חזית המדע 2832
עולם הפיזיקה כמרקחה. טרחנים מסוכנים מנסים להשתלט על מרכזי המחקר המוקדשים לנושא החם והעמוק ביותר של המדע: איחוד הכוחות בטבע. מנגד, אנשי המדע השמרנים משיבים מלחמה שערה. הבעיה היא שלא ברור מי הוא מי.
תורת המיתרים: תצלום אילוסטרציה (באדיבות MorguFile)
כל הדיוט חובב מדע יודע שהפיזיקה נמצאת כיום בשיא כוחה. תורת החלקיקים האלמנטריים נחלה ניצחון עצום בשנות השבעים של המאה שעברה, עם התפתחות "המודל הסטנדרטי"- תורה פיזיקלית שמסבירה ומאחדת שלושה מארבעת הכוחות הידועים בטבע. ספרי מדע פופולרי מתגאים בדיוק המדהים של התחזיות של תורה זו ומצטטים ספרות רבות אחרי הנקודה העשרונית. יחד עם זאת, בפסקה האחרונה של כל ספר כזה מסבירים שעוד רבה הדרך – כוח המשיכה, הכוח הרביעי של הטבע, לא נלקח בחשבון ב"מודל הסטנדרטי". ספרים עדכניים ידווחו שכיום הושגה פריצת דרך גם בנושא זה: "תורת המיתרים" היא תורה חדשה ומבטיחה, שטובי המוחות בתחום הפיזיקה מתקבצים לפתחה, בתקווה להסביר את חידות המילניום החדש - איחוד הגרביטציה עם המודל הסטנדרטי.

הכלה יפה מדי (אזהרה: נפנופי ידיים לפניך)

על אף תמונת המצב המפוארת שספר המדע הפופולרי (ההיפותטי) מציג, פיזיקת החלקיקים נמצאת במשבר מאז שנות השבעים. המשבר נובע באופן פרדוקסלי מההצלחה הטובה מדי של אותו "מודל סטנדרטי". המודל הזה מנבא בצורה טובה כל גודל שהחלקיקאים מסוגלים למדוד היום במאיציהם. מדי פעם אומנם מתגלות "אנומליות"- תופעות שאינן מוסברות על ידי המודל ולכן מעוררות עניין רב; אבל האנומליות הללו בדרך כלל מתבררות כסטיות סטטיסטיות, ורובן נעלמות אחרי שאוספים מספיק מדידות חוזרות.

למרות ההצלחה של המודל הסטנדרטי, הדעה המקובלת בפיזיקה היא שהמודל הסטנדרטי אינו יכול להיות סוף פסוק. הסיבות הן פילוסופיות אך גם מתמטיות־פרקטיות. סיבה מהמחלקה הפילוסופית היא שלמודל הסטנדרטי יש די הרבה פרמטרים (כמאה) שיש לכוונן, על ידי מדידות במעבדה, כדי לקבע את המודל. ואילו מבחינה פילוסופית, אנשי המדע נרתעים מתאוריה כל כך מרובת פרמטרים (כדברי פאולי- עם חמישה פרמטרים חופשיים, פיזיקאי יכול להתאים [עקומה ל] פיל).

סיבה פרקטית- איננו יודעים מה קורה לתאוריה בנוכחות גרביטציה חזקה מספיק. אין כיום דרך למדוד את ההשפעה של גרביטציה חזקה על חלקיקים אלמנטריים, ולכן גם כשיש תאוריות שמנסות לתאר את ההשפעה הזאת, אין שום עוגן ניסיוני לבדיקתן. כתוצאה מכך, הפיזיקה של החלקיקים האלמנטריים נחלקת בין "ארטיקולציה של הדוגמה"- כלומר חיטוט יותר ויותר מעמיק בקרבי התאוריה הקיימת בתקווה לגלות הפתעות, או מדידות במאיצים בתקווה לגלות סטיות מהניבויים, לבין חקירות מתמטיות שמטרתן להכליל את התאוריה הקיימת אך ללא צורך ביכולת להסביר עובדות חדשות.

המשבר ברור, כמו גם הדרכים לצאת ממנו: למצוא תוצאות ניסיוניות חדשות, ולגלות תיאוריה חדשה. בתחום הניסיוני, יש התקדמות בשתי חזיתות - בחזית המאיצים ובחזית התצפיות האסטרונומיות. בשנה הבאה עומד המרכז האירופי למחקר גרעיני (CERN) להשיק מאיץ ענק, ה- LHC. ייתכן שהאנרגיות של מאיץ זה יהיו גדולות מספיק כדי למצוא מספר תופעות ספקולטיביות שיצביעו על תיקונים ושינויים נדרשים במודל הסטנדרטי, אבל לא כאלו העשויים לאחד אותו עם הגרביטציה. לשם כך צריך להגיע לאנרגיות שמאיצים אינם יכולים להשיג כעת (וכפי הנראה גם לא בעתיד הנראה לעין). לכן מנסים המדענים שיטה נוספת – תצפיות אסטרונומיות. האנרגיה המצויה בתהליכים אסטרופיזיים היא עצומה, ובנוסף, תצפיות אסטרונומיות גם נותנות מידע על התנהגות היקום לפני מיליארדי שנים, בזמן בו אולי לגרביטציה היתה השפעה חזקה יותר על התנהגות החלקיקים האלמנטריים.


הרכבת גלאים במאיץ LHC ב- CERN



התצפיות האסטרונומיות אומנם סיפקו סחורה, אבל טיבה של זו לא ברור- היקום מתנהג כאילו הוא מלא ב"אנרגיה אפלה" הגורמת לגלקסיות להידחות זו מזו בקצב הולך ועולה. התרחקות הגלקסיות זו מזו היא התנהגות שונה באופן מהותי ממה שחשבו עד לפני כעשור, אבל הסיבה להתנהגות זאת עדיין מסתורית והקשר שלה לבעית האיחוד מעורפל.

