DANIEL ASSA
Israel. Givatayim, 90 Shenkin St. 5330801
Email: AssaDany@Gmail.com Blog: DanielAssa.com Cell. 972-52-6553999
Israel. Givatayim: September 12, 2023
היקום: פרק 2 – מרחב (חלק א)
מרחב הוא מרכיב מרכזי ביקום, עשוי מפיסות של חומר. אחד המצבים החשובים ביותר שבו נמצא חומר יסוד הוא בצורה של גופים זעירים, שאקרא להם גופי-המרחב. גופים אלה, בהיותם פרושים בריק (לו אקרא בהמשך ריק-קדמון) שבו התרחש המפץ הגדול, מהווים בעצם קיומם את המרחב. חשוב להדגיש – הם אינם יוצרים מרחב אלא הם בעצמם המרחב. צפידותם של גופי-המרחב היא כנראה המרבית האפשרית (קשיחות מוחלטת) והיא נובעת מגודלם הזעיר ומהיעדר מורכבות כלשהי. חלקיקי חומר אחרים גדולים יותר, מושלמים פחות ומידת צפידותם פוחתת בהתאם.
פיסות החומר האחרות, נצמדות זמנית, במהלך תנועתן, אל גופי-המרחב. גופי-המרחב הם המקום היחיד שעליו ניתן למצוא חומר לצרכי מדידה. התנועה הבסיסית של החומר, אלמלא קיומם של גופי-המרחב, היתה במהירות מיידית. רק העיכוב ע"י גופי-המרחב מאפשר מדידה של מרחקים ומדידה של זמן.
ניתן לראות בכל היקום כאילו הוא "שדה של מרחב-זמן", כאשר יוצרי השדה הם גופי-המרחב.
היווצרות המרחב
בשל היעדר פעולת גומלין עם הכוחות הבסיסיים בטבע למעט כבידה, גופי-המרחב פרצו את עידן החושך, (התקיים בין תחילת המפץ הגדול לבין היפרדות הפוטונים מהחלקיקים האחרים) הרבה לפני שאר החומר וכך יצרו מרחב אליו התפשט שאר החומר ביקום.
הסבר לשאלות אסטרופיזיקאיות
תכונות אלו, של גופי-המרחב, יכולות לפתור ולהסביר מספר בעיות אסטרופיזיקאיות חשובות –
- תכונת המסה (האינטראקציה עם שדה היגס), ועובדת היות גופים אלה "חומריים" יכולות אולי להסביר את החומר החסר ביקום לעומת הנצפה והמחושב, כפי שיוצא מפתרון המשוואות הקוסמולוגיות.
- קיומם של גופי-המרחב מסביר מהו עיקום המרחב שנוצר עקב נוכחותה של מסה. העיקום, בצורה ציורית ביותר, הוא הפיכת שכבות שטוחות יחסית של גופי-המרחב לשכבות כדוריות מסביב למרכז המסה המסיבית וגם שינוי בצפיפותן. כאשר חומר אחר (בעל מסה) נע דרך גופי-המרחב (מגוף אחד לשני), דרכו משתנה (עיקום המרחב) וכך גם הזמן (עיקום הזמן).
מקום במרחב-זמן
המרחב-זמן הוא מרחב שעובר בו זמן כתוצאה מתנועת החומר ועיכובו על ידי גופי-המרחב. כאמור, הרחבות בנושא זמן יינתנו בפרק הבא.
מקום במרחב של חלקיק, הוא מקומו של גוף-המרחב עליו הוא נמצא בעיתוי המדידה. מיקום זה משתנה בעקביות בשל התפשטות המרחב ובשל תנועת החלקיק עצמו במרחב.
מקום מוחלט במרחב של חלקיק, נמדד ביחס למיקום ראשית המפץ הגדולבריק-הקדמון,או לחילופין ביחס לקרינת הרקע הקוסמית. גם מקום זה כפוף לתנועות הקוסמיות השונות.
מקום יחסי במרחב של חלקיק, נמדד ביחס למקומם של חלקיקים אחרים ביקום, בכפוף לתנועות הקוסמיות של כולם.
מקום בזמן של חלקיק, זהה למקומו של גוף-המרחב שבו שוהה החלקיק בהווה, שהה בעבר או ישהה בעתיד. כאמור בפסקאות קודמות – הרחבה בכל הקשור לזמן תינתן בפרק הבא שיוקדש לזמן.
בניגוד לתובנה הנובעת ממכניקת הקוונטים ומעיקרון אי הוודאות, להבנתי, מקומו של גוף במרחב-זמן הינו מוחלט ומוגדר היטב. אלא שבשל נסיבות אותן אפרט מיד, אין דרך מעשית למדוד את מיקומם המוחלט. תורת היחסות מעדיפה את המונח "אירוע" על פני "מקום" ואת המונח "מרווח" (אינטרוול) על פני "מרחק".
