|
מסע אל שחר היקום | ירח טל
לשם מה דרושה המכונה הענקית הזאת שעד כה הושקעו בה יותר מעשרה מיליארד אירו? למרבה הפרדוקס מטרתה היא לחקור את החלקיקים הקטנים ביותר של הטבע. כדי לזהותם ולעמוד על תכונותיהם יש צורך ברמות אנרגיה כבירות כמו שפעלו בשבריר השנייה הראשון לקיומו של היקום ומכונה שצריכת החשמל שלה עולה על זו של עיר בת מיליון תושבים
על גבול צרפת ושווייץ, בעומק של מאה מטרים מתחת פני הקרקע, נמצאת המכונה הגדולה ביותר בעולם. ולא רק הגדולה ביותר (טבעת שהיקפה יותר מ־26 ק"מ), אלא גם המורכבת, המתוחכמת, החדישה, הרגישה והיקרה ביותר שנבנתה אי-פעם בידי אדם. המכונה נקראת LHC, ראשי התיבות של "המאיץ הגדול להתנגשויות הדרונים" (הדרונים הוא שמה של משפחת החלקיקים הכוללת בין השאר פרוטונים וניוטרונים). האחראי לבנייתה הוא CERN, המועצה האירופית למחקר גרעיני, ארגון רב־לאומי ששותפות בו רוב מדינות אירופה ועוד מדינות מחוצה לה שביניהן ישראל שעשתה בשנה שעברה צעד גדול לקראת מעמד של חברה מלאה.
המאיץ: מבט פנימי
לשם מה דרושה המכונה הענקית הזאת שעד כה הושקעו בה יותר מעשרה מיליארד אירו? למרבה הפרדוקס, מטרתה היא לחקור את החלקיקים הקטנים ביותר של הטבע. כדי לזהותם ולעמוד על תכונותיהם יש צורך ברמות אנרגיה כבירות, מעין אלה שפעלו בשבריר השנייה הראשון לקיומו של היקום, מייד אחרי המפץ הגדול. לשם כך דרושה מכונה שצריכת החשמל שלה עולה על זו של עיר בת מיליון תושבים. בעזרתה, מקווים המדענים, יעלה בידם להשיב על אחדות מהשאלות הגדולות ביותר הניצבות היום לפני הפיזיקה: מדוע יש לחלקיקי הייסוד את המאסות שיש להם? כלומר, האם העובדה שמסת הפרוטון, לדוגמה, גדולה פי 1,840 ממסת האלקטרון, היא שרירותית, מקרית, או שמא יש מאחוריה היגיון שטרם הצלחנו להבינו?
ועוד, האם צודקת תורת העל־מיתרים בטענתה שיש למרחב עשרה ממדים, שלושת המוכרים לכולנו ועוד שבעה שאיננו יכולים להבחין בהם, משום שהם מכורבלים במהודק לגודל זעיר במידה בלתי־מתקבלת על הדעת? מה טיבו של החומר האפל, המהווה (תלוי את מי אתם שואלים) 90 עד 99 אחוזים מכלל המסה של היקום, ועדיין איננו יודעים עליו מאומה? ומה עם האנרגיה האפלה, זו שדוחפת את היקום להתפשטות מואצת, כפי שהתברר לפני תריסר שנים, במקום ההתפשטות המואטת שתיארו לעצמם הקוסמולוגים עד אז?.
שאלות נוספות: אם עקרונות הסימטריה שעליהם מושתתת הפיסיקה קובעים שבמפץ הגדול היו צריכות להיווצר כמויות שוות של חומר ואנטי־חומר, מדוע יש ביקום המוכר לנו רק חומר, ככל הידוע לנו? ושמא מה ש"ידוע לנו" אינו נכון? האם היה זמן, מייד אחרי המפץ, שבו היו ארבעת כוחות הטבע המוכרים (אלגטרו-מגנטיות, כבידה ושני הכוחות הגרעיניים, החזק והחלש) מאוחדים ככוח אחד? ואם כן, מהי מערכת המשוואות המתארת את הכוח הזה – מהי התיאוריה של הכול, משאת נפשה של הפיסיקה, האם יוכל המדע אי פעם להגשים את חלומו ולנסח תיאוריה כזו?.
ספק אם LHC יוכל לספק תשובות לכל השאלות המסקרנות האלה, אבל אין ספק שהוא ישיב, לפחות חלקית, על אחדות מהן. ולדעת העומדים מאחורי המיזם המדעי המופלא הזה, די בכך להצדיק את קיומו ואת ההשקעה בו. סיפורו של LHC מרתק, ומשום כך יש לשמוח על הופעת ספרו החדש של אמיר ד' אקסל, "מסע אל שחר היקום", בתרגום עמנואל לוטם ובהוצאת אריה ניר, המספר את הסיפור הזה. אקסל, ישראלי לשעבר שכבר פירסם כמה ספרי מדע פופולארי חשובים, קיבל על עצמו לתאר את תולדות LHC, את מבנהו המסובך ואת ראשית פעולתו, ותוך כדי כך להסביר את מטרותיו על רקע מצבן הנוכחי של התיאוריות הפיזיקליות והקוסמולוגיות. התוצאה היא סיפור עלילה מרתק, רצוף רגעים של התרגשות נלהבת ואכזבה מרה, הסברים מעמיקים ובכל זאת שווים לכל נפש משכילה, נתונים סטטיסטיים והשתפכויות רגשניות.