בתחום התאורטי, המועמדת המובילה היא כאמור תורת המיתרים. היא נושאת בחובה את היכולת לאחד את הגרביטציה עם שאר הכוחות בצורה קוונטית. האיחוד הזה הוא צורך קריטי של הפיזיקה, ובלעדיו יש לפיזיקה סתירה ברמה הבסיסית ביותר של הבנתנו את היקום. התאוריה עברה תהפוכות רבות בצורתה, אבל מקובל לראות בה תאוריה מובילה החל משנת 1984, ולפריצות הדרך התאורטיות שאיפשרו אותה קוראים "מהפכת המיתרים הראשונה" (כמו שהשם מרמז, היתה מהפיכה נוספת בשנת 1995).

למרות ההבטחה הגדולה של תורת המיתרים, וההתקדמויות הפורמליות הרבות בתחום, הקשר שלה למציאות הפיזיקלית הוא עדיין מאוד רופף. התאוריה איננה מוגדרת היטב, ולמעשה אין כמעט אף גודל מדיד שהיא מנבאת. לאחרונה גם התברר שהתורה מספקת מספר עצום של "יקומים" אפשריים, ובינתיים אף אחד מהם לא נראה כמו היקום בו אנו גרים. יתירה מכך, גם אם יימצא פיתרון המתאים ליקום שלנו, נתקשה לנבא דברים חדשים - אולי הפתרון שמצאנו הוא יקום שזהה ליקום שלנו פרט לעובדה החדשה אותה אנו מודדים כרגע? האי־בהירות של התאוריה מעלה גם ספיקות בדבר האפשרות להפריך (במובן הפופריאני) את תורת המיתרים, לפחות לעת עתה.

תוצאות אלו, בתוספת התסכול המתמשך של חוסר התקדמות בכיוון הניסויי, יצרו תנועת נגד. לכאורה המצב טבעי לגמרי - כשאין תאוריה סגורה מתפתחים כמה כיוונים מתחרים, "השוק החופשי של הרעיונות". אבל אנשי תנועת הנגד טוענים יותר מכך. אם נמשיך את האנלוגיה הכלכלית, המתנגדים מדברים על מונופול דורסני, שבו חוקרי תורת המיתרים מונעים מתאוריות אחרות להיחקר באופן מעמיק באמצעות השליטה שלהם בתקציבי המחקר ובשבתם בוועדות הקבלה באוניברסיטאות. ואז פרופסור פיטר וויט החליט לכתוב בלוג.

מטא־פיזיקה, מטא־בלוגיקה

גם פיזיקאים הם גרפומנים תאבי חשיפה, וגם להם יש בלוגים. מעבר להגיגים הרגילים (סרטים שראה הבלוגר, ספרים שקרא, פוליטיקאים שהוא שונא ותובנות עמוקות על המצב האנושי שהתקבלו בעקבות נסיעה במונית) אפשר לקרוא בבלוגים של הפיזיקאים גם על הפוליטיקה הפנים אוניברסיטאית, הקשיים בדרך לקביעות, ובאופן כללי על חייו של האקדמאי. אפשר אפילו לקרוא על הנעשה במדע. לא מפתיע- אנו מצפים ממדענים לספר על מדע בבלוגים שלהם. מכיוון שתורת המיתרים היא הנושא בפיזיקה היום, ברור שיכתבו גם על כך. בלוגים כמו "שולחן הקפה של המיתרים" The string coffee table וכמו "שונות קוסמית" cosmic variance דנים בהתפתחויות האחרונות.

פיטר וויט, מרצה למתמטיקה ואחראי על רשת מחשבים באוניברסיטת קולומביה, פתח אף הוא בלוג שמטרתו המוצהרת לעסוק בתורת המיתרים. שמו של הבלוג "אפילו לא שגיאה" הוא עלבון מחושב היטב - בקהילת הפיזיקאים זהו תואר יותר גרוע מ"מוטעה". השם מבוסס על אימרת כנף של ולפגנג פאולי (שהוזכר לעיל), שתיאר כך עבודה של חוקר צעיר. אין פיזיקאי שלא יזהה את המקור ואת כוונת המחבר.

עם הצהרת כוונות כזאת, אפשר היה לצפות שמדובר בטרחן שמטרתו לזכות בתשומת לב באמצעות הצהרות בומבסטיות נגד הממסד השמרני. למרבית הפלא, הבלוג עצמו נעדר התלהמות כמעט לחלוטין, וויט מציג את עמדתו בצורה שלווה יחסית וטענותיו מנוסחות היטב. התגובות בבלוג הן סיפור אחר; אבל בעל הבלוג בדרך כלל מסלק תגובות פרועות מדי. בפיקחות רבה נוהג וויט להוריד דווקא את התגובות המתלהמות המצדדות בעמדה שלו, ומשאיר לעיתים תכופות את ההתלהמויות מצד אנשים שמתיימרים להגן על תורת המיתרים מפני ביקורתו. קריאה בתגובות הבלוג יוצרת לפעמים את הרושם ש*הוא* מייצג את עמדת הקונסנזוס, מול טוקבקיסטים מתלהמים המזדהים בשמות כגון "חוקר תורת המיתרים". אפילו פרופסורים המזדהים בשמם מנהלים איתו לפעמים התכתשויות מאוד לא "פרופסוריאליות".

לכאורה, וויט הוא עוד טרחן מדעי. הוא אומנם פרסם מספר קטן של מאמרים בפיזיקה, אבל לא היה חוקר פעיל בשנים האחרונות. המשרה שלו בקולומביה אינה במחלקה לפיזיקה ואינה משרת מחקר מלאה. רשימות בבלוג אינן אמורות להוות תחליף למאמרים מדעיים. מכיוון שטרחנים מדעיים אינם תופעה נדירה, אפשר היה לצפות להתעלמות מצד קהילת החלקיקאים. אבל הבלוג של וויט החל למשוך תשומת לב מסויימת. מעבר להתעסקות בתורת המיתרים ניתן היה למצוא שם עדכונים לגבי התקציבים שהקונגרס האמריקאי הקצה למחקר, עדכון לגבי ביצועי מאיצים ופרטים על ההיסטוריה של הפיזיקה.

