האם הרב-יקום אמיתי? המדע שמאחורי 'הכל בכל מקום בבת אחת'

האם קיימים רב-יקומים? האם היקום שלנו אחד מני רבים? הרב-יקום הוא מכשיר עלילה מרכזי בסרט המצליח הכל בכל מקום בבת אחת- בעמדה מעולה לזכייה גדולה בטקס האוסקר ה-95, הידוע גם באוסקר - שבו מהגרת סינית חוקרת יקומים מקבילים שבהם היא מנהלת חיים שונים לחלוטין.

אבל האם לרב-יקום יש בסיס כלשהו במדע?

בסרט, דמותה של מישל יאו אוולין וואנג מתחברת לגרסאות שלה ביקומים מקבילים כדי למנוע מהרב-יקום להיהרס. האם זה מופרך? כמובן! אבל כרגע, קוסמולוגים מנסים להבין אם יש קבוצה של יקומים מרובים הפועלים במקביל זה לזה - והאם הם עשויים להיות ראויים למגורים.

מהו הרב-יקום?

זהו סל של רעיונות של קוסמולוגים ותאורטיקנים קוונטים על כך שהיקום שלנו אולי לא היחיד ושהוא עשוי לחלוק מבנה גבוה יותר עם יקומים רבים אחרים. "יש הטוענים כי פרץ האינפלציה בשלבים המוקדמים של היקום שלנו עשוי להיות נצחי, כאשר יקומים בודדים מתגבשים מתוכו, כל אחד כתוב עם חוקי הפיזיקה הייחודיים לו", אמר. ג'ראנט לואיס פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת סידני, אוסטרליה ומחבר הספר "מאיפה בא היקום? ועוד שאלות קוסמיות." בהסבר הקוסמולוגי הזה של הרב-יקום, היקומים האחרים המקבילים לשלנו - אם הם קיימים - עשויים או לא מסוגלים לקיים חיים.

פרץ האינפלציה ביקום שלנו הוא, כמובן, עדות מרכזית לכך שהיקום שלנו הגיח מנקודה חמה וצפופה - המפץ הגדול. עם זאת, מה שקרה לפני המפץ הגדול - והאם יקומים אחרים נוצרו אולי במקביל לצד שלנו - אינו ידוע לחלוטין.

תפיסות שגויות נפוצות לגבי הרב-יקום

אין ראיות ליקום אחרים. אז התפיסה המוטעית הגדולה ביותר לגבי הרב-יקום היא שזו תיאוריית עצם עצם שהוכחה. "זה לא - אין לזה באמת בסיס מתמטי - זה אוסף של רעיונות", אמר לואיס. "במחזור המדע הוא נשאר בשלב ההשערה וצריך להפוך להצעה חזקה לפני שנוכל להבין באמת את ההשלכות."

אחת התיאוריות האחרונות של סטיבן הוקינג לפני מותו ב-2018 חוזה שהיקום סופי ופשוט הרבה יותר ממה שאומרים תיאוריות עדכניות רבות לגבי המפץ הגדול. יש לכך השלכות על הפרדיגמה הרב-יקומית. "אנחנו לא מגיעים ליקום יחיד וייחודי, אבל הממצאים שלנו מרמזים על הפחתה משמעותית של הרב-יקום, לטווח קטן בהרבה של יקומים אפשריים." אמר הוקינג

בשנת 2020 חתן פרס נובל סר רוג'ר פנרוז נתבע שיקום קודם היה קיים לפני המפץ הגדול וניתן לצפות בו עד היום כצלקת על רקע מיקרוגל קוסמי (CMB). ה-CMB הוא זוהר קלוש של קרינת מיקרוגל באורך גל ארוך מאוד הממלא את היקום שלנו, שהוא חלק מרכזי מהראיות למפץ הגדול עצמו. א השערה דומה לפנרוז'ס הועלתה בשנה שעברה על ידי הקוסמולוגית לורה מרסיני-הוטון. שתיהן תיאוריות מסקרנות, אך שתיהן אינן מבוססות. לעת עתה הרב-יקום נותר רעיון נפלא, אך מעט יותר.

האם ניתן אי פעם להוכיח את הרב-יקום?

