידע
- בתחילה
- במקום
- מכון
- אינטליגנטי
- אינטראקציה
- יחסי גומלין
- אינטרס
- מעניין
- לערב
- מְבוּדָד
- בעיות
- IT
- עצמו
- ג'ון
- ג'ונסון
- הצטרפות
- מצטרפים אלינו
- שמור
- סוג
- המלך
- לדעת
- ידוע
- גָדוֹל
- בקנה מידה גדול
- גדול יותר
- הגדול ביותר
- אחרון
- חוק
- חוקים
- עוֹפֶרֶת
- מוביל
- מוביל
- לִלמוֹד
- למד
- יציאה
- משמאל
- אורך
- החיים
- אורך חיים, משך חיים
- פעם בחיים
- אוֹר
- סביר
- להגביל
- מוגבל
- קשר
- קישורים
- האזנה
- ספרות
- קְצָת
- לחיות
- חי
- סֵמֶל
- ארוך
- הרבה זמן
- עוד
- נראה
- הסתכלות
- להפסיד
- מגרש
- נמוך
- מכונה
- מכונה
- מגנטיות
- ראשי
- לעשות
- עושה
- עשייה
- איש
- לנהל
- סנונית
- מסה
- המונים
- מסיבי
- מתמטיקה
- דבר
- מקסימום
- משמעות
- אומר
- מידות
- מֵכָנִי
- מכניקה
- מנגנון
- מוּזְכָּר
- מטסטביל
- אמצע
- יכול
- אכפת לי
- מכופף נפש
- דקות
- מודל
- מודלים
- רֶגַע
- ירח
- ירחים
- יותר
- רוב
- תנועה
- המהלך
- מהלכים
- סרט
- נע
- כלי נגינה
- שם
- טבעי
- טבע
- בהכרח
- צורך
- חדש
- הבא
- גַרעִינִי
- מספר
- אובייקטים
- להתבונן
- התרחשה
- זקן
- ONE
- באינטרנט
- מִתנַגֵד
- להזמין
- אחר
- אחרים
- בחוץ
- מקיף
- שֶׁלוֹ
- מאמר
- ניירות
- חלק
- מסוים
- חלקים
- עבר
- משלם
- אֲנָשִׁים
- נצחי
- אישי
- אישית
- פרספקטיבה
- פנטום
- שלב
- תופעה
- פיזית
- פיסיקה
- הרים
- תמונה
- לְחַבֵּר
- מקומות
- כוכב לכת
- כוכבי לכת
- פלזמה
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- אנא
- פודקאסט
- Podcasting
- נקודה
- נקודת מבט
- אפשרויות
- אפשרות
- אפשרי
- פוטנציאל
- פוטנציאל
- כּוֹחַ
- חזק
- לחזות
- יפה
- קודם
- כנראה
- בעיה
- תהליך
- לייצר
- מיוצר
- מקצועי
- עבודה מקצועית
- התקדמות
- נכסים
- רכוש
- מוּגָן
- ציבורי
- פרסום
- לאור
- מושך
- גם
- קוונטמגזין
- קוונטית
- מכניקה קוואנטית
- קווארקים
- שאלה
- שאלות
- מהירות
- רדיו
- אקראי
- ציון
- RAY
- לְהַגִיעַ
- תגובה
- תגובות
- קריאה
- ממשי
- מציאות
- טעם
- סיבות
- הישנות
- באזור
- אזורים
- קשר
- שְׂרִידִים
- לזכור
- מחקר
- חוקר
- תגובה
- REST
- תוצאה
- לְחוֹלֵל מַהְפֵּכָה
- קרע
- קרעים
- חֶדֶר
- כלל
- כללי
- הפעלה
- אמר
- אותו
- אומר
- סולם
- מאזניים
- תרחיש
- תרחישים
- בית ספר
- מדע
- מַדְעָן
- מדענים
- שְׁנִיָה
- ראות
- נראה
- נראה
- מבחר
- תחושה
- רצף
- סט
- מיושב
- כמה
- צוּרָה
- משמרת
- חנויות
- צריך
- לְהַצִיג
- הראה
- צד
- לאותת
- באופן דומה
- לפשט
- בפשטות
- since
- יחיד
- מצב
- ספקנים
- להאט
- לאט
- קטן
- קטן יותר
- So
- עד כה
- כמה
- ביום מן הימים
- מישהו
- משהו
- אי שם
- קול
- נשמע
- מֶרחָב
- מרחב וזמן
- מדבר
- מיוחד
- ספציפי
- במיוחד
- מְהִירוּת
- Spotify
- התפשטות
- התמחות
- תֶקֶן
- כוכבים
- התחלה
- החל
- התחלות
- מדינה
- הברית
- שלב
- סטיבן
- סטיב
- עוד
- עצור
- סיפור
- רְחוֹב
- חזק
- חזק יותר
- מִבְנֶה
- מחקרים
- האולפנים
- לימוד
- פתאומי
- שמש
- סוּפֶּר
- תמיכה
- נתמך
- משטח
- סוזן
- מתג
- שולחן
- לקחת
- לוקח
- נטילת
- לדבר
- מדבר
- טכני
- טלסקופ
- טלסקופ
- אומר
- מונחים
- בדיקות
- תודה
- השמיים
- המדינה
- שֶׁלָהֶם
- נושא
- עצמם
- תיאורטי
- שם.
- דבר
- דברים
- חושב
- חושב
- מחשבה
- שְׁלוֹשָׁה
- דרך
- בכל
- קָשׁוּר
- זמן
- מסגרת זמן
- פִּי
- ל
- היום
- יַחַד
- גַם
- חלק עליון
- נושא
- נושאים
- טורונטו
- לקראת
- נסיעות
- טיפול
- בצורה אדירה
- טרִילִיוֹן
- נָכוֹן
- תור
- האולטימטיבי
- בסופו של דבר
- אי ודאות
- תחת
- בְּסִיסִי
- להבין
- הבנה
- עולם
- בלתי צפוי
- us
- להשתמש
- בְּדֶרֶך כְּלַל
- חלל
- ערך
- ערכים
- בַּר חַיִים
- לצפיה
- נראה
- לחכות
- הליכה
- רציתי
- אזהרה
- לבזבז
- גלים
- דרכים
- webp
- מה
- מה
- אם
- אשר
- בזמן
- מי
- כל
- בר
- יצטרך
- לנצח
- בתוך
- לְלֹא
- נִפלָא
- Word
- תיק עבודות
- עובד
- עוֹלָם
- היה
- לכתוב
- כתיבה
- רנטגן
- שנים
- אתה
- זפירנט