דיקאן הטרחנים או נביא זעם?

המיקרו בלוגוספירה של הפיזיקאים הגיבה כמעט מייד לבלוגר החדש. מנגנוני הטראקבק יידעו את הבלוגרים האחרים שבלוג חדש נולד, ושהוא מקשר אליהם. התגובות היו מעורבות. רוב הקהילה התנגדה לדעות המובעות בבלוג, אבל (לפחות באופן הצהרתי) קיבלו בברכה את קיום הבלוג והכירו בלגיטימיות של חלק מהטענות שהועלו בו נגד תורת המיתרים. גם הרבה מחוקרי תורת המיתרים בקרב הבלוגרים הגיעו למסקנה שפיטר וויט אינו טרחן. אבל היו גם שהתנגדו באופן נחרץ ולעגו במילים בוטות לוויט. אחד מהתוקפים הכי בוטים הוא חוקר ובלוגר מ-MIT (במסצ'וסטס) בשם לובוס מוטל [זהירות- הבלוג שלו מלווה במוסיקה רועשת]. מוטל לא מסתפק בתיוג של וויט כטרחן, אלא מכנה אותו "דיקאן הטרחנים" ו"אנטי מדעי". הוא משווה את וויט לאנשי ה"תכנון האינטליגנטי" ואגב כך את תורת המיתרים לאבולוציה. הוא קורא לו "מיקרוב מדעי שלא כתב אף משוואה [בתחום]". אבל מוטל מתבטא בבוטות בתחומים רבים, החל מהתחממות כדור הארץ (הונאה ושטות!) עבור בהעדפה מתקנת לנשים (מיותרת ומסוכנת) וכלה בפינושה (דיקטטור רצחני, אבל כלכלן לא רע). אולי כדאי גם להזכיר שהוא בעד תורת האבולוציה.


עטיפת ספרו של וויט



וויט לא הסתפק בכתיבת בלוג. לאחרונה הוא פרסם ספר ששמו כשם הבלוג, בו הוא מפרט לעומק את התנגדותו לתורת המיתרים. ממש לקראת צאת ספרו פרסם גם לי סמולין, פרופסור לפיזיקה ממכון "פרימטר" באונטריו שבקנדה, ספר התוקף אף הוא את תורת המיתרים ומציע גישה אחרת לבעית האיחוד. יתירה מזאת, שני הספרים מטפלים גם בבעיה לא ממש מדעית – הקצאת תקציבים וקידום של חוקרים העוסקים בגישות מתחרות לתורת המיתרים (גילוי נאות- לא קראתי את הספרים, אבל קראתי הרבה מאוד פוסטים של שני המחברים בנושאי הספרים). האם פה קבור הכלב? מאז שנות השמונים, התאוריה המובילה היא תורת המיתרים. מבחינה כמותית לפחות, תורה זאת מושכת אליה את המוחות המבריקים ביותר, ולאלה גם מבטיחה את הקריירה הבטוחה ביותר.

גם וויט וגם סמולין מזהירים מתופעות "סוציולוגיות" – לחץ חברתי מופעל על סטודנטים לעסוק בנושא החם, אפילו אם התוצאות בתחום הן מעטות. אד וויטן (Witten), שיש אומרים שהוא הפיזיקאי התאורטי הנחשב ביותר היום, פעיל מאוד בתחום וקרא לתורת המיתרים "תאוריה מהמאה ה-‏21 שהתגלתה בטעות במאה ה-‏20". כמעט כל המשרות הקבועות לחלקיקאים במכון למחקר מתקדם בפרינסטון (מקום מושבו של וויטן) שייכות לחוקרי מיתרים. לטענת סמולין, ועדות גיוס של אוניברסיטאות שבהן יושבים פרופסורים בתחום המיתרים נוטות לחפש מועמדים בתחום זה. וויט וסמולין הם במידה מסויימת "קורבנות השיטה". סמולין נאבק על מימון ועל סטודנטים, וויט רומז שעזיבתו את הפיזיקה קשורה לכך שלא עסק בתורת המיתרים, אבל טוען ש"מי שחושב שאני מריר אינו מכיר אותי היטב".

המשחק היחיד בעיר

מהמר מכור הגיע לעיירה קטנה, משתתף במשחק קלפים ומפסיד את כספו. כשהוא חוזר לידידיו הוא מספר כי ידע שהשחקנים מרמים, אבל לא היתה לו ברירה - "זה היה המשחק היחיד בעיר". חיפוש קצר באינטרנט מגלה שחתן פרס הנובל שלדון גלאשו מתאר כך את העיסוק בתורת המיתרים. גלאשו לא בדיוק התכוון להחמיא לתורה, אבל הרבה מדענים (שאולי לא מודעים למקור הביטוי) נאחזים בנימוק שלו. לתורה אכן יש יופי מתמטי רב, על כך מסכימים גם המבקרים (וויט וסמולין בתוכם), יש בה רמזים לקשרים עמוקים בין תוצאות תאורטיות רבות שעל פניהן לא נראות קשורות. האם זה מספיק כדי שאחוז נכבד מהחוקרים באוניברסיטאות יעסקו בתורה שלא סיפקה תחזיות, ועדיין לא ברור אם היא עקבית בתוצאות קיימות? מן הסתם, מרבית החוקרים חושבים שהתשובה היא חיובית. לדעתם של חוקרים רבים, עשרים שנה הן לא זמן רב עבור התעסקות בייצוב תאוריה. ג'ו פולצ'ינסקי, חוקר חשוב ומאבות התחום, משווה זאת לחמישים השנה של המחקר בתורות השדות הקוואנטיים ועד ליצירת המודל הסטנדרטי.