כפי שאנו מבינים זאת עד כה, לא, וזו הסיבה שהדיון ברב-יקום זוכה ללעג על ידי כמה מדענים. אבל זה לא אומר שזה לא יכול להפוך יום אחד לתיאוריה מדעית. "אין לנו מושג אם זה ניתן לבדיקה או לא", אמר לואיס. "ברגע שיש לנו את המתמטיקה ביד, יהיה לנו סיכוי לראות אם נוכל לזהות נוכחות של יקומים אחרים... כרגע אין לנו מושג באיזה נתיב אנחנו נמצאים." מה שהמדע צריך הוא תיאוריה מתמטית לבדיקה. עדיין אין לו אחד.

האם ניתן לקפוץ בין יקומים מקבילים?

אם הם קיימים אז, בטח, ייתכן שיהיה אפשר לנוע בין יקומים מקבילים. למה לא? "אני תוהה אם הגיאומטריה המורכבת הפוטנציאלית של כל היקומים אומרת שהם יכולים להיות מחוברים איכשהו - דרך חורי תולעת וכדומה", אמר לואיס. "זה אומר שאפשר להסיק לגבי קיומם, ואפילו לנסוע בין יקומים."

עם זאת, מחשבות על דילוג בין יקומים מקבילים - שלא לדבר על לראות או לפגוש גרסאות אחרות של עצמנו בהם - הופכות להיות קצת יותר מדי הוליוודיות. אחרי הכל, מה אם יש למעשה מספר אינסופי של יקומים מקבילים וכולם חסרי חיים? זהו תחום שבו מתחילים לעשות מדע רב-יקומי.

האם הרב-יקום מכניס אורחים לחיים?

הוליווד עשויה להסתפק בלתהות מה יקרה ביקום מקביל אם מישהו יקבל החלטה אחרת בחיים. קוסמולוגים מעוניינים יותר להרהר אם אם יקומים אחרים קיימים, ייתכן שיש להם חוקי פיזיקה שונים משלנו. האם הם עדיין יכולים לארח את החיים? זו השאלה המרכזית בעבודה חדשה על תחזיות רב-יקומים, האחרונה שבהן הייתה לאור החודש. "אנחנו כבר יודעים שכמה שינויים בחוקי הפיזיקה מביאים במהירות ליקום מתים וסטריליים", אמר מחבר שותף לואיס.

אז האם אנחנו פשוט ברי מזל לחיות ביקום שיכול ליצור גלקסיות המסוגלות לארח חיים? זה לא כזה פשוט. "יש רעיון - ה השערת כדור הארץ נדיר- שלמרות שהיקום שלנו ניתן למגורים בבירור, התנאים לחיים הם נדירים לחלוטין", אמר לואיס. עם עמיתיו, הוא הבחין בין מיליארדי שנים של עיבוד של יסודות ביקום שלנו, מאילו יסודות נוצרו בכוכבים, איך הם הופצו סביב היקום שלנו, והתגובות הכימיות שהתרחשו. התוצאות מצביעות על כך שהיחס בין פחמן לחמצן - משהו שנקבע על ידי תגובות גרעיניות בתוך כוכבים - נראה חשוב במיוחד. כך גם איזון של שני האלמנטים הללו, אם כי נראה שאלמנטים אחרים פחות קריטיים.

"יש כאלה שחוקרים את יכולת המגורים הגלקטית וחושבים שהחיים בקצוות החיצוניים של הגלקסיות צפויים להיות נדירים ביותר מכיוון שפשוט לא היה מספיק דור של יסודות לחיים", אמר לואיס. לכן, אם חלקים מהיקום שלנו אינם ראויים למגורים, כך יהיו חלקים של יקומים אחרים - ואולי שלמים. עם זאת, אם יתגלו חיים באזורים כביכול בלתי ניתנים למגורים הללו של היקום שלנו, אז פתאום הכל, בכל מקום (בבת אחת) ישתנה. "אם נגלה שהחיים נפוצים בהרבה מהסביבות האלה - וזה כשלעצמו יהיה סיפור חשוב - אז זה יצביע על כך שהחיים צריכים להיות אפשריים על פני רצועת הרב-יקום", אמר לואיס.

האם לתיאוריית הרב-יקומים יש עתיד?

השימוש ברב-יקום ב הכל בכל מקום בבת אחת נחל הצלחה עצומה, אבל הרעיון עצמו רחוק מלהפוך לתיאוריה מדעית מקובלת. "כל מדע טוב מתחיל ברעיון (לפעמים מטורף)", אמר לואיס. "אבל כך גם הדרכים למבוי סתום."

מאחלת לך שמיים בהירים ועיניים רחבות.