בספרה החדש " דופקים על דלת השמיים", תיאוריה של אוניברסיטת הרווארד, ליסה רנדל, בוחנת כיצד הפיזיקה עשויה לשנות את הבנתנו את הטבע הבסיסי של העולם. היא חושבת שמימד נוסף עשוי להתקיים קרוב למציאות המוכרת שלנו, מוסתרת למעט בזבוז מוזר של כוח הכובד כפי שאנו רואים אותו. היא גם תוהה את איפור החומר האפל, חלקיקים בלתי נראים שעיצבו את צמיחת הקוסמוס כולו. רעיונות אלה, שהיו בעבר המחוז היחיד של סופרי בדיוני, עומדים במבחנים אמיתיים בדור חדש של ניסויים. גלאים רגישים מרחרחים כעת בגלל חומר אפל, בעוד שהמכונה המדעית המורכבת ביותר שנוצרה אי-פעם, ה- Large Hadron Collider (LHC), מתחת לגבול שוויץ וצרפת, מנפצת חלקיקים תת-אטומיים זה לזה כמעט במהירות האור.
מהסיפור הזה
[×] סגור
הפיזיקאית ליסה רנדל מאמינה שמימד נוסף עשוי להתקיים קרוב למציאות המוכרת שלנו, מוסתרת למעט בזבוז מוזר של כוח הכובד כפי שאנו רואים אותו. (בוסטון גלוב דרך Getty Images) 
גלריית תמונות
תוכן קשור
- מדריך ליסה רנדל לגלקסיה
- מחפש נייטרינו, חלקיקי הרפאים של הטבע
- ראפ חור שחור
מה היו המטרות העיקריות שלך לספרך החדש?
מטרה אחת הייתה לתאר את המדע בו אני מתעניין כיום: הפיזיקה המתרחשת ב- LHC ומחפשת אחר חומר אפל. אבל רציתי גם להבהיר את טיב המדע: מה המשמעות של להיות צודק ולא נכון, מה המשמעות של ביצוע מדידות, ותפקידי חוסר הוודאות, הסיכון והיצירתיות.
האם אתה מרגיש שקהילת הפיזיקה נמצאת על סף מציאת משהו מדהים?
אני בהחלט מקווה שכך. יש לנו סיכוי טוב [עם ה- LHC] לראות את החלקיק של היגס, המספר כיצד חלקיקים יסודיים רוכשים מסה. סוגיות עמוקות אחרות כוללות סימטריה במרחב-זמן והאם יש מימדים נוספים. יש לנו באמת סיכוי לבצע דרכים בנושאים האלה.
יש כאן המון רעיונות מוזרים, מתורת המיתרים ועד "סובין" בממדים נוספים ממש ליד שלנו. מדוע עלינו להתייחס לרעיונות אלה כאל מבנים מפוארים?
אני בהחלט לא מבקש מאף אחד לקחת על עצמו אמונה באף אחד מהרעיונות שאני מציג. זה חלק מהעניין של הספר: המדע ממשיך, ואנחנו שיטתיות בסופו של דבר עם רעיונות והסברים חדשים, עוברים מהסולמות האנושיים שאנחנו מכירים היטב לסולמות כל כך מרוחקים שקשה להיות להם אינטואיציה לגבים. מדע הוא גם תהליך של תיקון עצמי, דבר שאני מצפה שיקרה עם ההכרזה האחרונה על נייטרינים שעלולים לנוע מהר יותר ממהירות האור.
האם אתה יכול לתאר את מהות הרעיון שלך לגבי ממדים נוספים?
יכול להיות שיש ביקום יותר משלושת הממדים שאנו מכירים. הם מוסתרים מאיתנו בדרך כלשהי, אולי בגלל שהם זעירים או מעוותים. אבל גם אם הם לא נראים, הם יכולים להשפיע על מה שאנחנו רואים בעצם ביקום. יש המון דברים שאנחנו לא יכולים לראות בעין בלתי מזוינת שמתבררים כמבוססים במציאות.