האם לדעתם אין לתמוך כלל בעיסוק בתורות אחרות? מקריאה בבלוגים עולה שלפחות חלק מהחוקרים מקבלים את העובדה שתורת המיתרים איננה (עדיין) תורה ברמת ודאות המתקרבת אפילו לתורות מקובלות אחרות בפיזיקה. זאת נקודה חשובה, כי אחד מהדברים שמרתיחים במיוחד את וויט בבלוג שלו הוא ההצהרות המוגזמות ("הייפ" בלשונו של וויט) על ההצלחות של תורת המיתרים. כינויים כמו "התאוריה של הכל" גורמות לו לייצר פוסטים אלימים במיוחד (אם כי פושרים למדי לעומת פוסט טיפוסי של מוטל). לדעתו של וויט, יש פער ניכר בין מה שנכתב בסיפרי המדע הפופולרי לבין מצב התאוריה הממשי.

כביסה מלוכלכת

בלוג מוצלח איננו דווקא בלוג אובייקטיבי. בלוגים מוצלחים הם דווקא בלוגים עם אג'נדה, שנכתבים בבוטות. הרבה פחות מעניין לקרוא דעות מתונות. זאת תופעה ידועה גם אצל כותבי טורים בעיתון - הקיצוניים יותר תמיד מעניינים, אפילו כשהם מרגיזים. ההסתכלות על מחלוקת בפיזיקה דרך העדשה המעוותת של הבלוגוספירה עשויה להיות מטעה. פיטר וויט מוחה (או מחזק את דעתו, תלוי איך מסתכלים) על כך שמעט מאוד חוקרים מגיבים ברצינות על טענותיו. האם זה משום שלמעשה המחלוקת היחידה היא בדמיונם של בלוגרים מספר, ושברקיעים הגבוהים של המחקר פשוט מתעלמים מקריאות הביניים של בעלי זכות הצעקה? אולי ההתייחסות של בלוגרים אחרים (וגם אמצעי התקשורת ה"רגילים") לטרוניות של וויט וסמולין נובעת פשוט מנטייה טבעית לסנסציות? אנשי "תנועת הנגד" נתפסים בעיני חלק מהתקשורת כבעלי עמדת נחיתות וכ"אנטי ממסדיים", ולכן אולי זוכים ליותר התייחסות מהמגיע להם באמת.

יש שמאשימים את וויט באותו חטא שהוא סולד ממנו כל כך אצל חוקרי המיתרים – פרסום יתר סנציוני של חצאי אמיתות. בקרב המבקרים של הספרים של וויט וסמולין מתרעמים על מידה מסויימת של דו־פרצופיות. וויט וסמולין טוענים בהופעות פומביות ובבלוגים שלמעשה הם מבקשים "לפתוח את הנושא לדיון" ולספק "ביקורת בונה" לעמיתיהם. הם מופתעים וסולדים מהקרקס התקשורתי סביב ספריהם. אם כך, מדוע בחרו בשמות פרובוקטיביים (ספרו של סמולין נקרא (בתרגום חופשי): "הצרה עם הפיזיקה - עלייתה של תורת המיתרים, נפילתה של הפיזיקה ומה יהיה ההמשך?" פיטר וויט רומז בספרו שהתנהלות המחקר בתורת המיתרים דומה לזו של כת דתית. חוקרי מיתרים מרגישים שספרו של סמולין מאשים אותם ב"חשיבה קבוצתית".


עטיפת ספרו של סמולין



הפיזיקה איננה מתפתחת דרך בלוגים. כתיבה שנונה בבלוגים איננה יכולה להחליף עבודת מחקר . פיטר וויט כתב ספר על מה שנראה לו ככישלון של תורת המיתרים, אבל הוא אינו מציע חלופה ברורה. לכאורה, כל מה שהיה צריך וויט לעשות הוא להציע תאוריה חלופית מבטיחה. הוא אינו מתיימר אפילו לעשות זאת (אם כי הוא רומז לפעמים בבלוג שלו שהוא "מתכוון" יום אחד לחקור כיוונים מבטיחים). הדרישה / תקווה של וויט וסמולין לייצוג נאות לגישות מחקריות אחרות מזכירה לרבים דרישות להעדפה מתקנת כלפי מיעוטים; אבל מחקר מדעי אמור להיות מריטוקרטי (כלומר- על בסיס כישורים) ולא על בסיס ייצוג דמוקרטי. חוקרים רבים מובכים מהטענות הסוציולוגיות של וויט וסמולין- מבחינתם הם בחרו לעסוק בתורת המיתרים כי היא נראתה להם הכי מושכת, הכיוון שלה הוא הכי מבטיח ואינם מרגישים צורך להצדיק את ההעדפה שלהם- מי שרוצה לעסוק בכיוונים מבטיחים אחרים, מוזמן. ועדות הקבלה מקבלות חוקרי מיתרים צעירים משום שהם המועמדים המוכשרים והמבטיחים ביותר. אם וויט וסמולין רוצים חברה- בבקשה, יטרחו וישכנעו את הקהילה דרך תוצאות מדעיות, לא דרך פוסטים בבלוג ולא דרך ספרים שקוראים תיגר על שיטת הבחירה העצמית של הפיזיקאים את עמיתיהם לאוניברסיטה.

פיזיקאים רבים גם חוששים שמדובר בהטיה של כיווני מחקר באמצעים פוליטיים. החוקר קליפורד ג'ונסון אומר על וויט וסמולין "אולי התכוונתם להרוס את בית המיתרים, אך למעשה אתם הורסים את הבית של כל הפיזיקה של האנרגיות הגבוהות". הוא מאשים אותם (בבלוג שלו, אלא איפה) בהטעיית הציבור כאילו מחקר מדעי נעשה דרך ראיונות באמצעי התקשורת ודרך פרסום ספרי תגובה.

