יקום מקביל

יקום מקביל הוא יקום היפותטי נוסף המתנהל במקביל ליקום שלנו. קיומם של יקומים מקבילים הוא בגדר השערה בלבד, והוויכוח עליו עדיין שריר וקיים. התורות העיקריות השואפות לתת ביסוס מדעי לנושא הן מכניקת הקוונטים, תורת היחסות הכללית ותורת המיתרים. מוטיב היקום המקביל מופיע תכופות בסוגת המדע הבדיוני.

ערך זה עוסק במושג המדעי עולם מקביל. אם התכוונתם למשחק מחשב בעל שם זה, ראו ParaWorld.

תאוריות שונות לגבי יקומים מקבילים

תאוריית פתילי הזמן

תאוריית פתילי הזמן היא תאוריה הגורסת שלכל כמה יקומים מקבילים יש "נקודת מוצא" אחת-מקרה מסוים אחד שממנו היקומים התפצלו, ניקח לדוגמה אדם שמטיל מטבע וכמה שניות לפני נחיתת המטבע "נקפיא" את הזמן, מכאן יש התפצלות לשלושה יקומים דומים: באחד המטבע נחת על עץ, בשני המטבע נחת על פלי ובשלישי שלו ההסתברות הכי נמוכה, המטבע נחת על האמצע ונשאר כך. וככל שהפעולות יותר מסובכות ובעלות יותר שלבים כך גדלות האפשרויות לפתילי זמן שונים.

עולמות מקבילים קוונטיים

ערך מורחב – פירוש העולמות המרובים

מכניקת הקוונטים סיפקה פריצות דרך מדעיות רבות. אך במקביל לשלל ההישגים הופיעו גם מספר תוצאות "לא נעימות" הנוגדות את האינטואיציה הקלאסית. אחת מהן היא האופי ההסתברותי הפנימי של התאוריה (החלקיק מתואר באמצעות פונקציית גל שהיא סופרפוזיציה קוונטית של כל התוצאות האפשרות לגביו) והשנייה היא קריסת פונקציית הגל. שתי בעיות אלה מהוות את מה שהפיזיקאים והפילוסופים מכנים בעיית המדידה. בעיה זו גרמה למספר פרדוקסים לוגיים קשים, אחד מהם הוא פרדוקס "החתול של שרדינגר".

קריסת פונקציית הגל היא אחת הבעיות הבולטות של מכניקת הקוונטים מאחר שמדובר בתופעה הנצפית במעבדה אך אין לה זכר בפורמליזם של התאוריה. משוואת שרדינגר אינה חוזה קריסה של פונקציית גל והביטוי "קריסת פונקציית הגל" פשוט בא לתאר את חוסר ההבנה האנושי לתופעה שבה לאחר מדידת מצב קוונטי שהיה פעם בסופרפוזיציה ומקבלים שהמצב הוא A, אזי כל מדידה נוספת תחזיר שהמצב A. על כך אומרים ש"פונקציית הגל קרסה למצב A".

קריסת פונקציית הגל, בהיותה תופעה לא מובנת, עשויה להעיד למעשה על אי-שלמות של מכניקת הקוונטים. מרבית הפיזיקאים, דוגמת נילס בוהר, קיבלו את עובדת הקריסה כתופעה פיזיקלית המתרחשת לפי הסתברויות המוכתבות על ידי פונקציית הגל. למרות זאת, לא מעט פיזיקאים חשו "שלא בנוח" עם קבלת קריסת פונקציית הגל, מאחר שמדובר בפתרון "לא אלגנטי" שגרר לא מעט פרדוקסים מחשבתיים.

ב-1957 הציע הפיזיקאי יו אוורט את "פירוש העולמות המרובים" למכניקת הקוונטים. לפי פירוש זה, כאשר מתבצעת מדידה - פונקציית הגל לא קורסת למצב אחד - אלא היקום כולו מתפצל, כאשר בכל יקום נמדדת אחת מהתופעות האפשריות בניסוי. כלומר: היקום הפיזיקלי הוא סופרפוזיציה של כל פונקציית הגל הרלוונטיות

${\displaystyle \ |\psi _{\mathrm {universe} }\rangle =|\psi _{\mathrm {rest} }\rangle |\psi _{\mathrm {system} }\rangle =|\psi _{\mathrm {rest} }\rangle \sum _{\mathrm {results} }{\alpha _{k}|\psi _{\mathrm {result} \ ,k}\rangle }}$ .

