תולדות הזמן

סיומה של שנה ותחילתה של שנה חדשה – אין זמן טוב מזה להרהר מעט על הזמן. מהו זמן? האם הוא עובר עלינו, או שמא אנו נעים בתוכו? ובשני המקרים, מדוע רק בכיוון אחד? מתי התחיל הזמן, ומה היה קודם לכן, אם בכלל? האם יהיה לו גם סוף? מה פירוש האמירה שהזמן הוא ממד, בדומה לממדי המרחב? ואם כך, למה יש למרחב שלושה ממדים (לפחות) ולזמן רק אחד? האם הזמן רציף, או שמא יש איזה "חלקיק" זמן מזערי שאינו ניתן לחלוקה? – דומה שאין סוף לתהיות על הזמן, כמו גם לפרדוקסים העולים מתוך התהיות האלה, ותקצר היריעה מלדבר על כל אלה. לכן אעסוק כאן רק במקצתם.

איך מגדירים זמן?

אפתח בשאלה מהו זמן, שממנה עולה הפרדוקס הראשון, ואולי הקשה ביותר: איש אינו מסוגל לומר מה זה זמן, בעצם. ולא מפני שאיש לא ניסה לעשות זאת: אפשר לחזור אחורה (בקריאה, לא בזמן) לפחות עד הקדוש הנוצרי אוגוסטינוס, בן המאה ה-4 לספירה, שכתב: "מהו זמן? אם לא ישאלני איש, הריני יודע; אבל אם אשתוקק להסבירו לשואל, יתגלה בעליל שאיני יודע." ולא רק אוגוסטינוס, כולנו יודעים היטב מהו זמן, אבל איש מאיתנו אינו יכול לומר מהו.

מבחינה זו, הזמן אינו יוצא דופן בקרב מושגיו הבסיסיים ביותר של המדע: הכול יודעים באינטואיציה מה משמעותם, ואיש אינו מצליח לספק הגדרה ראויה לשמה. מהו חומר? כל מה שיש ביקום, שאינו אנרגיה. נניח לשאלה מהו יקום; מהי אנרגיה? היכולת לעשות עבודה. מהי עבודה? העברת אנרגיה ממערכת למערכת כדי להניע גוף. ועל התנועה אמר כבר זנון איש אלאה במאה ה-5 לפנה"ס שהיא רק אשליה, ומאז כולם מתווכחים איתו.

מכאן אנו מגיעים לפרדוקס נוסף: אף על פי שאיש אינו יודע מהו הזמן, אנו יכולים למדוד אותו ברמת הדיוק הגבוהה ביותר מבין כל הערכים הפיסיקליים: שני שעונים "אטומיים" שהתחילו לפעול בבת אחת יסטו זה מזה בשלוש שניות לכל היותר, לפי ההערכה הנוכחית, כעבור מיליון שנה. זה די מדויק. ועוד פרדוקס: ככל הידוע לפיסיקה של זמננו, הזמן אמור להיות סימטרי – צריכה להיות לו היכולת לנוע, אם אמנם הוא נע בכלל, בשני הכיוונים כאחד: מעבר לעתיד או מעתיד לעבר. לא לחינם אמר ריצ'רד פיינמן כי הפוזיטרון (חלקיק היסוד הדומה לאלקטרון מכל בחינה מלבד מטענו החשמלי, שהוא חיובי ולא שלילי), אינו אלא אלקטרון שנע אחורה בזמן. אז אם כך, מדוע אין החומר המאקרוסקופי יכול לעשות זאת? ברגע שכמה חלקיקי יסוד מצטרפים יחדיו, הם מאבדים, מסתבר, את יכולתם לנוע אחורה בזמן, ונעים רק קדימה – מהעבר לעתיד. אבל ייתכן שהם אינם נעים בזמן מפני ששום דבר אינו נע בזמן, אלא הזמן הוא הנע וכל הדברים מצויים בו. הפילוסופים מתווכחים בלהט על השאלה הזאת, וכל השאר מעדיפים שלא להתקרב אליה בכלל.

האם ניתן לנוע בזמן?

ונניח שהיינו יכולים לנוע בזמן, מה היה קורה אז? הפרדוקסים של המסע בזמן ידועים ומפורסמים, ולא אתעכב עליהם יותר מדי; כל מי שראה את הסרט "בחזרה לעתיד" חזה בהם: (א) מרטי חוזר אחורה בזמן ופוגש את הצעירה העתידה להיות אמו. היא מתאהבת בו ודוחה את חיזוריו של הצעיר העתיד להיות אביו. אם הוריו לא יתחתנו הם לא יביאו אותו לעולם, ולא יהיה מי שיחזור אחורה בזמן וישבה את לבה של אותה צעירה, שלכן תתחתן עם אביו, תלד את מרטי, והוא יחזור אחורה בזמן כדי לשבות את לבה... (ב) מרטי מגיע לעבר במכונת הזמן של דוק הזקן, ושם הם פוגשים את דוק הצעיר – אותו אדם עצמו, בהפרש זמן – כשהוא מנסה לבנות מכונת זמן, אבל אינו יודע בדיוק איך עושים זאת. הוא בודק את מכונת הזמן של דוק הזקן, רואה איך עליו לעשות זאת, ובהמשך בונה מכונת זמן. אם כך, מי בעצם בנה את מכונת הזמן? כיצד נולד הרעיון שהביא אותה לכלל קיום? בשני המקרים, דומה שעקרון הסיבתיות הלך לאיבוד: מקובל עלינו שסיבה חייבת להיות קודמת בזמן לתוצאה, וכאן אין זה כך.