מצד שני, אין להתעלם מהפן הסוציולוגי של קהילת הפיזיקאים. לא כל הפיזיקאים לעתיד מודעים לספקות ולתיסכולים שמקיפים את תחום המיתרים, בייחוד אם הם ניזונים מספרות פופולרית. לא ברור כמה אינפורמציה על "התמונה הגדולה" אפשר לקבל מהרצאות טכניות באוניברסיטה, בעיקר מכיוון שהמחקר בתחום עדיין נמשך, ובעצם לא ידוע איך תורת המיתרים תראה "באמת" אם וכאשר האבק ישקע. עד לפני עשור, הבלוגוספירה היתה דלילה מאוד ופרט למספר "פרוטו בלוגים" (שהמוכר ביניהם הוא אולי הדיווח השבועי של ג'ון באאז), סטודנט מתחיל שהתעניין בתחום יכול היה להסתמך רק על ספרות פופולרית. אם אכן ספרי מדע פופולרי נוטים להפריז בהצלחות של תורת המיתרים, הבלוג של וויט (וספרו) עשויים לטעת בליבו של חוקר מתחיל את הספק הבריא. הוא גם מספק לחוקרי המיתרים מבט חיצוני וחסר אהדה על התחום שלהם, ומי יודע, אולי קנאת הסופרים גם תרבה חכמה.

לא הגענו לסוף הסיפור, וקשה להדיוט לדעת אם המחלוקת כאן היא אמיתית או "סערה בכוס תה" כפי שהגדיר זאת קליפורד ג'ונסון. למי שמתעניין בפיזיקה, בתרבות שמסביבה, ובהשפעת הבלוגרים עליה, תהיה תקופה מעניינת של תצפיות.

LHC יתרץ קושיות וטענות?

הלוואי שיכולתי להיות אופטימי לגבי סיכוייה של המחלוקת הזאת להיפתר באופן מדעי־ניסיוני.

לכאורה, פן חשוב בסוציולוגיה של הפיזיקה הוא הצורך בהתאמה למדידות, ולכן כל שצריך הוא לבנות מאיץ חזק מספיק או רדיו טלסקופ גדול דיו; אלא שכרגע נראה כי יעברו לפחות עוד דור או שניים של טכנולוגיה עד שיימצאו תוצאות שיכולות *להפריך* בצורה חד משמעית את תורת המיתרים, וזאת להבדיל מהיכולת לאשש אותה. אבל יש עוד דרך להרוג תאוריה - לנטוש אותה בשל תסכול. חוסר תוצאות אינו מעיד על כישלון התאוריה, אבל העוסקים בה עשויים לתעל את מרצם לאפיקים אחרים, או חמור מכך (וסביר מכך), המממנים של החוקרים (קרי, ממשלות העולם) עלולים להפסיק את המימון של אותם מאיצים ורדיו טלסקופים.

ה- LHC יוכל לספק אישושים אם הוא יגלה סטיות מהמודל הסטנדרטי. מצד שני, אם ה- LHC לא יגלה הפתעות, הדבר לא יהווה מכשול לתורת המיתרים עצמה, אבל מבחינת *העוסקים* בתורה, זה עשוי להצטייר כאינדיקציה שמדובר (לפחות דה פאקטו) בתאוריה שאיננה בת־הפרכה במובן הפופריאני. למעשה כבר נשמעו קולות בקרב החוקרים הקוראים להמעיט בחשיבות קריטריון ההפרכה, ולא להתרגש מהצהרות ה"פופראצים" (כלומר, פאפארצים של פופר). אבל זה כנראה נושא למאמר אחר.

הערה

לאחר סיום הכתיבה של מאמר זה גיליתי שמאמר על נושאים דומים מאת ד"ר ברק קול אמור להתפרסם בקרוב ב"גלילאו". אפשר לקרוא את המאמר של ד"ר קול כאן, ולקורא ינעם.
קישורים
תורת המיתרים ויקיפדיה
המודל הסטנדרטי ויקיפדיה
גרביטציה ויקיפדיה
פאולי ויקיפדיה
LHC ויקיפדיה
אנרגיה אפלה ויקיפדיה
The string coffee table
cosmic variance
אפילו לא שגיאה
פיטר וויט דף הבית
לי סמולין דף הספר באמזון
אד וויטן ויקיפדיה (אנגלית)
שלדון גלאשו ויקיפדיה (אנגלית)
לובוס מוטל הבלוג
קליפורד ג'ונסון הבלוג
המאמר של ד"ר קול
פרסום תגובה למאמר

פרסומים אחרונים במדור "מדע"