כלומר, בפירוש זה פונקציית הגל המתארת את כל היקום לא עוברת שום קריסה. פתרון זה ניתן לגבות גם באמצעות ניסוח מתמטי עקבי ואין בו שום שגיאה פיזיקלית. ברם, הרעיון של הוספת אינספור יקומים מקבילים הנוצרים בכל מדידה קוונטית הוא רדיקלי מאוד, ומאחר שאיננו עדים לאף אחד מאותם יקומים מקבילים - קשה מאוד לקבלו. למרות זאת, הרעיון התקבל בקרב מספר לא מבוטל של פיזיקאים. הללו הרחיבו את עבודתו של אוורט והצליחו להסביר קושיות שונות העולות בתאוריה (כמו- מדוע איננו רואים את היקומים המקבילים ותופשים רק יקום אחד?). הפיזיקאים הישראלים פרופ' יקיר אהרונוב ופרופ' לב ויידמן אף הרחיבו את התורה ופיתחו למשרעות של פונקציות הגל פירוש "כמו-הסתברותי" והגדירו לכל יקום "מידת קיום". הם אף נתנו פירוש הסתברותי מחודש לשאלה "מה ההסתברות שבמדידת מצב קוונטי מסוים ${\displaystyle \ |\psi \rangle =\alpha |0\rangle +\beta |1\rangle }$ נקבל את המצב 1" (שכן בעולמות מרובים תמיד קיים עולם שבו נקבל 1).

אותו יקום, תנאי התחלה שונים

המונח מציין למעשה "עולם מקביל" לשלנו הנמצא באותו יקום פיזיקלי.

הדעה הרווחת כיום בנוגע למבנה היקום היא שמדובר ביקום שטוח אינסופי מתפשט בעל קבוע קוסמולוגי ${\displaystyle \ \Omega _{\Lambda }=0.7}$ וצפיפות חומר של ${\displaystyle \ \Omega _{m}=0.3}$. מאחר שמדובר ביקום בעל נפח אינסופי וצפיפות חומר שונה מאפס, נובע שיש בו אינסוף גלקסיות.

יתרה מכך, לפי תורת היחסות, היקום הנראה סביבנו (כלומר: כל חלקי היקום הנמצאים במרחק ${\displaystyle \ R=ct_{0}}$ כאשר t₀ הוא גיל היקום כיום, בקירוב 14 מיליארד שנה) הוא החלק היחיד ביקום הכולל הנגיש לנו לתצפית ויכול להשפיע עלינו פיזיקלית ברגע זה (ראו הרחבה בנושא בתורת היחסות הפרטית). לגבול היקום הנראה, שהוא רדיוס הכדור ${\displaystyle \ R=ct_{0}}$ קוראים "אופק האירועים" של היקום שלנו. את הדיון לעיל אפשר לסכם בכך שמבחינתנו רק היקום הכלוא בתוך אופק האירועים שלנו הוא יקום נגיש פיזיקלית. כלומר: אנו חיים בתוך "בועה".

לפי המודל הקוסמולוגי הרווח כיום, קצב התפשטותו הנוכחי של היקום הוא אקספוננציאלי, בעוד שאופק האירועים גדל ליניארית בזמן. כתוצאה מכך, ככל שעובר יותר זמן, כך פחות ופחות חלקים מהיקום נגישים עבורנו ולעולם לא יהיה לנו קשר פיזיקלי (ובפרט, קשר סיבתי) איתם. משיקולי אינסופיות היקום (ובאופן אנלוגי לטיעון בפסקה הראשונה של סעיף זה) נובע שיש אינסוף "בועות" כמו שלנו, המופרדות לחלוטין זו מזו.