במשך שנים רבות השתייך רעיון המסע בזמן לתחום המדע הבדיוני, ואיש מהמתייחסים אל עצמם ברצינות לא התייחס אליו ברצינות – בגלל אובדן הסיבתיות ומסיבות נוספות, מובנות מאליהן. גרוע מזה, נמצאו טהרנים במד"ב עצמו שטענו כי הואיל והמד"ב עוסק רק בדברים שיכולים לקרות אבל לא קרו עדיין, המסע בזמן שייך לתחום הפנטסיה, העוסק בדברים שאינם יכולים לקרות בשום פנים. כזה היה המצב עד 1985. באותה שנה החליט קרל סייגן המנוח לכתוב ספר מד"ב (שראה אור בשם "קונטקט", והפך לסרט בכיכובה של ג'ודי פוסטר). הוא רצה לכלול בספר שיטה למסע למרחקים ארוכים (במרחב) שתהיה סבירה יותר מהמקובל במד"ב, וגייס את עזרתו של האסטרופיסיקאי קיפ ת'ורן. תו'רן ישב על המדוכה – ביתר דיוק, הושיב עליה שניים מתלמידי המחקר שלו, כדרכם של פרופסורים מכובדים – וכך המציאו השלושה את מושג "חור התולעת", המקשר בין שתי נקודות מרוחקות במרחב במין קיצור-דרך (לא ניכנס לפרטיו).

לא עבר זמן רב בטרם הבינו ת'ורן ותלמידיו כי כשם שֶחור תולעת יכול להוות גשר בין שני אתרים שונים במרחב, כן הוא יכול להוות גשר בין שני אתרים שונים בזמן. במילים אחרות, מדובר במכונת זמן (אם כי ת'ורן ותלמידיו ידעו מראש כי כל כתב-עת מדעי ראוי לשמו יפסול על הסף מאמר העוסק במכונות זמן, ולכן כינו זאת בשם "לולאה דמוית-זמן סגורה"). היתה זו ראשיתו של מחקר פיסיקלי רציני לחלוטין, שהוכיח כי שום חוק מחוקי הפיסיקה, הקלסית או המודרנית, אינו אוסר על תנועה אחורה בזמן. הדבר אפשרי תיאורטית, אם כי מבחינה מעשית, חלומו הנושן של ה"ג ולס על מסע בזמן יישאר בגדר חלום עוד הרבה זמן, כנראה. ומה על הפרדוקסים, ועל אובדן הסיבתיות? ובכן, זה אולי מדאיג את הפילוסופים, אבל לא את הפיסיקאים.

ראשית הזמן וסופו

לבסוף: האם היתה לזמן התחלה? למרבה הפלא, לשאלה זו יש תשובה מדויקת במידה סבירה: הזמן התחיל לפני 13.7 מיליארד שנה בקירוב, עם המפץ הגדול. ומה היה לפני כן? מכיוון שאוגוסטינוס הקדוש נתן לנו קודם תשובה נהדרת, נחזור אליו. הוא לא שמע על המפץ הגדול, ולכן ניסח את השאלה כך: מה עשה אלוהים לפני תחילת הזמן? תשובתו: הוא ברא את הגיהינום בשביל השואלים את השאלה הזאת.

הלאה: האם יהיה לזמן סוף? לא ברור. עד לפני שנים אחדות חשבו חלק מהמדענים שהתפשטות היקום עשויה להיבלם ברבות הימים, והכבידה תתחיל למשוך את כל החומר והאנרגיה בחזרה לנקודה אחת. זה היה תרחיש "הריסוק הגדול": משיגיע כל מה שיש לאותה נקודה, יסתיים הזמן. אבל בינתיים התברר כי לא זו בלבד שהתפשטות היקום נמשכת, אלא היא אף הולכת ומואצת בגלל סיבה לא-מובנת, אף שיש לה שם נאה: "אנרגיה אפלה". כיוון שכך היקום עתיד להוסיף ולהתפשט, והזמן עתיד להימשך הלאה, לנצח נצחים – אבל לא רגע אחד יותר מזה.

אנציקלופדיה ynet מכילה מגוון עצום של ערכים וחיונית לתהליכי למידה והעשרה כמקור מידע מוביל, אמין ובטוח. ערכי האנציקלופדיה נכתבים ונערכים על-ידי צוות עורכים מקצועי, ומשולבים בהם סרטונים, מצגות ועוד.

                           לרכישת מינוי לאנציקלופדיה ynet