הצג את כל התגובות | הסתר את כל התגובות

  מענין מאוד • אורי גוראל-גורביץ' • 159 תגובות בפתיל
  לא רק בשביל המיתרים • ליאור גולגר
  ללא כותרת • קהלת
  מאמר מעניין מאוד • אל (גור) • 5 תגובות בפתיל
  LHC • אפופידס • 21 תגובות בפתיל
  obligatory link • האייל האלמוני • 4 תגובות בפתיל
  ? • אלון עמית • 3 תגובות בפתיל
  תקציב 2008 (בארה"ב) • ראובן • 2 תגובות בפתיל
  עוד כוכב עולה? • אלון עמית • 6 תגובות בפתיל
  חלקיק חדש מפרמי-לאב? • ראובן (לרגע) • 27 תגובות בפתיל
  פיטר וויט מסביר • האייל האלמוני
  טרחן פיזיקלי, או שיש דברים בגו? • האייל האלמוני • 68 תגובות בפתיל
  איך לא חשבו על זה עד עתה?! • דב הניס • 3 תגובות בפתיל
  גלים גלים, עולים עולים • הפונז
  גלים גלים, עולים עולים • הפונז
  גלים גלים, עולים עולים • שוטה הכפר הגלובלי • 4 תגובות בפתיל
  גלים גלים, עולים עולים • ג'וד
  גלים גלים, עולים עולים • אח של אייל
  גלים גלים, עולים עולים • ראובן • 4 תגובות בפתיל
  גלים גלים, עולים עולים • שוטה הכפר הגלובלי • 23 תגובות בפתיל
  גלים גלים, עולים עולים • רון בן-יעקב • 2 תגובות בפתיל
  גלים גלים, עולים עולים • הפונז
  גלים גלים, עולים עולים • אח של אייל
  גלים גלים, עולים עולים • הפונז
  גלים גלים, עולים עולים • אח של אייל
  אני לא עודד, אני וינסטון המודד • הפונז
  גלים גלים, עולים עולים • הפונז
  in space, no one can hear you scream • שוטה הכפר הגלובלי
  in space, no one can hear you scream • הפונז
  in space, no one can hear you scream • צפריר כהן
  in space, no one can hear you scream • אח של אייל
  in space, no one can hear you scream • שוטה הכפר הגלובלי
  in space, no one can hear you scream • שוטה הכפר הגלובלי
  in space, no one can hear you scream • אח של אייל
  in space, no one can hear you scream • אח של אייל
  in space, no one can hear you scream • אח של אייל
  in space, no one can hear you scream • שוטה הכפר הגלובלי • 4 תגובות בפתיל
  in space, no one can hear you scream • הפונז • 3 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • יוסי
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 2 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • יוסי
  שובו של ה ligo • הפונז • 4 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • יוסי
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 2 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
שובו של ה ligo 717775
משהו קצת מטריד אותי עם המיזוגים האלה שאנחנו 'רואים'‏1.
אחרי שנים סוף סוף הפנמנו את מה שהרביצו בנו קיפ תורן וחבריו, על כך שכשמישהו/משהו נופל לתוך חור שחור האטת הזמן שלו עבור צופה חיצוני הולכת וגדלה, כך שמבחינתנו, הוא לעולם לא יגיע לאופק האירוע שכן זה ייקח אינסוף זמן במערכת הייחוס שלנו.
עכשיו, מספרים לנו שלא סתם מישהו קטן, אלא שחור שחור (אחר) אחר שלם התמזג לאופק האירוע של החור השחור הראשון, ותוך הרבה פחות מאינסוף שניות - כנראה הרבה פחות משנייה - הם הפכו לחור שחור חדש. מה שמן הסתם אומר שמישהו כבר נכנס לאופק האירוע של מישהו אחר, אם תסלחו לי על הצרפתית.

אז עכשיו אני לא מבין - או שזה לוקח אינסוף זמן, או שזה לוקח שנייה. עבור אותו צופה, אנחנו, זה או זה או זה‏2.
מי פותר את הסתירה הזו?

1 ופתאום היכתה בי ההבנה האקטואלית של הענין - מסתבר שכשיש מיזוג לא סימטרי, זה אומר שזה ספין של המתמזג הגדול יותר. נו, את זה ידענו גם בלי גלאי כבידה.
2 התפתתי לכתוב now, which witch watch which watch - אבל אז הבנתי שבמקרים האלה זה רק יסבך את העניינים.
  שובו של ה ligo • אח של אייל • 2 תגובות בפתיל
שובו של ה ligo 759653
הסוגיה העומדת בבסיס השאלה שלך טרדה גם את מנוחתי לפני כמה חודשים. הרגשתי כמי שהתדרדר מקבוצת בעלי התואר השני ביחסות כללית, אל קבוצת מי שבהם נותנת ד"ר קולייר סימנים. פניתי לבעלת תואר ד"ר בתחום, וזו אישרה שאכן מדובר בשאלה שאלתית, דבר שעולה גם מתשובה זו.

הנקודה היא כזו: נפילה לחור שחור תיקח אינסוף זמן עבור צופה חיצוני (שנמצא באינסוף, אבל לא נהיה קטנוניים). לא מדובר בתכונה של גלי אור, אלא בעצם חלוף הזמן. בהינתן קרינת הוקינג, החור יתאדה עןד קודם לחציית אופק האירועים ע"י הנופל. מה שיראה הנופל הוא את היקום מחוצה לו מאיץ ומתקרר, בעוד שהחור הולך ונעלם לו במהירות. לקראת הסוף יקרעו את הנופל כוחות הגיאות, ואת מה שיישאר תאדה קרינת הוקינג - שניהם מתעצמים באזור האופק ככל שהחור קטן.

למעשה, אני נוטה לחשוב שמסיבה זו, כל תיאור מתמטי של היווצרות של חור שחור יגלה שהתהליך לוקח אינסוף זמן.