המאיץ: מבט על
בעיקר יש כאן תשובות על אחדות מהשאלות שאפשר להשיב עליהן כבר עכשיו. לדוגמה: מה פשר כל הדיבורים האלה על "חלקיק אלוהים"? לפי תיאוריה פיזיקאלית שפיתחו הסקוטי פיטר היגס ואחרים באמצע שנות השישים של המאה שעברה, היקום מלא כולו בשדה המעניק לחלקיקי הייסוד את המאסות שיש להם. כלומר מאסות החלקיקים אינן סתם מספרים שנשלפו באקראי מתוך כובע, אלא מייצגות את עוצמת פעולת הגומלין של כל חלקיק עם שדה היגס. אם יש שדה צריך להיות חלקיק הנושא אותו, בן למשפחת הבוזונים, ואם כך, צריכה להיות דרך למצוא אותו בניסוי. כך חשבו באמצע שנות השישים, והחיפושים החלו מייד. אלא שהמחפשים העלו חרס. החלקיק פשוט סירב להתגלות לפניהם. זה היה מתסכל, ובוזון היגס רכש עם הזמן כינוי ששיקף את התסכול הזה: The Goddamn Particle – החלקיק הארור לאלוהים. ב־1993 ביקש אחד מגדולי הפיזיקה של ימינו, האמריקאי ליאון לדרמן חתן פרס נובל, לפרסם ספר פופולארי על חלקיקי הייסוד, ובחר ככותרת בכינוי הזה. אבל ההוצאה לאור שאליה פנה סירבה לפרסם את הספר תחת הכותרת "המנאצת" הזאת, וקיצרה את הכינוי: ספרו של לדרמן יצא לאור בשם The God Particle. לכן, בפעם הבאה שאתם נתקלים בכינויו המשופץ של החלקיק, אל תטעו: אין כאן התפעמות מתפארת הבריאה, או ייחוס חשיבות עילאית לחלקיק הארור הזה דווקא, אלא רק צדקנות מתחסדת של מו"ל אמריקאי אחד..
שאלה אחרת שספרו של אקסל עוסק בה הדאיגה רבים וכן טובים בעת ש־LHC הופעל לראשונה, וייתכן שעדיין מדאיגה רבים, בהתחשב בכך שהמאיץ טרם הופעל במלוא עוצמתו: האם ייתכן שבהתנגשויות החלקיקים בתוכו ייווצרו חורים שחורים? מה יקרה לעולמנו אם יופיע בו פתאום חור שחור, יתחיל לזלול את החומר שמסביב לו, וסופו שיבלע את כולנו? הרעיון מגוחך על פניו, אבל היו שקיבלו אותו ברצינות גמורה בעקבות פליטת־פה מבודחת של אחד מאנשי CERN, ואקסל דן בו בכובד ראש ומשיב: "המדענים שקלו את האפשרות הזאת בקפדנות, סטיבן הוקינג מקווה מן הסתם שאכן יופיע ב-CERN חור שחור קטן – וייתנדף מייד. אירוע מעין זה עשוי לאמת את המנגנון המפורסם שתיאר הוקינג באשר להתנדפותם של חורים שחורים, בתהליך הקרוי 'קרינת הוקינג', או ביתר דיוק 'קרינת בקנשטיין־הוקינג'. הדבר עשוי להעניק לו את פרס נובל". ואכן, יש כמה פיזיקאים בכירים שמאמינים כי חור שחור זעיר עשוי להיווצר במכונה, אבל מדענים ב-CERN ובמקומות אחרים מזדרזים להרגיע אותנו: ההסתברות לכך שהוא יחזיק מעמד זעירה ביותר. אך מה צר; אנו בישראל צריכים לקוות לאירוע כזה, כי אם יזכה הוקינג בפרס נובל בוודאי יזכה בו גם יעקב בקנשטיין, איש האוניברסיטה העברית.
עם זאת, ספקולציות כאלו תופסות רק מקום שולי במסע אל שחר היקום. עיקרו של הספר הוא הדיון בבעיות התיאורטיות שהמאיץ אמור להשיב עליהן, ובאנשים המחפשים את התשובות. יש בו ראיונות רבים עם אנשי CERN, בעיקר איטלקים, משום מה, אם כי המעורבים במיזם הם בני עשרות מדינות, ועם מדענים אחרים, ויש בו תיאור של האכזבה הגדולה של ספטמבר 2008, כשהמאיץ הפסיק את פעולתו זמן קצר אחרי שהחלה הרצת הניסיון הראשונה שלו והושבת לחודשים רבים בגלל תקלה טכנית פעוטה (ריתוך לא מספיק חזק של חיבור אחד). מתוארת גם התרוממות הרוח בעקבות החידוש המוצלח של פעולתו בנובמבר 2009. הרצת LHC נמשכת. בשנה הבאה הוא צפוי להגיע לשיא עוצמתו, ומי יודע מה התקוות שיצליח להגשים. עד אז, המבקשים לדעת במה דברים אמורים מוטב להם שיקראו את הספר הזה.
אמיר ד' אקסל, "מסע אל שחר היקום", בתרגום עמנואל לוטם ובהוצאת אריה ניר
|
.jpg?id=3823223){kind=small}