מאחר שקיימות אינסוף בועות מעין אלה, נובע שקיים לפחות עוד יקום אחד בעלי תנאי התחלה זהים ליקום שלנו. אם אנו מניחים שהפיזיקה דטרמיניסטית נובע שקיימת בועה הזהה לבועת היקום שלנו, ובה גלקסיה הזהה לשביל החלב שלנו, ובה שמש הזהה לשמש שלנו, וסביבה סובב כוכב לכת הזהה לכדור הארץ וכן הלאה. אפשר להשתמש בתוצאות של כאוס כדי לבצע שינויים קטנים (פרטורבציות) בתנאי ההתחלה של אותה בועה (כלומר: מסתכלים על בועה שבה תנאי ההתחלה שונים באפסילון משלנו) על מנת להשיג עולם דומה מאוד לשלנו, אך עם שינויים קטנים (למשל: ארצות הברית לא הייתה משתחררת משלטון הבריטים). יקומים אלה הם הפופולריים בסדרות וסיפורי מדע בדיוני בהן רוצים לשלוח את הגיבורים ליקומים דומים עד זהים לשלנו, למעט "טוויסט" קטן המוסיף עניין ומתח לעלילה.

אותו יקום, פיזיקה שונה

יקומים אלה הם עדיין בגדר השערה תאורטית. מדובר בתוצאות שונות של שבירת סימטריה של המודל הסטנדרטי בעת המעבר מאנרגיות גבוהות לאנרגיות נמוכות, בחלקים מופרדים של היקום הבראשיתי. בגלל שבירת סימטריה שונה ייתכן שנקבל פיזיקה שונה או יקום בו הקבועים הפיזיקליים היסודיים שונים מאלה של יקומינו.

יקומים מקבילים וחורי תולעת

כיצד ניתן לגשת ליקומים מקבילים? ישנה תאוריה העונה לשם "גשר איינשטיין-רוזן" הגורסת כי לאחר כניסה לחור שחור והישרדות בו, יעביר החור השחור את הנכנס לחור שחור ביקום אחר. "גשרים" אלה נקראים באופן עממי "חורי תולעת".

יקומים מקבילים במדע בדיוני

הנושא של יקומים מקבילים פופולרי ביותר בסדרות וספרי המדע הבדיוני. הסיבה העיקרית לכך היא שבאמצעות "יקומים מקבילים" אפשר ליצור אינספור עולמות דומים לשלנו, אך שונים במקצת - ולעיתים בשינוי אחד מהותי מאוד, שאליו צריכים גיבורי העלילה להסתגל. עוד קונספט בנושא זה הוא הפגישה של אדם מיקום אחד בכפיל שלו מהיקום המקביל.

ברוב סדרות הטלוויזיה, הגלישה בין יקומים מקבילים נקראת "מעבר בין ממדים" אף על פי שהמשמעות הפיזיקלית של המילה "ממד" שונה לחלוטין מזו שאליה התכוונו כותבי הסדרה. הבלבול הזה נפוץ במיוחד בסדרות טלוויזיה לילדים.

דוגמה לזה היה ניתן לראות בסדרת הטלוויזיה "גולשים בזמן" (Sliders) שבה ניתן היה לראות כיצד סטודנט צעיר מוצא נוסחה מתמטית המאפשרת לו לגלוש ליקומים מקבילים לפי נקודת ציון שיש לכל יקום.

גם בסדרת הספרים "חומריו האפלים" אשר נכתבה על ידי הסופר האנגלי פיליפ פולמן יש שימוש ביקומים מקבילים שבהם ההיסטוריה מתפתחת בצורה שונה.

בסדרה "ריק ומורטי" יש שימוש מרובה במושג יקומים מקבילים.

בסדרה "דרגון בול סופר" ישנם 12 יקומים שמקבילים לפי סכומם כשהוא שווה ל-13, לדוגמה יקומים 6 ו-7 מקבילים וכך גם יקומים 2 ו-11. ישנם בנוסף עוד שישה יקומים שאין להם מקבילים.

ראו גם

• קוסמולוגיה
• משוואות פרידמן
• התפשטות היקום
• מכניקת הקוונטים
• בעיית המדידה
• מסע בזמן

קישורים חיצוניים

• מאיר ברק, האם קיים יקום בתוך יקום?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 31 אוגוסט 2009
• גרדיאן, תגלית אסטרונומית עשויה להעיד על קיומם של יקומים מקבילים, באתר הארץ, 26 במאי 2017