לכשנתגלה ונוסח מתמטית עיקרון אי הוודאות ע"י ורנר הייזנברג, המחשבה הראשונית שעלתה בראשם של מדענים רבים הייתה שמדובר בקשיים טכנולוגיים שנובעים ממגבלות מכשירי מדידה, בעיות הקשורות באורכי גל של החלקיק המודד והחלקיק הנמדד ובעיות של השפעות הדדיות כתוצאה מהמגע של המודד בנמדד. בהמשך, עם התפתחותה של מכניקת הקוונטים, הבינו המדענים שאין מדובר בקשיים טכנולוגים בלבד אלא בתכונה מובנית של החלקיקים בטבע. אין, ולא תהיה אפשרות למדוד בצורה מדויקת בו-זמנית צמדים של תכונות כמו מקום ותנע של חלקיק. יותר מכך, גם מידת הדיוק המכסימלית במדידה של אחת התכונות, אפילו כאשר מוותרים לחלוטין על מדידת התכונה השנייה, מוגבלת ע"י הטבע עד לרמת דיוק מסוימת שנקבעה בנוסחת עיקרון אי הוודאות. תובנה זו והתקדמות מדהימה בהבנת מבנה האטום גרמה לפיזיקאים להגיע לפרשנות, שלדעתי היא מרחיקת לכת ולא נכונה.
פיזיקאים טוענים שלחלקיק אין מקום ותנע שניתנים למדידה בו-זמנית, וגם שלחלקיק אין בכלל מקום מוגדר במרחב. לטענת הפיזיקאים, מקומו הנמדד של חלקיק הוא רק הנקודה שבה קיימת ההסתברות הכי גבוהה למצוא אותו אך החלקיק נמצא בו-זמנית גם במקומות שבהם ההסתברות למצוא אותו קטנה יותר. כאשר מודדים את מקומו של החלקיק, קורסות כל ההסתברויות לאותה נקודה שבה הוא נמדד. אך שוב חשוב להדגיש שלדעת הפיזיקאים, זהו רק המקום שבו מדדנו את החלקיק. מקומו ה"אמיתי" הוא בכל מקום שבו משתרעת עקומת ההסתברות שלו – כלומר: אין לחלקיק מקום מוגדר במרחב. למעשה, לפי פרשנות זו, כל החלקיקים ביקום פרושים בכל היקום. תופעה מסוג זה הוגדרה כחלק מהמוזרויות של מכניקת הקוונטים, ומכיוון שהיא – מכניקת הקוונטים – נמצאה מדויקת ונכונה ברמה גבוהה אזי הוחלט שההיגיון שלנו – לפיו יש לחלקיק מקום אמיתי מוגדר היטב במרחב – הוא השגוי. זו, לדעתי, מסקנה שגויה ומעוותת הן מבחינת קיום מקום לחלקיק והן מבחינת פסילת ההיגיון שלנו ככלי חשוב בניתוח הטבע.
לעניות דעתי, לחלקיק חומר יש גם מקום מוגדר וגם תנע וגם תכונות נוספות שהמכנה המשותף לכולם הוא קיום מוחלט ומוגדר בעת השהייה על חלקיק המרחב, אלא שאין ביכולתנו למדוד אותו במדויק. מקור הבעיה הוא בכך שהמרחב-זמן בעצמו נמצא בתנועה, מיקומם של גופי-המרחב אינו יציב כשלעצמו ונתון להערכה סטטיסטית. יתכן ובעתיד, עם התפתחות הפיזיקה והמתמטיקה, נוכל לדייק יותר בחישוב מקומו של חומר בעזרת ארבעת הקואורדינאטות הידועות ובתוספת של קואורדינאטות נעות שיבטאו את השינויים המרחביים של גופי-המרחב ואת תנועתם של חלקיקים במרחב-זמן.
חשוב מאוד להדגיש כאן, כי מצב מנוחה מוחלטת אינו קיים כלל ביקום שלנו. הכל זז – למודד, לנמדד, לכלי המדידה ולסביבה בה הם נמצאים, יש אנרגיות פנימיות משלהם, ואנרגיות שנרכשות מהסביבה. כולם נעים בתוך מרחב-זמן, שהוא כשלעצמו נמצא בתנועת התרחבות ביחס בקרינת הרקע הקוסמית. בנוסף לכך, כל הליך מדידה מלווה בשליחת וקבלת מידע שצורכים זמן יקר במהלכו מקומם של כולם השתנה. התזוזה הבלתי פוסקת של כל המשתתפים במדידה בנוסף להיעדר מתמטיקה דינמית מורכבת הם הסיבה לצורך להסתפק בקביעות סטטיסטיות, שבהגדרה יש בהן רמה מסוימת של אי-וודאות.
דניאל אסא - מאמרים ודעות 