פיזיקאים לא מפחדים לחשוב בגדול, אבל מה קורה כשחושבים בגדול מדי?
שאלה פילוסופית זו חופפת לפיזיקה האמיתית כאשר מעלים השערות מה נמצא מעבר לגבול היקום הנצפה שלנו. הבעיה בניסיון ליישם את המדע על משהו שאולי קיים או לא קיים מעבר לתחום הפיזי שלנו היא שהוא נהיה קצת מעורפל לגבי האופן שבו נוכל לבדוק אותו מדעית.
השערה מובילה שהגיעה מתאוריית האינפלציה הקוסמית וממחקרים תיאורטיים מתקדמים - המתמקדת סביב השערת מיתרי העל - היא של הרב-יקום, רעיון שמדענים התקשו לבדוק.
במובן הבסיסי ביותר שלו, הרב-יקום הוא אוסף של יקומים הנכנסים ויוצאים מהקיום, שוקקים בבלגן מוקצף, משובצים בוואקום של אנרגיה שאינה אפס. באמצעות תנודות קוונטיות, יקומים נולדים בעוד אחרים מתים - כל יקום לובש צורות שונות וסוגים שונים של פיזיקה.
אבל, אם להשערת הרב-יקומים יש שמץ של מציאות מאחוריה, איך מדענים יכולים להוכיח (או לפחות לאסוף כמה ראיות תצפיתיות) שאנחנו קיימים בתוך אוקיינוס אינסופי של יקומים?
שאלה זו היא שאלה קשה עבור מדענים שכן מבקרים רבים יטענו שהשערת הרב-יקומים אינה אלא מטפיזיקה, או דיון פילוסופי. אנו מכוסים לנצח בתוך ה'בועה' האוניברסלית שלנו, ולכן לעולם לא נוכל לחוות את מה שקורה 'בחוץ' - אם, אכן, יש חוץ - אז מה הטעם לחשוב על זה?
אבל בצורה מעוררת מחשבהמהדורת חדשותמהמכון היקפי לפיזיקה תיאורטית, באונטריו, קנדה, פיזיקאים תיאורטיים עובדים קשה כדי להתחתן עם הרב-יקום עם מדע תצפית שנאסף מהגבולות הרחוקים ביותר של הקוסמוס.
"אנחנו מנסים לגלות מה יהיו התחזיות הניתנות לבדיקה של [הרב-יקום], ואז יוצאים ומחפשים אותן", אמר מתיו ג'ונסון מהמכון היקפי לפיזיקה תיאורטית.
אם הרב-יקום הוא אמיתי, הגיוני שבבלגן המשתולל הזה של "בועות אוניברסליות" שכנות, צריכות להיות התנגשויות תכופות, בדומה לכדורים הנדחפים בבור כדורים. הצוות של ג'ונסון יצא במיוחד לחפש עדויות תצפיתיות של יקומים שכנים שמתנגשים ביקום שלנו, ובכך לספק רמז כלשהו לראיות תצפיתיות שאולי יש לנו שכנים אוניברסליים.
אבל כדי לעשות זאת, ג'ונסון חייב לדגמן את היקום כולו.
"אנחנו מתחילים עם רב-יקום שיש בו שתי בועות, אנחנו מתנגשים עם הבועות במחשב כדי להבין מה קורה, ואז אנחנו תוקעים צופה וירטואלי במקומות שונים ושואלים מה הצופה הזה יראה משם", אמר ג'ונסון.
"הדמיית היקום היא קלה."
למרות שאתה צריך להעריץ את הגישה היכולה שלו, הצוות לא מדמה כל אטום, כוכב או גלקסיה ביקום; למעשה, הדמיית מחשב מדגמנת רק את המבנים והכוחות הגדולים ביותר. "כל מה שאני צריך זה כוח המשיכה והחומר שיוצר את הבועות האלה. אנחנו עכשיו בנקודה שבה אם יש לך דגם מועדף של הרב-יקום, אני יכול להדביק אותו על מחשב ולומר לך מה אתה צריך לראות", הוא אמר.
זה המקום שבו, על פי החוקרים, עבודתם כל כך חשובה אם אנחנו רוצים להבין מה קורה באזורים שמעבר ליקום שלנו.
לדוגמה, אם ניקח בחשבון רב-יקום מלא התנגשות, המודל של ג'ונסון מנבא שתצפיות על קרינת רקע מיקרוגל קוסמי (CMB) צריכות להראות טבעות, או 'חבורות', שבהן יקומים של הדלת הבאה דוחפים את היקומים שלנו. ה-CMB הוא ה'הד' הנמצא בכל מקום (עם זאת קלוש מאוד) של המפץ הגדול, שניתן לראות במקומות הרחוקים ביותר של היקום. אם ישנה אינטראקציה כלשהי עם בועות אוניברסליות (כפי שמספר השערות רב-יקומי רומזות), החבורות העגולות הללו צריכות להיות נוכחות באות CMB -- המייצגות עיוותים בקצה החיצוני ביותר של ה'בועה' שלנו.
באמצעות ניתוח קצר של מפות CMB של השמים כולו, נראה שהטבעות העגולות הללו אינן קיימות, מה שעלול להפריך רב-יקום מלא ביקומים מתנגשים. או שזה לפחות מרמז שההתנגשויות לא מתרחשות עכשיו - אולי הרב-יקום נמצא במצב שקט כלשהו?
כפי שצוין בהודעה לעיתונות של המכון, המחקר הזה לא נועד להוכיח אם הרב-יקום קיים או לא, הוא רק זיהוי רמזים תצפיתיים אפשריים שנוכל להיזהר מהם. וזה מושך מחקרים חוץ-אוניברסליים לעשייה מדעית במקום להשאיר אותו בפאנק מטפיזי.