הניחוש שלי הוא שאם ישנם חורים שחורים, מדובר רק בכאלו שנוצרו כבר בראשית היקום, שאז פתרון שוורצשילד אינו רלוונטי. לאחר מכן נוצרו רק "חורים אפורים", כלומר גופים שקרסו לכדי סף חור שחור, והאינטרקאציה שלהם עם שאר היקום היא כשל חורים שחורים תאורטיים, כולל ווריאציה על קרינת בקנשטיין-הוקינג. פנימה של מטריקת שוורצשילד שלהם אינה פיזיקלית. משום כך גם יתכן שבעיית אובדן המידע הכרוכה בחורים שחורים, אינה פיזיקלית.
שובו של ה ligo 759654
רגע רגע, עבור הנופל (גם את זה למדנו מקיפ תורן) הנפילה לא תיקח אינסוף זמן, אלא הרבה פחות מזה. עד כדי כך שבחור שחור מספיק גדול יש מצב שהוא אפילו ישרוד אחרי שיעבור את אופק האירוע. ואז מהר מאד הוא כבר יספוגט וכן הלאה. אבל הוא ממש לא יזכה לראות את היקום מתקרר. אפילו לא את ארוחת הבוקר שלו.
שובו של ה ligo 759655
זה היה לפני שלקחו בחשבון את קרינת הוקינג.
שובו של ה ligo 759669
נראה לי שקרינת הוקינג לא אמורה להשפיע על מערכת הייחוס של אסטרונאוט שנופל, זה נובע מיחסות כללית. היא רק משפיעה (ממש ממש ממש חלש בחזקת מיליון) על האנרגיה של החור השחור.
שובו של ה ligo 759671
קרינת הוקינג מוכרת כבר מתחילת הסבנטיז, הספר של ת'ורן הוא מהניינטיז.
שובו של ה ligo 759672
אם אתה מתכוון ל-Gravitation, הוא יצא לראשונה ב-‏1973. אבל אני רואה שהוא ממשיך לפרסם כאילו אין מחר.
רבים מאנשי יח"כ מעדיפים לעסוק בתאוריה הטהורה, ללא הספקולציות הקוואנטיות שלפעמים יוצרות מוזרויות אינטרדיסציפלינריות, שכל עוד אין אנו יודעים כיצד לקוונטט כח זה (אם בכלל ניתן...), ניצבות על בסיס רעוע. אולי גם ת'ורן העדיף זאת, מה עוד שרק ב-‏2019 התגלתה קרינה כזו בפועל. זכור גם שפתרון שוורצשילד מתייחס לקירוב בו היקום שטוח באינסוף ובו חור שחור שכבר קיים. אבל ייתכן ישנם כבר פתרונות ראליים יותר.
שובו של ה ligo 759674
א. אני קראתי את Black holes and time warps מ-‏1994, אבל גם ממאמרי מדע פופולרי ברשת שאני קורא (וקווארה) פה ושם, אף פעם לא נתקלתי בטענה מרחיקת הלכת שקרינת הוקינג משנה את קצב זרימת הזמן במערכת הצירים של הנופל לתוך החור השחור.
אשמח לקישורים אם יש לך.
ב. קרינת הוקינג התגלתה ב-‏2019 בפועל? גם לזה נשמח להרחבה וקישור.
שובו של ה ligo 759677
ב. טעות שלי.
א. זה לא מתחייב מתלות הזמן במסה שיורדת עם פליטת הקרינה?
שובו של ה ligo 759683
א. מנקודת המבט של מי שנופל לחור שחור, חציית סף האירוע וההאצה פנימה אמורות לקחת שניות (תלוי בגודל החור). מסת החור השחור יורדת באופן משמעותי כלשהוא (אחוז נניח מהמסה) אחרי איזה 10 בחזקת חמישים שנים. למה הן רלבנטיות אחת לשנייה?
שובו של ה ligo 759685
כי צופה חיצוני יראה את החור מתאדה לפני שהנופל מספיק לחצות את האופק, כך שעבורו הוא לעולם לא יחצה אותו. בהנחת עקביות, זה אמור להיות כך לכל הצופים.
שובו של ה ligo 759691
לפי השיקול הזה גם בלי הוקינג, הצופה החיצוני לא רואה את הנופל לעולם חוצה את אופק האירוע, אבל הצופה הפנימי כן עובר אותו. ויש סתירה.
אז מסתבר שאין. אני לא זוכר בדיוק, אבל זה דוקא כן מסתדר. ונראה לי שהשינוי הזעיר של הקטנת החור ב(כמעט) אינסוף לא מאד משנה לשיקול הזה.
שובו של ה ligo 759740
נכון! כבר בתיאור הקלאסי, ללא השעטנז הקוונטי-כבידתי, מופיעה סתירה מסויימת בין תצפיות שני סוגי הצופים. אבל שם עוד ניתן לטעון שמדובר בחוסר התאמה כמותית - בין זמן סופי לאינסופי, קצת כמו סוגיית הסימולטניות ביחסות פרטית.
להבנתי, לסתירה מלאה נדרש אירוע שלישי בין תחילת הנפילה לסופה. נדמה לי שהתאדות החור השחור היא כזו, ואם עבור הצופה החיצוני היא מתרחשת בזמן סופי, קודם לחציית האופק ע"י זה הנופל, הרי שגם עבור הנופל זה מה שיקרה‏1.

לסיום, ציטוט חמוד מן הקישור שהבאת: “the universe is not only queerer than we suppose, it is queerer than we can suppose”

1 עמדה אחרת, נדמה לי
שובו של ה ligo 759743
הקישור שלך בהערת הרגל מאד קרוב למה שאני מכיר ולמה שניסיתי לומר.
פסקה רלבנטית במיוחד:
Now, this led early on to an image of a black hole as a strange sort of suspended-animation object, a "frozen star" with immobilized falling debris and gedankenexperiment astronauts hanging above it in eternally slowing precipitation. This is, however, not what you'd see. The reason is that as things get closer to the event horizon, they also get dimmer. Light from them is redshifted and dimmed, and if one considers that light is actually made up of discrete photons, the time of escape of the last photon is actually finite, and not very large. So things would wink out as they got close, including the dying star, and the name "black hole" is justified.

As an example, take the eight-solar-mass black hole I mentioned before. If you start timing from the moment the you see the object half a Schwarzschild radius away from the event horizon, the light will dim exponentially from that point on with a characteristic time of about 0.2 milliseconds, and the time of the last photon is about a hundredth of a second later. The times scale proportionally to the mass of the black hole. If I jump into a black hole, I don't remain visible for long.

ז"א שמבחינתך, הצופה שנופל אל תוך החור, אמנם מאיט ומאיט, אבל גם נעשה יותר ויותר כהה, עד שבעצם הוא לא רק נמצא במרחק אינפיניטסימלי מאופק האירוע - הוא גם בלתי נראה לגמרי ("שחור לגמרי" אם תרצה), וזה כבר בזמן *סופי*‏1 אחרי תחילת הנפילה שלו.
מבחינה מסוימת - לפחות בראש שלי - לפי כל מדד סביר, הוא כבר חלק מהחור השחור עבורך. המסה שלו התווספה למסה של החור השחור וכן הלאה. באותה מידה שאם החור השחור סופח כוכב שלם, גם לפי התצפיות שלך מסת החור השחור תגדל כפונקציה של הזמן, ולא תישאר קבועה עם איזה "שיירי כוכב" תלויים לנצח מעל אופק האירוע. אפילו יותר מזה - אופק האירוע עצמו גדל ככל שהוא סופח יותר חומר, אז יש מצב שהאסטרונאוט שעדיין תלוי לשיטתך במרחק אפסילון מאופק האירוע "ייבלע" על ידי אופק האירוע המתרחב ואז אפילו לשיטתך הוא כבר יהיה לגמרי בפנים.