מידות נוספות יכולות להיות רלוונטיות לאחת השאלות שאנו מנסים לענות ב- LHC: כיצד החלקיקים משיגים את המסה שלהם, ומדוע יש להם את ההמונים שהם עושים, שהם קטנים בהרבה מכפי שהפיזיקאים היו מצפים שיהיו. אז הרעיון שלנו הוא שיש מימד נוסף שכל כך מעוות, ההמונים יהיו גדולים במקום אחד וקטנים במקום אחר. במילים אחרות, כוח הכבידה יכול להיות חלש יותר במקום אחד וחזק יותר במקום אחר. אם כן, זה יכול להיות הסבר טבעי הן מדוע המוני חלקיקים הם מה שהם, ומדוע כוח הכבידה חלש בהרבה מהכוחות היסודיים האחרים שאנו רואים.
ניתן להפריד את הממד הנוסף הזה משלנו על ידי טריליון טריליון סנטימטר. האם זה יקום מקביל ועם זאת בלתי נגיש?
זה מתקשר עם הממדים שלנו רק דרך כוח הכבידה. וכוח המשיכה חלש ביותר. חלקיק יסודי באנרגיות רגילות מפעיל כוח כבידה זניח. אבל ב- LHC, אם רעיון זה צודק, היינו רואים עדויות לממד הנוסף הזה. חלקיקים יכולים לשאת תנופה לממד הנוסף, וזה יכול להיות למעשה ניתן לצפייה.
אבל זה לא משהו שאתה חושב עליו כ"יקום מקביל? "
טכנית, כן, זה יכול להתקיים במקביל ליקום שלנו. אבל זה לא רק עותק פחמן של היקום שלנו, שרבים חושבים עליו כשהם שומעים את המשפט הזה.
אם פיזיקאים אכן מוצאים ראיות מוצקות לממדים נוספים, איך זה ישפיע על השקפתנו על היקום ועל מקומנו בו?
יכולות להיות לך תופעות בסיסיות מאוד אקזוטיות, אך הן עדיין יתאימו לכללים הרגילים שאנו מכירים. ברמה מסוימת זה לא משנה דבר. עם זאת, המשמעות היא שברמה בסיסית עמוקה כלשהי, יש יקום הרבה יותר עשיר. זה פשוט דבר נפלא לדעת ממה מורכב היקום שלנו.
אתה מתאר את ה- LHC כ"הישג מדהים ".
מבחינה טכנולוגית זה סיור בכוח. העובדה שהדבר הזה עובד מדהים. אנו מחפשים אירועים נדירים מאוד, לכן אתם זקוקים למכונה מדויקת מאוד ומובנת מאוד, בכדי לגרום להם ולגלאים להבין מה אתם רואים. אתה זקוק לכמות קיצונית של אנרגיה ממוקדת באזור קטנטן מאוד בכדי לגרום להתנגשויות הללו להתרחש, ולאפשר לרכיבי המשנה של פרוטונים - קווארקים וגלונים - להתנגש ישירות. וכשזה כן הם יכולים ליצור צורות חדשות של חומר כבד יותר.
אנשים רבים חששו שה- LHC ייצר חור שחור שזורם כוכב לכת.
מדענים התייחסו לזה ברצינות רבה, והם שללו אפשרות זו לא רק תיאורטית, אלא גם על ידי התבוננות בהתנגשויות של קרניים קוסמיות שיוצרות את אותו סוג של אנרגיה. אנו חיים בעולם שיש בו סיכונים רבים, והגיע הזמן שנתחיל לקחת ברצינות אילו מהם עלינו לדאוג. פיזיקאים הראו כי הספציפית הזו אינה מהווה סיכון.
אתה מציע דיון ישיר על דת ותאימותו למדע. מדוע החלטת להעלות נושא זה?
כמעט הייתי צריך לספר שכותרתו דפיקות על דלת השמיים . אבל יש בלבול אמיתי מה המשמעות של להיות צודק ולא נכון - ההבדל בין מהן אמונות רוחניות לבין מה זה מדע. הרגשתי שאם אני הולך להסביר מדע, חשוב להסביר את ההבחנות הללו. רציתי לקחת ברצינות את ההשקפות השונות של היקום שיש לאנשים, אבל לומר שיש באמת הבדלים.
כתבת: "החלק הדתי של המוח שלך לא יכול לפעול במקביל לזה המדעי. הם פשוט אינם תואמים."
כשאני אומר שהם אינם תואמים, אני מתכוון למשהו מאוד ספציפי: אמונה רוחנית המבוססת על משהו שאינו מבוסס על חומר או סיבה או תוצאה ממשית - הדרכים בהן אנו מבינים מדעית - שונה פשוט ממדע. זו הצהרה מאוד ספציפית.
כשאתה מדבר עם קהלים ציבוריים, איזו תפיסה שגויה פופולרית לגבי הפיזיקה מכה אותך ביותר?
אתה מנסה להסתבך אותי! זה כנראה יישום יתר של מכניקת הקוונטים. אנשים חושבים שזה מסביר דברים שזה לא יכול. יש הרבה תעלומות לגבי מכניקת הקוונטים, אך הן בעיקר מתעוררות במדידות מפורטות מאוד במסגרות מבוקרות.
אתה מתאר את גלאי הענק של ה- LHC כיצירות אמנות. האם בדיקת טבע היקום היא מאמץ אסתטי באותה מידה כמו זו המדעית?
אמנות ומדע אכן מושכים כמה מאותם אינסטינקטים יצירתיים. יש הערכה של משהו גדול מאיתנו, שלדעתי האמנות והמדע מתייחסים אליו. עם זאת, אתה יכול לקבל רעיון יפה במדע, וזה יכול להיות פשוט לא נכון - לא בגלל שהוא לא עקבי מתמטית, אלא בגלל שהוא לא מתממש בעולם.
כתבת את הטקסט לאופרה, "פרולוג היפרמוס: אופרה השלכה בשבעה מטוסים", שהעלה לראשונה בשנת 2009 במרכז פומפידו בפריס. איך זה קם?
המלחין [הקטור פארה] כתב לי לשאול אם אני רוצה להסתבך. זו הייתה הזדמנות מעניינת לחקור צומת אמנות-מדע בדרך חדשה. אמנות משקפת לעתים קרובות על רעיונות התקופה. אז מאוד אהבתי לעבוד עם אמנים שמעריכים זאת ומשלבים את המדע בדבר חדש - אבל לא רק באופן שמעתיק אותו. היו אתגרים יצירתיים גדולים, למשל איך אתה מייצג ממדים גבוהים יותר על במה.
לאופרה היה צוות שחקנים של שני אנשים, עיצוב במה מינימליסטי עם השלכות מופשטות, וציון ששונה במקומות דיגיטלית. הישיבה בקהל בטח הייתה חוויה די טובה עבורכם.
אני עובד על עיפרון ונייר או על מחשב, כך שלמעשה יש זמרים פנטסטיים ששרו את דברי, מלווים במוזיקאים ותפאורה משגעת, היה פשוט משהו לראות. החלקים שהלכו הלוך ושוב בין העולם החוץ ממדי לעולמנו היו ממש גדולים. הקטור חשב כי [המחקר שלי] ייתן לו תובנות לגבי דרכים להכין סוגים שונים של מוזיקה, ואכן זה עשה זאת. אני חושב שהתבקשתי להכניס יותר פיזיקה ממה שהייתי עושה באופן אידיאלי, ובסופו של דבר המוזיקה הייתה מאוד מופשטת. עם זאת, זו הייתה מוזיקה נהדרת, והיו רגעים שהיו באמת יפים.
אתה מבצע הפניות מוזיקליות שובבות בכותרת ובטקסט של ספרך, מהמשטרה וסוזן וגה ועד לביטלס ובוב דילן. האם אתה חובב מוסיקה פופולרי גדול?
יש לי את היכולת הלא מוזרה הזו שבה מילים נדבקות לי בראש, אז אני שומע שיר והרבה פעמים זה פשוט קורה אוטומטית שאני משתמש במילים אחר כך. זו אולי לא הכוונה המקורית של המילים, אבל לפעמים הן מתאימות יפה למה שאני מנסה לומר.
מה הבא לך במדע?
בחנתי רעיונות שקשורים לחומר אפל לחומר רגיל. יש עובדה מדהימה זו שהאנרגיה שנשא חומר כהה ביקום היא בערך פי שישה מהאנרגיה שנשא חומר רגיל. השאלה היא, מדוע זה? [היחס] יכול היה להיות שונה לחלוטין. אז אני בוחן דרכים שקשורות לשני סוגים של חומר שקשורים להסביר את צירוף המקרים.