אנלוגיה נוספת שעולה במוחי שאולי רלוונטית - גם במקום לגמרי אחר, בשולי היקום הנראה לך היום, יכול להיות אסטרונאוט שמאיץ ומאיץ הרחק ממך (מאיץ בעצמו, או אם היקום, לא בטוח שזה משנה), עד למצב שאתה כבר לא תראה לעולם את האור שיוצא ממנו. גם שם, האור ממנו על הדרך נעשה חלש יותר ויותר ויותר, עד לנקודה שהוא "מחשיך לגמרי". ז"א שיש אירועים בעתידו של אותו אסטרונאוט שאתה לא תראה לעולם - אבל זה לא אומר שהם לא קורים. פשוט שמערכת הצירים שלכם לא מתואמת.

1 סופי גם לגביך, הצופה החיצוני. לגביו כאמור זה לקח כמה שניות והוא כבר בתוך החור השחור.
שובו של ה ligo 759758
זיהוי אי קליטת האור בזמן סופי עם עצם סיפוחו של הנפול אל החור אינו ברור מאליו. ניתן לראות זאת כבעייה טכנית, שזה הכיוון אלי אני נוטה בשלב זה, או, למשל במונחים של אינפורמציה או האנלוגיה שהבאת, כמאפיין מהותי ההופך אותו לחלק מן החור השחור.
ימים יגידו.
שובו של ה ligo 759656
===> מה שמן הסתם אומר שמישהו כבר נכנס לאופק האירוע של מישהו אחר

לא נכון. אופק האירועים הוא איזשהו יצור מתמטי.
כאשר החורים ההורים קרובים מאד, אבל לפני שהם "נוגעים", יש אופק אירועים שמקיף את שניהם. כמובן פתרתי את כל המשוואות בעצמי כדי להוכיח את זה, אבל אני לא אשתף כי.. אה.. אני לא רוצה לקלקל לאף אחד. אבל מי שרוצה ויזואליזציה: https://youtu.be/1agm33iEAuo
שובו של ה ligo 759670
אה, אז בעצם הם לא נכנסים זה לאופק האירוע של זה, אלא ש - קצת כמו עם חומר רגיל שקורס לחור שחור - נוצר סביבם אופק אירוע חדש.
ממש מגניב.
  שובו של ה ligo • אח של אייל • 4 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • הפונז
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 3 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 2 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 3 תגובות בפתיל
  שובו של ה ligo • אח של אייל
  שובו של ה ligo • הפונז • 15 תגובות בפתיל
שובו של ה ligo 705598
בסבב הנוכחי של התצפיות (שנקרא O3) יש אוטומציה. כלומר, ליגו+וירגו מפרסמים אירוע תוך דקות, כולל איכון - כדי שהקהילה האסטרונומית תוכל לבצע תצפיות עוקבות תוך זמן קצר.
והכל נגיש באופן ציבורי כאן: https://gracedb.ligo.org/latest/ ובז'רגון טיפה יותר ידידותי כאן: https://twitter.com/LIGO

היו 2 אירועים - אחד לפני 5 ימים ואחד אתמול וכנראה שניהם מיזוג חורים שחורים.
סוג חדש של גלי גרביטיציה 759631
לפני כשבוע, התפרסמו מס' מאמרים, של קבוצות שונות שגילו במקביל סוג חדש של גלי גרביטציה. הגילוי מבוסס על מעקב אחר קבוצת פולסרים (pulsar timing array).

במקרה של גלי גרביטציה (אבל לא רק) אורך הגלאי =~ אורך הגל = אחד חלקי התדירות

אז ליגו הוא באורך של כמה מילישניות אור (מאות או אלפי קילומטרים) וזה בערך אורך הגל שהוא עוקב אחריו‏1. והפולסרים נמצאים במרחקים של עשרות שנות אור מאיתנו וזה בערך אורך הגל הרלוונטי.

דבר שני: מדובר ב"אוקיינוס" של גלי גרביטציה ולא באירועים בדידים. אוסף של גלים שמגיעים מכל כיוון בשמיים.

מה שמעניין במיוחד הוא שהסטטיסטיקה של גלי הגרביטציה לא מתאימה בדיוק לגורם שציפו לו (זוגות חורים שחורים סופר מסיבים שמקיפים זה את זה). ויש כמה רמזים לכך שמדובר ב"פיזיקה חדשה" למשל גלי גרביטציה שהם תוצר של של המפץ הגדול עצמו. אולי אולי תהיה פה דרך חדשה לגמרי "לצפות" במפץ הגדול. עוד פרטים בסרטון של דר בקי

---
1 הזרועות עצמן הן באורך של כמה קילומטרים אבל הלייזר נע לאורכן הלוך ושוב מספר רב של פעמים לפני שמבצעים את המדידה
סוג חדש של גלי גרביטיציה 759632
כשחושבים על זה, אירוע אגרסיבי כמו המפץ הגדול, לא מפתיע שישאיר חתימה כלשהיא בצורת גלי גרביטציה (בייחוד שכבר מכירים את קרינת הרקע של שדה אחר).
אבל בין לא מפתיע לבין גילוי מדעי יש מרחק גדול (ואני כמובן מחנטרש, אני מניח שזה כן מפתיע, כי מן הסתם פיזיקאים כבר ניסוי לפתור את משוואות היחסות הכללית הרלוונטיות מכמה זיליוני שניות אחרי המפץ ולחשב מהם את גלי הגרביטציה שאמורים היו לשרוד מאז, והחישובים שלהם לא חזו את זה).
סוג חדש של גלי גרביטיציה 759634
אבל כמובן - מגניב מאד!
  in space, no one can eat your ice scream • יוסי
  in space, no one can hear you scream • ירדן ניר-בוכבינדר • 22 תגובות בפתיל
  in space, no one can hear you scream • הפונז
  איה ראובן? • שוטה הכפר הגלובלי • 2 תגובות בפתיל
  ללא כותרת • שוטה הכפר הגלובלי • 6 תגובות בפתיל

חזרה לעמוד הראשי פרסום תגובה למאמר

מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים