Saturday, September 30, 2017

[29 сентября] Власти Украины выступили с заявлениями в день 76-й годовщины трагедии Бабьего Яра

См. также:
Поэма Евгения Евтушенко "Бабий Яр"
Евгений Евтушенко в программе "Персона" Владимира Бейдера о том, как "пробивал" стихотворение "Бабий Яр" 50 лет назад
30.09.2016 Шустер: Эдуард Долинский про Бабий Яр
April 01, 2017 В США умер поэт Евгений Евтушенко на 85-м году жизни

29 сентября отмечается трагическая дата: в этот день в 1941 году начались массовые расстрелы евреев в Бабьем Яру, на северо-западе Киева...расположенном недалеко от старого еврейского кладбища... За первые два дня немецкими военными и украинскими коллаборационистами были убиты около 34 тысяч человек. По разным оценкам, в общей сложности в 1941 году в Бабьем Яру погибли 70-150 тысяч человек.

Президент Украины Петр Порошенко утром 29 сентября опубликовал на своей официальной странице в Facebook следующее заявление: "Бабий Яр – одна из самых глубоких ран, которые нанес Холокост. Это наша общая трагедия – прежде всего, еврейского и украинского народов. Вечная память невинно убиенным".

Премьер-министр Украины Владимир Гройсман опубликовал в Facebook такие слова: "Сегодня мы вспоминаем жертв одной из самых страшных трагедий человечества — событий в Бабьем Яру. День горести и скорби. Наш долг– сохранить память о Бабьем Яре и передать ее следующим поколениям. Только память защищает от повторения ошибок прошлого".

Ниже есть продолжение.

Киев 1941

29 сентября 1941 года оккупационная германская администрация предписала "жидам города Киева" собраться на углу Мельниковской и Дегтяревской улиц (возле кладбища).

Всего было вывешено около 2 тысяч подобных объявлений – на украинском и русском языках. Согласно тексту, евреев ждало переселение – иначе зачем брать с собой теплую одежду, деньги и ценности? Отдельно подчеркивалось, что как евреи, попытавшиеся скрыться, так и местные мародеры будут расстреляны.

Однако вместо теплушек киевских евреев ждала зондеркоманда 4А штандартенфюрера СС Пауля Блобеля и подразделения украинской вспомогательной полиции. Привлечены к участию в акции были и солдаты Шестой пехотной армии Вермахта (вскоре она полностью погибнет под Сталинградом).

29-30 сентября во рвах Бабьего Яра был расстрелян 33.771 человек. Во время второй акции, в начале октября были убиты еще около 17.000 евреев. При этом, как отмечает Электронная еврейская энциклопедия, пресса на украинском языке призывала киевлян выдать властям укрывающихся евреев.

Бабий Яр также использовался как место казни цыган, военнопленных, душевнобольных. Как напоминает BBC, десь был расстрелян 621 член Организации украинских националистов, а также участвовавшие в "матче смерти" футболисты киевского "Динамо" Николай Трусевич, Иван Кузьменко и Алексей Клименко.

В общей сложности в Бабьем Яру похоронено, по разным данным, от 70.000 до 150.000 жертв нацистов.

Во время Второй Мировой войны сталинский режим использовал трагедию Бабьего Яра для мобилизации поддержки за рубежом. Однако во второй половине сороковых годов, с нарастанием кампании государственного антисемитизма, вместо евреев начали говорить об абстрактных "советских гражданах". Эта политика продолжилась в последующие десятилетия, найдя отражение и в мемориале, возведенном в семидесятые годы на месте массовых расстрелов.

В пятидесятые возник план построить на месте оврага стадион. Против этого в 1959 году выступил писатель Виктор Некрасов, нарушивший заговор молчания. В 1961 году "Литературная газета" опубликовала стихотворение Евгения Евтушенко "Бабий Яр", ставшее событием в общественной жизни страны. Пять лет спустя журнал "Юность" публикует документальный роман Анатолия Кузнецова с тем же названием.

Эти публикации, вместе с триумфом Израиля в Шестидневной войне, стали первостепенным фактором в пробуждении национального самосознания евреев СССР. В Бабьем яру начали проводить нелегальные памятные церемонии, в которых принимала участие и украинская интеллигенция.

После распада СССР церемонии в Бабьем Яру стали официальными. Однако и через четверть века после провозглашения независимости Украины вопрос об участии украинцев в расправах над евреями продолжает осложнять двусторонние отношения между Израилем и Украиной – страной, на территории которой нацисты и их сообщники убили полтора миллиона евреев.

...О чем думали евреи и неевреи в тот день? Этой теме посвящена статья доктора Аркадия Зельцера, сотрудника Международного института исследования Холокоста "Яд ва-Шем".

Русский писатель и диссидент Виктор Некрасов, много сделавший, чтобы Бабий Яр превратился в место памяти о Холокосте и подвергшийся за это преследованиям, вспоминал, как его мать, русская женщина, уговаривала своих друзей-евреев не идти 29 сентября к месту сбора. Однако усилия оказались напрасными.

Почему большинство евреев выполнили приказ фашистов? Какова была атмосфера тех дней в Киеве? Что знали люди о проводимых нацистской Германией убийствах?

Что подвигло тогда Тамару Михасеву, русскую женщину, добровольно присоединиться к колонне евреев, двигавшейся по направлению к Бабьему Яру? Ее история приведена в известной "Черной книге," подготовленной под редакцией Василия Гроссмана и Ильи Эренбурга.

В первые месяцы войны, с начала операции "Барбаросса" и до сентября 1941 года, на оккупированных территориях нацисты убили десятки тысяч евреев. В то же время сведения о происходившем как на фронтах, так и на оккупированных территориях были весьма скудными, и Киев полнился многочисленными слухами.

Они не утихли и после того как 19 сентября 1941 года войска Вермахта вошли в город, и лишь усилились после того, как 28 сентября был обнародован приказ: всем евреям явиться на сборный пункт – с документами, ценностями и самыми необходимыми вещами. Однако даже само указание, что за неявку на место сбора евреям грозил расстрел, не насторожило тогда Тамару. Видимо жители довольно быстро привыкли к нацистскому языку угроз.

Еврей Петр Резников, муж Тамары и офицер Красной армии, пропал в первые дни войны. Она пыталась его разыскать, но безуспешно. Прошел слух, что немецкое командование договорилось с советской комиссией об обмене евреев на немецких военнопленных: одна еврейская семья на одного военнопленного. Тамара пришла к месту сбора в надежде выдать себя за еврейку – чтобы оказаться среди тех, кого обменяют, после чего она сможет продолжить поиски мужа на советской территории.

Вскоре она оказалась за ограждением, отделявшим евреев от остального населения, в длинной очереди – сначала на сдачу вещей, затем на регистрацию. Тамара спросила высокого голубоглазого блондина, стоявшего рядом с ребенком, женой и матерью жены: "Как вы думаете, мы еще в этом месяце будем обменены?"

Мужчина, как выяснилось позже обрусевший немец, взглянув на нее с удивлением и, выяснив, что она не еврейка, покинул колону и увел ее за пределы ограждения, охраняемого полицией. Позже он рассказал Тамаре, что всех евреев в число которых входила и его семья, ожидает смерть. Впрочем, не одна Тамара поверила слухам – аналогичная ситуация сложилась не только в Киеве, но и во многих других местах: говорили об особой трудовой мобилизации евреев, о переселении, причем некоторые утверждали, что их отправят в Палестину.

"Я лично была уверена, что их, евреев, отправят через линию фронта. Ходили разные слухи, и мы их обсуждали… Рассказывали, что в Минске немцы … собрали всех евреев и отправили через линию фронта. Об этом говорил один еврей, который помнил немцев по 1918 году. Некоторые полагали , что смогут открыть небольшую лавочку и торговать, и выживать таким образом, дожидаясь окончания войны", – рассказала другая русская женщина.

Иногда источником слухов становились нацисты и местные полицейские, но нередко они возникали спонтанно, и к ним прислушивались не только евреи, готовые от безысходности поверить во что угодно, но и русские с украинцами.

Некоторые полагали, что евреи, как обычно, окажутся в "выигрыше" – под немецким патронажем они переберутся в более благополучное место, в то время как местных жителей ожидает более трудная судьба. Очевидно, что далеко не все были склонны доверять такого рода слухам. Многие пессимистически оценивали ближайшие перспективы – особенно те, кто пережил погромы в годы Гражданской войны.

Киевская еврейка Либа Чеснина писала родственникам в Ленинград в августе 1941 года, еще до оккупации города: "Нет надежды. Отомстите за нас нашим соседям. В городе много хулиганья. Я так много пережила погромов, но больше уже не смогу пережить".

Михл Танклевский рассказал, как он, вопреки немецкому приказу, спрятался в каком-то доме и видел идущих по улице в направлении Бабьего Яра евреев, в том числе своих сестру и отца. Эта история свидетельствует о трудном выборе, ставшим в те годы тогда перед многими евреями.

По дороге к Бабьему Яру часть евреев уже предчувствовала страшный исход. – Дина Проничева рассказывает о стариках, молившихся в колонне обреченных. Однако многие осознали весь ужас происходившего только когда приблизились вплотную к оврагу: из громкоговорителей неслась заглушавшая все музыка. Проничева вспоминает, что, лишь услышав звуки выстрелов, она осознала, наконец, что происходит.

Русский писатель Анатолий Кузнецов, подростком переживший оккупацию Киева, описывал в документальной повести "Бабий Яр", вышедшей в свет в 1966 году , как к его деду пришло осознание таргедии: "Придя домой, увидел деда: он стоял посреди двора, напряженно прислушиваясь к какой-то стрельбе. "А ты знаешь, – сказал он потрясенно, – ведь их расстреливают. И тут до меня дошло: со стороны Бабьего Яра доносились отчетливые, размеренные пулеметные очереди…"

К концу августа, за месяц до Бабьего Яра, в Каменец-Подольском, расположенном в 450 километрах от Киева, нацисты расстреляли 23 000 евреев. Сведения о сентябрьских событиях в Бабьем Яре также должны были рапространиться по территории Украины и дальше, и раскрыть глаза на происходящее. Однако этого не произошло, а почему информация не доходила или не вызывала доверия, предстоит выяснить исследователям...


http://txt.newsru.co.il/world/29sep2017/baby_yar_116.html
http://txt.newsru.co.il/world/27sep2017/arkad456.html
http://txt.newsru.com/world/29sep2017/ravine.html

СМИ: Кремль готовится к мировой войне

Заметка полностью.

Российская Федерация стягивает тяжелое вооружение и войска к границе с КНДР, испытывает баллистическую ракету, а теперь еще и патрулирует приграничные территории.

По мнению авторитетного британского издания Daily Star, в этом заметны признаки подготовки Москвы к новой мировой войне. Россия, считают западные аналитики, может вмешаться в ход ядерного кризиса вокруг Северной Кореи. Это явная демонстрация силы со стороны Кремля.

Ниже есть продолжение.

Такие выводы издания базируются на кадрах, на которых запечатлены военные, патрулирующие Заозерную сопку – исторически сложившееся место встречи России, Китая и Северной Кореи. С этого пункта российские военные могут просматривать территорию КНДР.

Эти маневры вызывают опасения, что РФ может вмешаться в ход кризиса, разворачивающегося в регионе. Пхеньян пока еще ничего не ответил на демарш Москвы.

Прежде Кремль призывал стороны к спокойствию, но ранее также было замечено, как российские военные перебрасывают тяжелые вооружения ближе к границе, а накануне РФ и вовсе произвела запуск межконтинентальной ракеты с полигона «Капустин Яр», что многие расценили как предупреждение северокорейскому диктатору Ким Чен Ыну.

Дальше-больше, журналисты сообщают, что на октябрь планируется еще одно испытание — уже термоядерной ракеты «Сатана-2».

Министр иностранных дел России Сергей Лавров в свою очередь выражал уверенность, что ни США, ни КНДР не применят ядерное оружие.

«Если ситуация сорвется в непредсказуемое пике – в Южной и Северной Корее, в Японии, России и Китае пострадают сотни тысяч ни в чем не повинных граждан», — заявил дипломат.

Напомним, ранее зампред комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Франц Клинцевич заявил, что попытка США начать войну с КНДР будут расценены Россией как враждебные действия «со всеми вытекающими последствиями».
http://cursorinfo.co.il/smi-kreml-gotovitsya-k-mirovoj-vojne/

Microsoft Excel is about to get a lot smarter (English)

...In today’s demo, Spataro showed me how you will soon be able to tag a list of company names as — well — company names, for example. Once you’ve done that, Excel can pull in more information about the company from Microsoft’s Bing API, including stock data and market cap, for example. Excel can even automatically detect that a list of names is indeed a list of company names or a list of cities, for example, which then allows you to pull in population data, among other things.

“Historically, Excel has always been good at numbers and you can enter in text and use conditional formatting and things like that,” Spataro said. “We are adding the idea that Excel can now recognize data types that are richer than those two.”

...In addition, the Office team is also launching a new built-in tool for Excel that will automatically try to pull the most interesting data from a spreadsheet and visualize it. “Insights,” as the company is currently calling it, is modeled on a very similar feature in the Power BI data visualization and analysis tool, and it’s worth noting that Google Sheets also offers a comparable tool. “It is meant to take any list of data and then start to generate insights,” Spataro said...

...As Microsoft also announced earlier this week, Excel will soon be able to pull in machine learning models that a company’s data scientists have created to analyze information in Excel, and you can also now use JavaScript to write more complex scripts for manipulating data or pulling in data from virtually any third-party service with an API.

The new data types will launch early next year. Insights will arrive in a spreadsheet near you in early 2018...
https://techcrunch.com/2017/09/26/microsoft-excel-is-about-to-get-a-lot-smarter/

О некоторых невыученных уроках революции 1917 г.

Сокращено. Форматирование моё.

Сто лет назад в России произошли экстраординарные события...Как оценивать революцию 1917 года? Увы, нет пока даже попыток мыслящих людей каким-то образом найти точки соприкосновения в оценке того, что произошло в октябре 1917 года. Интеллектуальная элита страны выделяет две всегда противоположные точки зрения на те дни, которые потрясли мир.

Ниже есть продолжение.

Одни уверяют, что в результате Октября начался золотой век России, а ее мессианская роль выдающаяся, если иметь в виду, что так или иначе по пути страны, ставшей Советским Союзом, впоследствии (во второй половине 40-х годов прошлого века) пошла добрая треть человечества. Нашу страну, Советский Союз, будто бы не только боялись, но и уважали.

Другие возражают, рассматривая Октябрь как чистый переворот и сплошное преступление группы радикалов во главе с Владимиром Лениным. Будто бы он по согласованию с немецким командованием захватил власть у народа, который только что начал вершить «экономическое чудо». Отсюда их призыв объявить весь советский период сплошным мраком, провести декоммунизацию, и тогда страна пойдет правильным европейским путем.

В общем, Гражданская война в головах современных россиян не закончилась, и, к сожалению, нет оснований утверждать, что в оценке тех событий в ближайшее время будет найден консенсус. Это первый невыученный урок, на который я хотел бы обратить внимание.

Вместе с тем русская революция и последующий советский проект это такой грандиозный и противоречивый феномен, что здесь вряд ли можно надеяться на какое-либо согласованное мнение. Рассказывают, что известный французский литератор Жан-Поль Сартр как-то спросил одного из китайских лидеров Чжоу Эньлая: «Как вы оцениваете Великую французскую революцию?» Тот, не задумываясь, ответил: «Еще пока рано об этом говорить». Похоже, то же относится и к Октябрьской революции. Тем не менее я постараюсь изложить свое представление о том, какое значение она имела для города и мира.

Прежде всего я согласен с теми, кто считает, что Февраль и Октябрь нужно рассматривать как единый революционный процесс с 1917 по 1921 год, то есть до окончания Гражданской войны. По моему разумению, весь этот отрезок времени нужно назвать Великой русской революцией.

Теперь о том, что дал и отнял Октябрь применительно к отечеству и остальному миру. Сначала о мире. Практически не оспаривается тезис о том, что российский порыв к справедливости оказал серьезное влияние на социальную политику стран классического капитализма. То есть установка на равенство, которую декларировала Октябрьская революция, быстро приобрела европейскую, если не всемирную популярность. Не случайно интеллектуалы, самые проницательные люди Запада, с большим интересом приезжали в советскую Россию, зная о репрессиях, которые там начались. Для них было очень важно наблюдать, как проводится невиданный социальный эксперимент.

В сущности, это была попытка создания счастья для всех, потому что до Октябрьской революции не было ничего подобного в практике государств. Значит, социальность – первое благо, которое принесла Октябрьская революция.

Второе. Подрыв и уничтожение колониальной системы – тоже результат существования СССР и его попытки обеспечить равноправие всех народов. В конце концов колониализм умер благодаря существованию и борьбе Советского Союза против колониализма.

Третье. Внедрение цивилизационных институтов и цивилизационных форм жизни в Центральной Азии. Практически безвозмездно СССР осуществил грандиозную цивилизационную миссию в этом ранее абсолютно отсталом регионе и превратил его в несколько экономически приличных государств с весьма развитым для того времени образованием, здравоохранением, наукой и культурой.

Четвертое. Китай. Сегодня он все больше будет определять повестку жизни человечества в целом. В этом нет никаких сомнений. И мне кажется, что подчеркнутое почтение нового президента США к Владимиру Путину во многом определяется тем, что Трамп хотел бы иметь Россию в качестве партнера, хоть и младшего, в возможной конфронтации с растущим Китаем. Напомню очень важный факт: СССР практически безвозмездно создал материально-техническую базу экономики Китая в 50-е годы, что, конечно, тоже удивительное достижение Советского Союза.

Но вместе с тем я должен признаться, что не испытываю особой ностальгии по СССР, которая сегодня достаточно широко распространена в стране. Хотя я категорически против тезиса о нереформируемости Советского государства.

Всегда надо помнить о миллионах невинных человеческих жертв сталинских репрессий, которые стали возможными именно потому, что в октябре 1917 года страна жаждала справедливости, получила ее в каком-то виде, но полностью отказалась от свободы, которую дал Февраль. Этот отказ от демократических институтов повлек за собой монополию на власть вечно правящей партии и диктатуру одной личности, злодеяния которой оказались настолько ужасными, что не могут быть оправданы никакими успехами в модернизации страны. Сегодняшний ренессанс уважения к Сталину это одновременно и позор, и проблема для страны. И дело здесь не только в том, что «люди творят себе кумира». Обожание серийного мегаубийцы это еще и ощутимое выражение провала так называемых либеральных реформ, приведших к массовой бедности россиян, опрометчиво поверивших в благотворящую миссию свободного рынка. Разве это не урок революции?

Теперь о других невыученных уроках. Как известно, российская интеллигенция страдает некими пороками, которые не удалось изжить за эти 100 лет, и сегодня наши экономические и социальные беды можно связывать исключительно с этими, можно сказать, генетическими особенностями. Одна из них – онтологизация теоретических схем.

На простом языке это означает, что мы свято верим во всемогущество теории и, если представляется такая возможность, пытаемся внедрить ее в жизнь, несмотря на сопротивление несогласных с ней. Я это называю принуждением к счастью. В сущности, речь идет о том, что в 1917 году мы взяли курс на справедливость. Тогда вся планета была беременна спросом на справедливость, и ужасающая капиталистическая действительность того времени требовала ее. Россия и совершила скачок к этой справедливости, полностью, повторяю, проигнорировав свободу, хотя марксизм уже претерпел к тому времени заметную эволюцию. Все большее влияние получали в начале XX века его отдельные течения, указывавшие на возможность мирного врастания капитализма в социализм. Но у нас, как правило, побеждают крайности. Вот и в данном случае в октябре 1917 года победила крайне левая доктрина в мировоззренческом арсенале Запада, воплотившись в России в форме отвергающего коммерческие отношения военного коммунизма...

Не можем мы до сих пор избавиться и от нетерпения в русском демократическом движении, которое берет начало еще от народовольцев, а отчасти и от декабристов. Нам кажется, что справедливое общество можно создать одним махом. Нетерпение, связанное с тем, что хочется власть побыстрее взять...[например, пойти на] штурм Зимнего дворца...

...Еще один порок нашей ментальности – тотальное отсутствие договороспособности. Как и в 1917 году, в этом зале не было стремления найти точки соприкосновения различных политических сил, так и сегодня у нас экспертное сообщество носит абсолютно сектантский характер, экспертное сообщество фрагментировано. Культура диалога, культура компромисса, культура консенсуса практически на нуле. Отсюда совершенно естественна тоска по твердой, сильной руке, которая только и может решить проблемы развития страны.

И вот здесь таится большая угроза: если авторитаризм продолжается достаточно долго, то стабильность превращается в застой... В общем, это, так сказать, константа российской истории. Автократия приносит какой-то порядок, проходит время – она надоедает, возникает стремление к разного рода либеральной перестройке. А когда побеждает либеральная доктрина, в результате ее реализации страна впадает в очередной хаос, и тогда опять возникает тоска по сильной руке, и все начинается сначала.

Эту дурную бесконечность необходимо преодолеть. И здесь велика ответственность не только власти, но и общества. При этом найти выход можно только на основе объективной научной и общественно-научной дискуссии, обеспечив прозрачность и качество принятия решения, что возможно только через механизмы демократических институтов. Они недаром берут начало в народном самоуправлении, которое у нас находится в зачаточном состоянии. Даже образованные интеллигентные люди не проявляют должного интереса к тому, чтобы именно отсюда начать построение реальных, а не имитационных демократических институтов...

Люди всегда мечтали и будут мечтать о каком-то справедливом общественном устройстве, причем не только в утопии будущего, но и в практике прошлого. Мое знание истории говорит о том, что золотой век человечества если и был, то в 1950–1970-е годы. Именно тогда капитализм впервые почти приобрел человеческое лицо, почти утратил классовый характер и близко подощел к идеалу «государства всеобщего благоденствия». Во всяком случае, в США и в Европе средний класс (50–70% населения) стал доминирующей силой социума. Характерно, что в это же время в Советском Союзе был также создан средний класс, бедный, по западным стандартам, но все-таки очень продвинутый по сравнению с 20–30-ми годами. Именно тогда миллионы инженеров, учителей, ученых, высококвалифицированных рабочих действительно получили и реализовали шанс на нормальную человеческую жизнь.

Сегодня весь мир испытывает беспрецедентную неопределенность. Это не только и не столько появление Трампа (экзотического политического лидера, если не сказать, политического хулигана) и Brexit, сколько страх перед весьма тревожной аналогией с изоляционизмом и протекционизмом 30-х годов, когда каждая страна проводила политику «грабь соседа» под лозунгом «все продавать и ничего не покупать». В результате такой политики заметно снизилась деловая активность, увеличилась безработица и почти остановилась международная торговля.

Слава богу, в США и Европе есть еще влиятельные силы, которые в состоянии предотвратить гибель свободной торговли, но растет влияние и правых популистов, выступающих за зажиточную жизнь своего народа, но в основном за счет других. Урок, который надо извлечь из всего этого, очевиден. Надо попытаться избежать крайностей либерализма, национализма и административного регулирования. При этом самое главное – решить проблему расширяющейся пропасти между кучкой богатых и массой бедных.

В общем, да здравствует средний класс. Сегодня на Западе он составляет 60% населения и численность его стремительно снижается. У нас 20%, и тоже стремительное уменьшение. Это, конечно, создает пугающую параллель с 1917 годом.

Но есть у нас и преимущество: мы точно знаем, что может произойти, если игнорировать общественно неприемлемое неравенство.

Джон Кеннеди стремился построить «великое общество», надо сказать, преуспел в этом благородном начинании и скорее всего стал его жертвой. И еще он точно подметил, что «если вы не допускаете мирную революцию, то получите насильственную». Другой перевод этой максимы на русский язык «не хотите Милюкова, получите Ленина».

Любая революция сама по себе плоха. Она почти всегда не оправдывает ожидания и почти всегда кровава. Чтобы предотвратить ее, нужно превентивно решать накапливающиеся в обществе проблемы, и здесь нет никакой альтернативы культуре взаимных уступок власти и оппозиции. В сущности, это и есть главный урок Великой русской революции.

Трудно оспорить, что сегодняшняя непрогнозируемость беспрецедентна. И, конечно, в таких условиях появился вакуум идеологических концепций.

Четверть века назад Френсис Фукуяма объявил человечеству, что история закончилась, поэтому надо закрепить эту ситуацию тремя принципами дальнейшего существования, следуя которым всем будет хорошо.

А принципы это такие.

Плюралистическая демократия, предполагающая не народовластие, а конкуренцию. Затем идут рыночная экономика и гражданское общество.

Всякая страна, взявшая на вооружение эту триаду, по этой теории ощутит счастье бытия, будь то Швеция или Кения.

Но теперь выяснилось, что это далеко не так. Прежде всего потому, что все рожденные кем-то идеи проходят или непременно должны пройти испытания.

Возьмем свободную торговлю. Ее преимущества были понятны всякому рыночно мыслящему человеку или обществу.

Но кто мог подумать, что настанут времена, когда за свободный рынок будет ратовать Китай, а возражать станут США! И этот парадокс – не моя выдумка.

Еще интереснее выглядит история с неравенством, которая через требование справедливости питает энергией левую идею.

Сразу внесу ясность: в моем понимании это коммунистическая справедливость предполагает все отнять и поделить.

Более разумные люди ратуют за приемлемое неравенство.

Понятно, что сразу возникает вопрос: кто устанавливает нормы этой приемлемости?

Так вот, приемлемое неравенство это то, которое в том или ином социуме не считается несправедливым.

Если, например, в Европе соотношение доходов богатых и бедных таково, что 10% богатых живут лучше в пять-семь раз, чем 10% бедных, то в США по этой же выборке разница уже в 10–12 раз.

В нашей же самой справедливой и гуманной стране разрыв в 15–16 раз не тревожит ни бедняков, ни богачей.

И если люди на этот счет не очень волнуются, значит, они такие пропорции принимают.

Как мы любим поговаривать: «Лишь бы не было войны».
http://www.ng.ru/stsenarii/2017-09-26/13_7081_zakon.html

עושים היסטוריה 168: לשים את האטומים במקום הנכון – על מיחשוב ביולוגי (Hebrew)

mp3

חוק מור ליווה אותנו נאמנה במשך כחמישים שנה – אך נדמה שמהנדסי השבבים מתקשים להמשיך ולמזער את רכיבי הסיליקון. הביולוגיה הסינטתית מציעה מהפכה דרמטית: מחשבים המבוססים על רכיבים ביולוגים, כדוגמת דנ"א וחלבונים. מילת המפתח היא – סטנדרטיזציה.

0480: תום נייט (Knight), אחד מחלוצי המחשב בעולם האלקטרוניקה, עושה את המעבר אל הביולוגיה – והוגה רכיב שמחולל מהפכה: ה-BioBrick.
2730: המתמטיקאי ג'ון קונווי (Conway) ממציא משחק בשם 'משחק החיים' (Game of Life), אשר יש אומרים כי יותר זמן מחשב הוקדש לו מאשר כל פעילות חישובית בודדת אחרת.
4200: דרו אנדי (Endy), עמיתו לשעבר של תום נייט, מחליט להפוך את ההנדסה הגנטית על ראשה – במקום לנסות להנדס-לאחור יצורים חיים, לבנות אותם בעצמו…התוצאה היא ה-Transcriptor, הטרנזיסטור הביולוגי הראשון.

http://www.ranlevi.com/2015/09/11/168_bio_computing/


Ниже есть продолжение.

מיחשוב ביולוגי

אחד החוקים המפורסמים בעולם ההנדסה הוא 'חוק מור'. גורדון מור (Moore) היה אחד ממייסדיה של אינטל, ובשנות השישים פרסם מאמר ובו חזה שמספר הטרנזיסטורים בשבב אלקטרוני יכפיל את עצמו בכל שנה, ומאוחר יותר עדכן את התחזית להכפלה כל שנתיים. חוק מור אינו חוק במובן של 'חוק טבע' שאי אפשר להתחמק ממנו או חוק משפטי שחובה לציית לו, אך תחזיתו של מור הוכיחה את עצמה כנכונה: מעבדי המחשב הכפילו את ביצועיהם פחות או יותר בכל שנה וחצי.

אך לכל דבר טוב יש סוף, ונדמה שגם חוק מור מיצה את עצמו: ביולי 2015 הודיע נשיא אינטל כי הוא צופה שאינטל תוציא את הדור הבא של מעבדיה רק בעוד כשנתיים וחצי. הצהרה זו לא ממש הפתיעה את מי שמתמצאים בתחום. גודלם הפיזי של הטרנזיסטורים שהם עשוי השבב הלך וקטן לאורך השנים, עד שכיום רוחבו של טרנזיסטור הוא כעשרים ננו-מטרים, דהיינו כרוחבם של כמה עשרות אטומים המונחים זה לצד זה – ונדמה שמהנדסים מגרדים את גבול קצה היכולת של תהליכי המזעור.

אם נביט אל ההיסטוריה של המחשבים, נוכל למצוא מקבילה למצב הנוכחי בתקופת המעבר בין מחשבים מכניים ומחשבים אלקטרוניים. הטכנולוגיה הדומיננטית במאה התשע-עשרה הייתה המכניקה, ומהנדסים השתמשו בגלגלי שיניים, קורות וקפיצים כדי לבנות את המכונות שלהם. גם המחשבים הראשונים היו מבוססים על מכניקה: הממציא הבריטי צ'ארלס בבג' (Babbage), למשל, תכנן ב-1820 מחשב שהיה מסוגל לבצע פעולות מתמטיות בסיסיות. המחשב היה מורכב מאלפי חלקים גלגלי שיניים וחלקים זעירים נוספים, שנעו בתיאום מושלם זה עם זה כדי לבצע את החישובים. אך המורכבות הגבוה של מערכות מכניות שכאלה הביאה לכך שמהר מאד הגיעו המהנדסים לקצה גבול יכולתם, ובתחילת המאה העשרים כבר היה ברור שמחשבים מכניים מיצו את עצמם. הפתרון היה החלפת המכניקה באלקטרוניקה. שפופרות הואקום, הנגדים והקבלים החליפו את גלגלי השיניים והקפיצים, פתחו בפני המהנדסים עולם חדש של אפשרויות והובילו למחשבים המתוחכמים שאנחנו רואים סביבנו כיום.

יש מי שמאמינים שהמפתח להתגברות על מחסום המזעור של רכיבי הסיליקון הוא לנטוש לגמרי את הסיליקון – ולעבור אל הביולוגיה. במילים אחרות, להחליף את הנגדים, הקבלים והסלילים בחלבונים וסלילי דנ"א. בשנים האחרונות החלום הזה, שנדמה כאילו לקוח מספרי המדע הבידיוני, הולך ומתגשם לנגד עינינו. אך בנייתם של מחשבים ביולוגים דורשת יותר מאשר מעבדות משוכללות וחוקרים חרוצים: היא דורשת גם שינוי מחשבתי מסוים לגבי האופן שבו אנחנו תופסים את הרעיונות הבסיסיים ביותר בתחום המיחשוב, ובאופן שבו אנחנו מבצעים הנדסה גנטית. אך לפני שנדבר על מחשבים ביולוגים ועתיד המחשב, הבה נתחיל דווקא בטכנולוגיה פשוטה בהרבה: הבורג.
סטנדרטיזציה בהנדסה הגנטית

בשנת 1864 היה ויליאם סלרס (Sellers) נשיאו הטרי איגוד המהנדסים והמכונאים של פילדפיה. כבר באחד הנאומים הראשונים שלו באסיפת האיגוד הציג סלרס יוזמה שהייתה מהפכנית בזמנה.
אחד האתגרים הגדולים בתחום המכונאות באותה התקופה היה חוסר האחידות במידות הברגים והאומים. כל סדנא וכל מפעל ייצר את הברגים והאומים שהתאימו לצרכיו שלו, והמשמעות הייתה שכשמכונאי בפילדפיה בא לתקן מכונה שיוצרה בניו-יורק – רוב הסיכויים שלא היו בידיו ברגים ואומים באורך המתאים ובהברגה הנכונה, ועל כן היה נאלץ להזמין את הרכיבים המתאימים מניו-יורק ולהמתין עד שיישלחו אליו. בנאומו תיאר סלרס את המצב הקיים והוקיע אותו כבלתי נסבל.
הפתרון שהציע סלרס נראה לנו, במבט לאחור, מובן מאליו – אבל היה ראשון מסוגו. הוא הציג תכנון של הברגה חדשה ומקורית שפיתח, והציע שכל חברי האיגוד יבנו ויתכננו את המכונות שלהם על פי תכנון זה. במילים אחרות – תקן לברגים ואומים. ויליאם סלרס נחשב בעיני רבים למכונאי ולבונה כלי-עבודה מעולה, ומוניטין זה סייע להצעתו להתקבל בפילדפיה, ומשם לארצות הברית כולה. התקן החדש פתר את בעיית חוסר-האחידות בברגים ואומים, והעניק רוח גבית משמעותית לתעשיה האמריקאית: הוא אפשר למהנדסים ומכונאים להתרכז ברעיונות חדשים והכנסת שיפורים במוצריהם – במקום לכלות את זמנם באיתור הבורג שמתאים למכונה זו, או האום הדרוש למכונה אחרת.

מאה וחמישים שנה לאחר מכן, באמצע שנות התשעים של המאה העשרים, עמד טום נייט (Knight) בפני בעיה דומה – בתחום אחר לגמרי. נייט החל את דרכו כמהנדס אלקטרוניקה במעבדת האינטליגנציה המלאכותית של MIT בשנות השישים והשבעים. המעבדה ב-MIT הייתה באותם הימים מרכז יוצא דופן של חדשנות טכנולוגית וחממה של רעיונות פורצי דרך, ולנייט היה חלק גדול בחדשנות זו: הוא סייע לתכנן חלקים מ-ARPANET, רשת המחשב שהקדימה את האינטרנט, ופיתח טכנולוגיות שונות בתחומי המחשב האישי והדפסה.

בשנות השמונים עבר נייט לעסוק בפיתוח שבבי מעבדים, ועד מהרה התגבשה במוחו התובנה שתיארתי בפתיחת הפרק: חוק מור אמנם עושה עבודה נהדרת בחיזוי מגמת מזעור השבבים – אבל הוא לא יוכל לעשות זאת לנצח. יגיע היום – וטום העריך שמדובר בעשורים ספורים – שבו מזעור הטרנזיטורים יהיה מורכב וקשה מדי לביצוע, וההתקדמות הטכנולוגית המואצת בתחום זה תיפסק.
הבעיה העקרונית בתחום ייצור השבבים היא שבניית הטרנזיסטורים נעשית על ידי הנחת שכבות של אטומים באופן סטטיסטי, דהיינו – המכונה הבונה את השבב מציבה את האטומים בערך במיקום הנדרש. כל עוד מדובר בטרנזיסטורים המורכבים מכמה אלפי או עשרות אלפי אטומים, לסטייה קטנה במיקום אין משמעות מעשית – אך ברגע שרוחב הטרנזיסטור הופך להיות שישים או שבעים אטומים בלבד, לסטיות קטנות במיקום האטומים יכולה להיות השפעה אמיתית על ביצועי הרכיב ותהליך היצור מפסיק להיות אמין דיו. נייט למד בעברו הנדסת כימיה, והכרותו עם תגובות כימיות העניקה לו השראה לכיווני מחשבה חדשים.

"היה לי ברור למדי שאנחנו צריכים למצוא דרכים חדשות לשים את האטומים במקום הנכון. יש טכנולוגיה שמאפשרת לך לשים את האטומים היכן שאתה רוצה אותם – והיא נקראת 'כימיה'. אתה מתכנן את המולקולה, והאטומים במולקולה נמצאים בדיוק היכן שאתה רוצה שהם יהיו. ומהו הסוג המתוחכם ביותר של כימיה? הביו-כימיה. דמיינתי שאולי נוכל לעשות שימוש במולקולות ביו-כימיות כגון חלבונים, שיש להם את היכולת להרכבה-עצמית או ליצור גבישים בגודל שאנו זקוקים לו."

הצעד הראשון של נייט בדרך להגשמת הרעיון היה לכסות את פערי הידע שלו בביולוגיה וביו-כימיה. הוא חזר אל ספסל הלימודים ונטל קורסים לתואר ראשון ושני בביולוגיה. בחלק מקורסים אלה ישב לצד סטודנטים שלמדו אצלו כמרצה לאלקטרוניקה. במקביל קרא נייט את כל הספרים הקלאסיים והחשובים בתחום הביולוגיה וההנדסה הגנטית. הייתה לו שיטה ייחודית ללמוד מספרים: הוא היה קורא במקביל כמה ספרים של סופרים שונים, ומשווה את נקודות המבט השונות של כל כותב לגבי נקודה או תחום מסוים. השוואה זו איפשרה לו לשמור על ראש פתוח ולא להתקבע על פתרון או דרך חשיבה מסוימת.

בשנת 2001 הקים טום נייט את קבוצת הביולוגיה הסינטתית ב-MIT. הוא החל לערוך ניסויים, ורבים מניסויים אלה כללו גם הנדסה גנטית: חיתוך של מקטע דנ"א מוירוס או חיידק אחד, וחיבור שלו עם מקטעי דנ"א מחיידק אחר.
מהר מאד זיהה נייט בעיה גדולה ומהותית באופן שבו נעשית ההנדסה הגנטית הזו: העדר סטנדרטיזציה. כל מעבדה וכל קבוצת מחקר עשתה את ההנדסה הגנטית שלה באופן שונה: לא הייתה שום אחידות באופן שבו נעשו החיתוכים והחיבורים של מקטעי הדנ"א. עובדה זו הקשתה מאד על שחזור הצלחות של קבוצות אחרות, וכל ניסוי ביולוגי החל, מבחינה מעשית, בניסוי מקדים של איך צריך לחבר את מקטע הדנ"א הזה למקטע הדנ"א ההוא. במילים אחרות, המהנדסים הגנטיים נמצאו באותו המצב שבו היו המכונאים בימיו של ויליאם סלרס: במקום להתעסק במימוש רעיונות יצירתיים, הם בזבזו זמן יקר בביצוע פעולות טכניות של חיתוך וחיבור מקטעי דנ"א שלא היה להם ערך חדשני בפני עצמו.
BioBricks

טום נייט החליט שהגיע השעה להחיל את הדיסיפלינה ההנדסית של שימוש בתקנים משותפים גם על עולם הביולוגיה וההנדסה הגנטית. לשם ההוגנות ראוי לציין שהיו ניסיונות ליצור אחידות שכזו גם קודם לכן – אך כל הניסיונות לא היו מוצלחים ולא אומצו באופן נרחב. רק כשהציג נייט, ב-2002, את היוזמה החדשה שלו נפתח באופן מעשי העידן החדש של ביולוגיה סינטתית: שילוב של הנדסה וביולוגיה. הרעיון של טום נייט מכונה 'ביו-בריק' (Bio-Brick): 'לבנה ביולוגית', בתרגום חופשי.

בבסיס הביו-בריק נמצא ה'פלסמיד', שהוא לולאה זעירה של דנ"א'. דמיינו לכם צמיד כמו זה ששים על היד – רק שבמקום חרוזים הצמיד עשוי מדנ"א. פלסמידים זעירים שכאלה קיימים באופן טבעי בחיידקים רבים: הם מכילים מידע גנטי שנפרד, אבל הם לא חלק מהכרומוזומים של החיידק שבהם נמצא רובו המכריע של המידע התורשתי. תפקידם של הפלסמידים בטבע הוא לשמש כמעין 'שגרירים': החיידקים מסוגלים להחליף ביניהם את הלולאות הקטנות של דנ"א, וכך להעביר מאחד לשני תכונות גנטיות חדשות כגון עמידות לאנטיביוטיקה.
אבל לא כל דנ"א חיצוני בהכרח מועיל לחיידק: וירוסים מסויימים, למשל, מסוגלים להחדיר את הדנ"א שלהם אל התא החיידקי ולהשתלט עליו. על כן פיתחו החיידקים מנגנון הגנה כנגד דנ"א זר, והוא 'אנזימי הגבלה'. אנזימי הגבלה הם חלבונים המסוגלים לזהות מקטעים מסוימים ספציפיים של דנ"א – ולחתוך אותם, כמו מספרים חדות שיש להן את היכולת לזהות חרוז מסוים אחד על הצמיד ולחתוך את הצמיד באותה הנקודה. כשאנזים הגבלה מזהה מקטע דנ"א בעל הרצף היחודי שמתאים לו, כמו מפתח למנעול, הוא ננעל עליו – וחותך אותו.

ביו-בריק הוא פלסמיד: לולאה קטנה של דנ"א, שמכילה את המידע הדרוש כדי ליצור חלבון כלשהו. למשל, החוקר יכול ליצור ביו-בריק ובו דנ"א המתאים ליצור המוגלובין, שנמצא בדם שלנו ומשמש להולכת חמצן מהריאות אל התאים. הביו-בריק מכיל גם ארבעה אזורים מוגדרים היטב של דנ"א, שהם נקודות שעליהם יכולים להנעל אנזימי הגבלה: לכל אזור יש אנזים הגבלה שמתאים בדיוק עבורו, כמו מפתח למנעול. דהיינו, החוקר יכול לומר בוודאות שאם הוא מוסיף אנזים הגבלה מסוג א', האנזים יחתוך את צמיד הדנ"א בדיוק בנקודה הספציפית והרצויה, ולא באף מקום אחר. אחרי החיתוך, יש לנו כעת רצועות דקות של דנ"א בעל קצוות פתוחים, כמו רצועות קטנות של ספגטי.

כעת, דמיינו שיש לנו בתמיסה לא סוג אחד של ביו-בריק – אלא שני סוגים. אחד מהם מכיל את הדנ"א לייצור המוגלובין, והשני דנ"א לייצור חלבון רעיל שמסוגל להרוג חיידקים. באמצעות הוספת אנזימי ההגבלה המתאימים, החוקר מסוגל לחתוך את שני הפלסמידים העגולים האלה במקום הרצויים, ואז להוסיף אנזימים אחרים שמחברים את רצועות הדנ"א אלה לאלה. במקום שני פלסמידים קטנים ונפרדים – נקבל כעת פלסמיד בודד שמכיל את שני מקטעי הדנ"א. שימו לב שמדובר בפעולה טכנית ומוגדרת היטב: שני הביו-בריקים מכילים נקודות חיבור תקניות, והחוקר יכול לדעת בודאות שאם יוסיף את האנזימים המתאימים לתמיסה יקבל תמיד את אותה התוצאה – באותו האופן שבו אנחנו יודעים שאם יש לנו שקע תקני בקיר הבית ותקע תקני במכשיר החשמלי שלנו – השקע והתקע יתאימו לזה לזה בוודאות.

כעת מוסיף החוקר את הפלסמידים אל תרבית ובה חיידקים. בדרך כלל מדובר בחיידק מסוג E. Coli, שהם חיידקים שנחקרו באופן נמרץ במשך עשרות שנים והמדענים מבינים את תכונותיהם היטב. החיידקים בתרבית יקלטו את הפלסמיד לתוכם – ואז יחלו לעשות את מה שהם יודעים לעשות היטב באופן טבעי: לתרגם את המידע האצור בדנ"א שעל הפלסמיד, ולייצר את החלבונים שמוגדרים בו הלכה למעשה.

בשנת 2005 ייסדו טום נייט וחברי קבוצתו תחרות בין-לאומית בשם iGem: ראשי התיבות של International Geneticaly Enginnered Machines, או 'מכונות מהונדסות-גנטיות'. אפשר להבין את מקור השם – חיידק שקיבל לתוכו פלסמיד מהונדס שכזה הופך להיות מכונה לכל דבר: אין לו ברירה אלא לייצר את החלבונים כפי שהוגדרו לו בדנ"א החדש. בתחרות ה-iGem מתמודדות קבוצות של סטודנטים לתואר ראשון ותארים מתקדמים מכל רחבי העולם: הם מתכננים ביו-בריקים חדשים, ובעזרתם בונים 'מכונות ביולוגיות' מתוחכמות.

למשל, לא במקרה נתתי את בהסבר דוגמא של פלסמיד מהונדס שמכיל גנים לייצור המוגלובין ורעל משמיד חיידקים. אחד הפרוייקטים הזוכים בתחרות בשנת 2007 היה פרוייקט בשם BactoBlood – קיצור של 'דם בקטריאלי'. הקבוצה מאוניברסיטת ברקלי שבארצות הברית פיתחה את הפלסמידים הללו, מתוך כוונה לאפשר לחיידקי E. Coli לייצר דם מלאכותי עבור בני אדם – ובכך לחסוך את הצורך בתרומות דם. חיידקים מהונדסים שכאלה יוכלו להתרבות בתוך גופו של הפציינט ולייצר המוגלובין. ברגע המתאים יכלו החיידקים לייצר גם את החלבון הרעיל, ישמידו את עצמם וישחררו את ההמוגלובין אל הגוף. תיאור שכזה נשמע, לאוזני, כאילו לקוח מתוך המדע הבידיוני – אבל הוא קיים במציאות, והוא פועל יוצא של הסטנדרטיזציה שמאפשרים הביו-בריקים, סטדרטיזציה שמאפשרת לחוקרים לדלג מעל הקושי הטכני של חיתוך וחיבור דנ"א ולהגיע ישר לעיקר: תכנון ובנייה של המכונות הביולוגיות המדהימות האלה.

אי אפשר לספר על iGEM מבלי לספר על הזווית הישראלית של התחרות הזו. קבוצות מהטכניון ומאוניברסיטת בן-גוריון מתמודדות ב-iGEM מזה מספר שנים, ואז זכו בפרסים מכובדים. למשל. ב-2014 זכתה הקבוצה מהטכניון שפיתחה התקן המזהה רעלנים ואלרגנים במים ובמזון: חיידקי ה-E.Colli מייצרים חלבון הזוהר באור ירוק בתגובה לנוכחותם של כספית, גלוטן או חומרים אחרים. קבוצה מבן-גוריון פיתחה ב-2013 מנגנון השמדה עצמית המאפשר לנטרל את חיידקי ה-E.Coli באופן מוגדר וידוע מראש. כך ניתן יהיה להעזר בחיידק כדי להוביל תרופה מסוימת בתוך הגוף, למשל – ואז לוודא שהוא אכן מושמד ברגע שביצע את תפקידו.

האפשרות העקרונית 'להנדס' מכונות ביולוגית פותחת את הדלת גם להגשמת הרעיון של מחשבים המבוססים על אבני בניין ביולוגיות, אבל צריך לזכור גם שישנה עוד דרך ארוכה לעשות. בשונה מממחשבים אלקטרוניים, שאת הבסיס הפיזיקלי והחשמלי את פעולתם אנחנו מבינים היטב – ההבנה שלנו לגבי דרך פעולתם של הדנ"א והאנזימים השונים בתא החי רחוקה מלהיות מושלמת. תגובות כימיות מסוימות עלולות להפעיל מנגנונים לא-ידועים בתוך התא ואותו מקטע דנ"א עשוי להפיק חלבונים שונים במצבים שונים. במילים אחרות – הביולוגיה היא תחום מורכב מאד. דוגמא טובה למורכבות המדהימה של עולם הטבע, מורכבות שעשויה לצמוח גם מאבני בניין פשוטות כביכול, היא משחק בשם 'משחק החיים'.
משחק החיים של קונווי

שורשיו של משחק החיים במחקריו של ג'ון פון ניומן, מתמטיקאי אמריקני ממוצא הונגרי. פון ניומן עסק, במחצית הראשונה של המאה העשרים, במגוון תחומים: ממתמטיקה טהורה ועד מיחשוב, ונחשב לאחד המדענים המשפיעים של דורו.
אחד מהנושאים שעוררו את סקרנותו של פון ניומן היה היכולת לשכפול עצמי, או במילים אחרות: האם ניתן לתכנן מכונה שתהיה מסוגלת ליצור עותקים של עצמה? זו שאלה בעלת השלכות מעשיות מעניינות, למשל בתחום חקר החלל. לא קל להקים מושבה אנושית על המאדים: מישהו צריך להביא לשם את כל הציוד, להקים מבנים ולבנות תשתיות. שלב ראשוני זה מורכב ויקר כל כך, עד שבינתיים הוא חוסם כל אפשרות מעשית להתיישבות אנושית על מאדים. אבל מה יקרה, שאל פון ניומן את עצמו, אם נצליח לשלוח אל אותם כוכבי לכת או אסטרואידים מרוחקים רובוטים שיהיו מספיק אינטליגנטיים כדי למצוא חומרי גלם – ולבנות עותקים חדשים של עצמם? רובוט אחד שנשלח, בחללית זולה יחסית, יוכל להקים עד מהרה צבא של רובוטים זהים, שיאספו חומרי גלם, יקימו את המבנים ויבנו את התשתיות – וכך יכינו את הקרקע לבני האדם שיבואו אחריהם.

כמובן שתחום הרובוטיקה בשנות השלושים והארבעים של המאה הקודמת לא היה מתקדם דיו כדי לנסות וליישם רעיונות שכאלה בפועל, אך פון ניומן המתמטיקאי המשיך לחקור את הנושא מהזווית התאורטית. הוא יצר מודל מתמטי מופשט של מכונה רובוטית – 'אוטומטון' – שהייתה מסוגלת לבצע חישובים מורכבים כמו כל מחשב – וגם ליצור העתק מושלם של עצמה. בכך הוכיח פון ניומן שהרעיון העקרוני של מכונה המסוגלת לשכפול עצמי אפשרי, לפחות ברמה העקרונית.

ג'ון קונוואי (Conway) נולד בשנת 1937, ובדומה למתמטיקאים גדולים רבים אחרים – הפגין יכולת מרשימה מגיל צעיר מאוד. בגיל ארבע כבר ידע לחשב חזקות, והצטיין בחשבון בבית הספר היסודי. כמתמטיקאי, תחומי העניין שלו היו רחבים במידה יוצאת דופן, והוא תרם תרומות חשובות למדע בנושאים רבים ושונים, מאלגברה ועד תורת המספרים.
הפרט הרלוונטי לענייננו היה העניין שגילה קונוואי במשחקים, עניין שכנראה התפתח אצלו עוד כשהיה סטודנט באוניברסיטת קיימברידג' ובילה אינספור שעות במשחקי שש-בש עם סטודנטים אחרים. קונוואי חקר את היסודות המתמטיים של משחקים קיים ואף המציא משחקים חדשים ומעניינים.

בשלהי שנות השישים שמע קונוואי על מודל האוטומטון של ג'ון פון ניומן, והרעיון סקרן אותו מאוד. הוא מיד ראה את הקשר שבין המודל המתמטי המופשט לעולם הטבע, שהרי כל יצור חי מסוגל – בהגדרה – ליצור עותקים חדשים של עצמו. הוא רצה לחקור לעומק את הקשר בין האוטומטונים ויצורים חיים, אך גילה שהמודל של פון ניומן היה מורכב ומסובך מכדי שניתן יהיה לעבוד עמו, במיוחד כיוון שמחשבים היו עניין חדש למדי באותה התקופה.
על כן החליט קונוואי לקחת על עצמו אתגר: פישוט המודל של פון ניומן. הוא רצה למצוא מודל מתמטי שיהיו לו אותם התכונות של האוטומטון של פון ניומן – דהיינו, ניתן יהיה לבצע באמצעותו חישובים מורכבים וגם שכפול עצמי – ובו בזמן מודל שיהיה מספיק פשוט כדי שניתן יהיה ליישם אותו בפועל על לוח משחק רגיל, או באמצעות דף ועט. קונוואי וכמה מתלמידיו בילו כשנה וחצי, בעיקר במהלך הפסקות קפה ארוכות, בניסיון לבנות מודל מתמטי מופשט שכזה. ב-1970 הגיעו, סוף סוף, לתוצאה שסיפקה אותם.

'משחק החיים של קונוואי', כפי שמכונה המודל, מתנהל באופן הבא.
קחו דף משבצות רגיל. כל משבצת מייצגת תא: יצור 'חי' קטן. אם המשבצת מושחרת היצור חי, ואם היא ריקה – היצור מת. לכל יצור ביקום המשבצות שלנו יכולים להיות עד שמונה שכנים, במשבצות הסמוכות. הכלל הוא כזה: אם ליצור יש ארבעה או יותר שכנים – הוא מת כתוצאה מ'צפיפות יתר'. אם יש לו רק שכן אחד או אם אין בכלל שכנים – הוא מת מ'בדידות'. אם למשבצת ריקה יש בדיוק שלושה שכנים – יוולד שם יצור חדש. וזה הכל! שלושה כללים פשוטים ומוגדרים היטב, ומשחק שאפשר לשחק על דף נייר או לוח שחמט משובץ. כל מה שצריך לעשות הוא לקבוע את הקונפיגורציה הראשונית של היצורים ביקום המשבצות – זאת אומרת, לבחור מספר משבצות שיהיו מושחרות כבר בהתחלה – ואז להחיל את הכללים הללו שוב ושוב בלולאה, דור אחר דור, ולראות מה קורה. משחק החיים כל כך פשוט, עד שאני זוכר את עצמי משחק אותו בבית הספר היסודי: מצייר ומוחק משבצות במהלך שיעורים משעממים כדי לראות מה יקרה.

ומה שקורה הוא מרתק. הכללים הפשוטים שניסחו קונוואי ותלמידיו יוצרים על הדף תבניות מוזרות ומרתקות – תבניות מורכבות שכאילו צומחות מאליהן בתוך עולם המשחק. למשל, ישנן קונפיגורציות התחלתיות שיוצרות 'מושבות' משגשגות של יצורים שחיים במשך אלפי דורות – וקונפיגורציות אחרות שבהן המושבות נכחדות במהירות, או פורחות, מתפרצות באנרגיה יוקדת של צמיחה וגדילה – ואז מתות ונעלמות במפתיע. לעיתים נוצרות מושבות שנעות במחזוריות בין שניים, שלושה ויותר פיזורים שונים – לפעמים צמיחה, ולפעמים דעיכה. פה ושם גילו קונוואי ועמיתיו תבניות מרתקות במיוחד, כדוגמת ה'רחפן' – שהוא תבנית של משבצות שמסוגלת 'לנוע' על פני לוח המשחק כמו נמלה בעקבות מזון. בכל דור 'מתות' משבצות מסוימות ברחפן ואחרות נולדות, כך שהתבנית זזה בכיוון מוגדר.

כל התבניות והתצורות הללו, שנוצרו כאמור מתוך מספר כללים פשוטים וברורים, היו אקראיות ובלתי ניתנות לחיזוי לחלוטין – דהיינו, אי אפשר היה לנחש, מתוך קונפיגורציה התחלתית מסוימת, מה תהיה התוצאה הסופית של המשחק: האם מושבה תחיה מיליארד דורות או תמות בתוך אלף דורות בלבד, ואם תישאר במקום או אולי תחליט לנוע למקום אחר על הלוח… דווקא האקראיות הזו היא זו שקסמה לג'ון קונוואי יותר מכל דבר אחר:

"משחק החיים שלי לא היה ידוע מראש. הגישה שלי הייתה: אם אתה לא יכול לחזות מה תעשה המכונה, זה כנראה כיוון שהיא מסוגלת לעשות כל דבר."

באחת ההזדמנויות פגש קונוואי מתמטיקאי אחר בשם מרטין גרדנר (Gardner). לגרדנר היה טור קבוע בירחון Scientific American, שעסק בחידות ושעשועים מתמטיים. הטור של גרדנר היה מצליח ביותר ומשך אליו עשרות אלפי קוראים מכל רחבי העולם.
קונוואי סיפר לגרדנר על המשחק שלו, ואף הציע אתגר מיוחד לקוראים. אחת השאלות המסקרנות, מנקודת מבט מתמטית, הייתה – האם ניתן לבחור קונפיגורציה ראשונית של יצורים, שתיצור תבנית שהולכת וגדלה, וגדלה וגדלה, עד לאינסוף. קונוואי הכריז שהראשון שימצא תשובה לשאלה יקבל ממנו חמישים דולר.

מרטין גרדנר תיאר את משחק החיים לקוראיו בגיליון שיצא לאור באוקטובר 1970 – אבל איש מהם לא היה מוכן להתלהבות האדירה שבה קיבל אותו הקהל. הטור של אותו החודש נחשב לפופולרי ביותר מכל הגיליונות, וגרדנר קיבל יותר מכתבי תגובה מהקוראים מאשר קיבל כל מאמר אחר שהתפרסם אי פעם ב-Scientific American בכל מאה ומשהו שנותיו. הקוראים, שהוקסמו מהפשטות המהפנטת והמתעתעת של משחק החיים, לא הפסיקו לנסות ולגלות תבניות חדשות. בתוך זמן קצר הצליח מתמטיקאי מ-MIT לפצח את האתגר של קונוואי: הוא גילה 'תותח רחפנים' – דהיינו, תבנית התחלתית שיוצרת בכל פרק זמן קבוע רחפן, שזוחל לו על הלוח ומתרחק מהמושבה המקורית כמו פגז שנורה מתותח. כיוון שרחפנים אף פעם לא מתים, מדובר בתבנית שהולכת וגדלה עד אינסוף.

אתגר נוסף, עם זאת, נותר לא פתור. קונוואי, כזכור, המציא את משחק החיים בניסיון לפשט את המודל המורכב של פון-ניומן, שהיה מסוגל לבצע שכפול עצמי. אמנם ניתן היה להוכיח מתמטית שהכללים הפשוטים של משחק החיים מאפשרים בחירת תבניות המסוגלות לשכפול עצמי – אבל איש לא הצליח למצוא תבנית שכזו בפועל.

המצאת המחשבים האישיים הזולים והזמינים העניקה למשחק החיים דחיפה משמעותית, כשאלפי חובבים כתבו תוכנות פשוטות שהריצו סימולציות של המשחק, בעיקר בלילות – כשהמחשב עמד ללא שימוש. יש מי שטוען שיותר זמן מחשב הוקדש למשחק החיים של קונוואי, מאשר לכל פעילות חישובית בודדת אחרת.
המאמצים המשותפים של חובבי המשחק הובילו למציאת עוד ועוד תבניות מעניינות, ובסופו של דבר הצליח אחד מהם – מתכנת בשם אנדרו ווייד (Wade), לפצח את החידה. הוא גילה תבנית התחלתית, אותה כינה "ג'מיני", שהייתה מסוגלת לשכפל את עצמה בתוך שלושים ושלושה מיליון דורות. שחקן אחר הצליח אפילו ליצור מחשב מושלם בתוך המשחק, הכולל תבניות המתנהגות כתאי זיכרון, רחפנים המדמים אותות חשמליים וכדומה.

ג'ון קונוואי עצמו לא כל כך מרוצה מהצלחת המשחק שקרוי על שמו.

"נהגתי לומר, ואני עדיין אומר זאת מדי פעם, שאני שונא את משחק החיים. אני לא באמת שונא אותו, לא היום בכל אופן. הסיבה לכך ששנאתי אותו הייתה כיוון שבכל פעם ששמי הוזכר, זה תמיד היה בהקשר של משחק החיים, ואני לא חושב שהמשחק היה עד כדי כך מעניין. הוא האפיל על הרבה דברים חשובים אחרים שעשיתי בחיי. אבל עכשיו אני כבר מזדקן, והיכולת שלי לשנוא דועכת. בכל זאת, זה היה הישג שאני מאד גאה בו, אבל לא בא לדבר עליו כל הזמן."

אך למרות שקונוואי אולי קצת פחות מאושר – הצלחתו של משחק החיים בכל זאת דירבנה את המתמטיקאים להקדיש יותר תשומת לב לענף המתמטי שעוסק ב'אוטומטונים' פשוטים שכאלה, ולהבין כיצד ניתן להעזר בהם כדי לדמות תופעות מורכבות מאד בעולם האמיתי, כגון סימולציות של מזג האוויר. אך יותר מהאספקטים המעשיים של המשחק, המוגבלים למדי, משחק החיים מדגים כיצד יכולות מערכות מורכבות, בעלות התנהגויות מרתקות, להיווצר באופן טבעי מתוך אבני בניין פשוטות – תופעה המכונה Emergence. הוא גורם לנו לחשוב מחדש על הנחות היסוד שלנו כשאנחנו מנסים ל'ברוא' מערכות מורכבות משלנו, כגון מחשבים בעלי בינה מלאכותית וכדומה.
טרנזיסטור ביולוגי

תופעת ה-Emergence מטרידה את מנוחתו של חוקר אחר בתוך הביולוגיה הסינטתית.
דרו אנדי (Endy) נולד בארה"ב בשנת 1970. הוא גילה עניין רב בלימודי הביולוגיה בתיכון, אבל לא התלהב משיטות הלימוד המיושנות בבית ספרו שכללו בין היתר שינון בעל פה של מאתיים חרקים מסוגים שונים – בלטינית! באוניברסיטה למד הנדסת בניין והנדסת סביבה, עסק תקופה מסוימת במערכות טיהור-שפכים – אך הסקרנות כלפי עולם הטבע לא נתנה לא מנוח ובסופו של דבר חזר לתחום, הפעם כמהנדס כימיה.

במסגרת עבודת הדוקטורט שלו ניסה לשכנע כמה גנטיקאים שעמם עבד לבצע עבורו כמה ניסויים, אבל כל אחד היה עסוק במחקריו ולאיש לא היה זמן לסייע. אנדי הבין שאם הוא רוצה שמשהו יקרה במעבדה כדאי שילמד לעשות זאת בכוחות עצמו. אך הניסיון שצבר אנדי בעבודת המעבדה רק הוביל לתסכול גדול יותר.

"שמתי לב שכל התחזיות שהשגתי מהמודלים הממוחשבים לגבי התנהגותן הצפויה של המערכות הביולוגיות הטבעיות כשהכנסנו בהן שינויים – היו שגויות לחלוטין. רציתי התנהגות אחת, עשיתי את השינוי – ובדיוק הדבר ההפוך התרחש… [למשל] עשיתי מספר שינויים במבנה של וירוס כדי שיתפתח מהר יותר. הייתי נכנס למעבדה, עושה את השינויים, והוירוס היה מתפתח לאט יותר.."

אנדי הגיע מעולם ההנדסה ולא היה מוכן לקבל את אי הוודאות הזו: כיצד אפשר לתכנן מערכת כלשהי, מבלי שאפשר לחזות את התנהגותה במידה סבירה של ודאות? כפי שניסח זאת אנדי –

"אני אוהב פשטות. לא הייתי רוצה שהמטוס שעליו אני טס מחר ייפתח תוך כדי טיסה התנהגויות בלתי-צפויות בסגנון ה-Emergence.'

בשנת 2001 חבר דרו אנדי לטום נייט, והיה ממקימיה של המעבדה לביולוגיה סינטתית ב-MIT ומייסדי תחרות ה-iGEM. העבודה עם נייט הובילה גם אותו להכיר בחשיבותה של הסטנדרטיזציה:

"למרות שיש לי שלושה תארים כמהנדס – לא הבנתי [את חשיבותה של האחידות התקנית] עד שטום נייט הציע שיכול להיות נחמד אם יהיו לנו רכיבים ביולוגיים תקניים שניתן יהיה לחברם זה לזה בקלות, ואחרי שנחבר אותם זה לזה יפגינו התנהגות צפויה."

התובנה הזו הוליכה את אנדי לתובנה אחרת: שבמקום 'להנדס לאחור' מערכות טבעיות – דהיינו, לנסות ולפענח כיצד פועלות המערכות בתא כדי לשנות אותן בהמשך – ניתן להתחיל דווקא מהכיוון ההפוך:

'המסקנה שאליה הגעתי הייתה שאבולוציה אינה בוררת מערכות ביולוגיות טבעיות כדי שאנחנו נוכל להבין אותן […] ועל אחת כמה וכמה כדי שנוכל לשנות אותן. זהו אינו חלק מהתפקוד האובייקטיבי של האבולוציה. אם אני רוצה ליצור מודלים מדוייקים של מערכות ביולוגיות, אם אני רוצה להיות מסוגל לחזור את התנהגותן כשהסביבה או אני עושים בהן שינויים – אז אני צריך לבנות אותן בעצמי."

בשנת 2013 הצליחו דרו אנדי ועמיתיו, עכשיו כבר באוניברסיטת קורנל, לבנות בעצמן רכיב ביולוגי פורץ דרך וחשוב במיוחד. כדי להבין את חשיבותה של פריצת הדרך הזו, יש ראשית להבין את חשיבותם של הטרנזיסטורים במעבדים אלקטרוניים מודרניים. שימו לב שהכוונה כאן היא לרכיב אלקטרוני בגודל ננו-מטרי, ולא לרדיו-טרנזיסטור, שהוא מכשיר חשמלי שאפשר להחזיק ביד. הטרנזיסטור הוא מעין שער המסוגל לחסום מעבר של אותות חשמליים או לאפשר אותו – כמו ברז, שמאפשר או מפסיק את זרם המים דרכו. יכולת זו, לאפשר או לעכב מעבר של זרם חשמלי, אינה נשמעת מרשימה במיוחד – אך היא הבסיס לכל המורכבות האדירה של המחשבים בימינו, ומעבדי המחשב מכילים מילארדים של טרנזיסטורים המחוברים זה לזה.

קבוצתו של דרו אנדי הצליחה לממש, בפעם הראשונה, רכיב ביולוגי שהוא המקבילה לטרנזיסטור האלקטרוני. רכיב זה, המכונה 'טרנסקיפטור', מסוגל לשלוט על הפקתם של חלבונים בתוך התא באותו האופן שבו שולט הטרנזיסטור האלקטרוני על מעבר הזרמים החשמליים: הטרנסקריפטור יכול לאפשר את תהליך ההפקה של החלבונים או להפסיק אותו, כאילו לחצנו על כפתור שמפעיל או מכבה מכונה כלשהיא.

כיצד פועל הטרנסקריפטור?
הדנ"א, נזכור, מכיל מידע שמגדיר לתא כיצד ליצור חלבונים מסוימים. אפשר לדמות אותו לתרשימי בנייה שמהם אפשר לבנות בניין. הבעיה היא שכל עוד התרשימים האלה נמצאים במגירה של האדריכל – אי אפשר לעשות איתם שום דבר. כדי לבנות בית, צריך ליצור עותקים של תרשימי הבנייה ולחלק אותם למהנדסי הבניין שיקימו את המבנה בפועל. באותו האופן, מערכות התא צריכות להיות מסוגלות לפענח את המידע השמור בדנ"א ולהעביר אותו ליחידות שמייצרות את החלבונים בפועל.
השלב הראשון בתהליך הפענוח הוא 'שעתוק' (Transcription).מולקולה מיוחדת בשם RNA פולימראז' עוברת על פני סליל הדנ"א ויוצרת ממנו מולקולות בשם רנ"א. מולקולות הרנ"א הן מעין שכפולים של המידע שהיה בדנ"א: באנלוגיה שלנו, הרנ"א פולימראז' הוא כמו מכונת שכפול שיוצרת העתקים של תרשימי הבנייה. בשלב השני, שלב 'התרגום' – מולקולות הרנ"א נשלחות אל הריבוזומים, שהם 'בתי החרושת' שמפיקים את החלבונים בפועל – כמו מהנדסי בניין שמקבלים את השכפולים של תרשימי הבנייה ובונים בעזרתם את הבתים.

הטרנסקריפטור הוא מולקולה שמפריעה לרנ"א פולימראז' להתחיל בתהליך השעתוק. היא בולמת את תנועת מולקולת הרנ"א פולימראז', כאילו שמישהו תקע טריז בתוך מכונת השכפול שלנו ומפריע לה לעבוד. החוקרים מסוגלים לשלוט בטרנסקריפטור בעזרת אנזימים מיוחדים: אם אין אנזימים, הטרנסקריפטור 'תוקע' את תהליך השעתוק. אם יש אנזימים, הטרנסקיפטור מפסיק להפריע ותהליכי השעתוק והתרגום ממשיכים כסדרם – עד שהחלבון שהיה מקודד בתוך הדנ"א נוצר בפועל בתוך התא.

לטרנסקיפטור שתי משמעויות חשובות. הראשונה היא שהוא מאפשר לחוקרים לחקות, באמצעות אבני בניין הביולוגיות של דנ"א ואנזימים, את פעולתו של הטרנזיסטור האלקטרוני – ובאותו האופן שבו ניתן להשתמש בטרנזיסטור האלקטרוני כדי לבנות מעגלים לוגיים מתוחכמים ושימושיים, ניתן יהיה גם להשתמש בטרנסקריפטור לבניית מעגלים ביולוגיים מורכבים. במילים אחרות: נוכל לבצע חישובים בתוך תא חי, באותו האופן העקרוני שבו אנחנו מבצעים חישובים בעזרת גוש של סיליקון.
ישנו הבדל עקרוני ברור בין מחשבים מבוססי-סיליקון ומחשבים ביולוגיים: מחשבי הסיליקון מהירים מאד ופועלים במגוון של תנאי סביבה כמו חום וקור קיצוניים, בעוד שהטרנסקיפטור ושאר הרכיבים הביולוגיים איטיים מאד – אפילו חישובים פשוטים יכולים לארוך שעות רבות – והם רגישים מאד לשינויי טמפרטורה וכו'. לדרו אנדי יש תשובה טובה לשאלה זו. בראיון לאתר אינטרנט הוא אמר –

"אנחנו לא הולכים להחליף את המחשבים מבוססי הסיליקון. אנחנו לא עומדים להחליף את הטלפון או המחשב הנייד שלך. אבל אנחנו נגרום למחשבים לעבוד במקומות שבהם סיליקון לעולם לא יעבוד."

החשיבות השניה של הטרנסקיפטור היא בכך שהוא מפחית את הסיבוכיות והמורכבות של עבודה עם מערכות ביולוגיות. כפי שנוכחנו לדעת ב'משחק החיים', מערכות ביולוגיות יכולות להפגין התנהגויות מורכבות מאד גם מאבני בניין צנועות יחסית. באלקטרוניקה, אנחנו עוקפים חלק גדול מהמורכבות בכך שאנחנו מניחים שלכל טרנזיסטור יש רק שני מצבים: 'פתוח' או 'סגור' – יש זרם, או אין זרם. הטרנסקריפטור מאפשר לנו גם כן לעקוף את המורכבות בכך שגם לו יש רק שני מצבים: 'פתוח' או 'סגור' – יש חלבון או אין חלבון. הלוגיקה הבינארית הזו של אפס ואחד היא המפתח לתכנון מערכות ביולוגיות מורכבות מאד.

ראוי לציין גם שטרנסקריפטור עומד בתקן הביו-בריק ולכן ניתן לשלב אותו במכונות הביולוגיות הקיימות, ולא פחות חשוב – קבוצתו של דרו אנדי שחררה את תוצאות המחקר במלואן לרשות הציבור, באופן חופשי, במקום לרשום פטנט על הטכנולוגיה.

אם וכאשר תבשיל טכנולוגיית הטרנסקריפטור וניתן יהיה לעשות בה שימוש גם בעולם האמיתי, יש לה פוטנציאל שאפילו המדע הבדיוני מחוויר לצדו. מעגלים ביולוגים המוטמעים בתוך התאים יוכלו לגלות ולאבחן שינויים בכימיה של התא – למשל, לזהות כשתא הופך להיות סרטני – ובתגובה לשחרר לזרם הדם חלבונים שיאותתו לרופאים על מצבו של החולה, או אפילו חלבונים שירפאו את התא או שיגרמו לו להשמיד את עצמו. מעבר להשלכות המעשיות, דרו אנדי מאמין שהביולוגיה הסינטתית תאפשר גם לחובבים ומהנדסים יחידים להשתלב בתחום ולבנות מערכות מתוחכמות בכלים שפעם היו זמינים אך ורק לחברות ענק ואוניברסיטאות, בדומה לאופן שבו מהפכת המחשוב האישי הוציאה את המחשבים ממעבדות מחקר של חברות גדולות והכניסה אותם לכל בית. ועדיין לא אמרנו מילה לגבי הסוגיות האתיות המורכבות שללא ספק יצוצו כשנתחיל להראות התערבות כה דרמטית בתהליכים טבעיים של הגוף.

אלו הפנטזיות, בכל אופן. האם תבשלנה הביולוגיה הסינטתית והמחשוב הביולוגי לכדי שימוש מעשי? אי אפשר להבטיח דבר: רעיונות כמו ה'דם החיידקי' כך חדשניים, עד שיידרשו שנים של ניסויים קפדניים כדי לוודא שהם אכן ישימים בבתי חולים. על יישום מעשי של מיחשוב באמצעות טרנסקריטפור אף אחד אפילו לא מדבר, בשלב הזה. אבל יש לי תחושה שעצם פריצת הדרך של סטנדרטיזציה בעולם ההנדסה הגנטית – היא התפתחות מכריעה בפני עצמה. גם אם טכנולוגיה כזו או אחרת תתרסק ותיפול – זו תהיה רק מהמורה זמנית ותו לא. הביו-בריקים והטרנסקריפטור הם בסך הכל כלים בידיים אנושיות – לא שונים מהותית מגרזני אבן וחניתות: ההיסטוריה מלמדת אותנו שברגע שנותנים לבני האדם כלים חדשים, הם כבר יידעו לעשות בהם שימוש – ובדרך כלל יהיה זה שימוש שהאנשים שהמציאו את הכלים המקוריים כלל לא היו מעלים על דעתם. טום נייט ניסח זאת היטב:

'אני עוסק בטכנולוגיה כבר המון שנים. כששואלים אנשים אילו דברים מדהימים עומדים להתרחש בעוד חמש או עשר שנים, הם תמיד מגזימים בתחזיות לגבי חמש שנים – ותמיד מעריכים בחסר את מה שיקרה בעוד עשר. דמיין לעצמך שאתה בימיה הראשונים של תעשיית המוליכים-למחצה ומישהו אומר- עכשיו, תחזה לי את ה-iPad. אתה לא תהיה מסוגל לעשות את זה. אני לא יכול להגיע לכם מה יקרה, אבל אם תסתכלו על זה במבט על, הביולוגיה הסינטתית היא הטכנולוגיה של המאה הזו. היא עומדת לשנות את האופן שבו אנחנו בונים דברים. ביולוגיה היא בעיקרה טכנולוגיית ייצור, ואנחנו נמצאים על הקצה של להבין איך לשלוט בה. אי אפשר לחזור או להעריך את השפעותיה – אבל השפעה תהיה, והיא תהייה עצומה.'

ביבליוגרפיה:

http://archive.wired.com/wired/archive/10.01/standards.htmlhttp://media.proquest.com/media/pq/classic/doc/2297722311/fmt/ai/rep/NPDF?_s=YgOTAZqIl850Lq8ZvcypS98B31Y%3Dhttps://books.google.co.il/books?id=y4VGsMOfvJEC&lpg=PA84&pg=PA90#v=onepage&q&f=falsehttp://www.fastcompany.com/3000760/tom-knight-godfather-synthetic-biology-how-learn-something-newhttp://edge.org/conversation/engineering-biologyhttp://www.ibiblio.org/lifepatterns/october1970.htmlhttp://www.extremetech.com/extreme/152074-stanford-creates-biological-transistors-the-final-step-towards-computers-inside-living-cellshttp://med.stanford.edu/news/all-news/2013/03/biological-transistor-enables-computing-within-living-cells-study-says.htmlhttp://www.mercurynews.com/business/ci_22898974/biological-computer-created-at-stanfordhttp://www.npr.org/2013/03/29/175604770/tiny-dna-switches-aim-to-revolutionize-cellular-computinghttps://biobricks.org/bpa/contributions/57/http://www.lcc.uma.es/~jja/recidiva/042.pdfhttp://www.doc.ic.ac.uk/~nd/surprise_96/journal/vol4/cs11/report.htmlhttp://www.theprojectspot.com/tutorial-post/creating-a-genetic-algorithm-for-beginners/3http://www.cs.bham.ac.uk/internal/courses/intro-nc/current/notes/14-examples-of-evolutionary-algorithms.pdfhttp://rogeralsing.com/2008/12/07/genetic-programming-evolution-of-mona-lisa/http://www.perlmonks.org/?node_id=298877http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Conway.htmlhttp://www.dailymotion.com/video/x2iq0iwhttps://alumni.stanford.edu/get/page/magazine/article/?article_id=29598http://bio.davidson.edu/genomics/2014/GeneticLogic.pdf

http://www.ranlevi.com/2015/09/11/168_bio_computing/#read_text

Thursday, September 28, 2017

Пинхас Полонский: Национальная идея Израиля: изначальный конфликт внутри сионизма и его трансформация в ходе реализации

http://www.ejwiki.academy/univer/kursu/kurs-3-nacionalnaya-ideya-izrailya/





Ниже есть продолжение.








[26.09.2017] В результате теракта в hар hадар погибли трое израильтян

в результате нападения террориста на израильтян у въезда в поселение Хар-Адар, погибли три человека.

По сообщению пресс-службы полиции, террорист приблизился к тыльным воротам поселения вместе с группой рабочих из ПА.

...Позднее были опубликованы имена убитых:

старший сержант Соломон Гаврия, 20 лет, из Беэр-Яакова

Юсеф Отман, 25 лет, из деревни Абу Гош

Ор Ариш, 25 лет, из Ар Адара...

Он вызвал подозрение у сотрудников службы охраны поселения, а также у полицейских погранохраны (МАГАВ), но успел использовать имевшееся у него оружие и открыл огонь в сторону израильтян.

Террорист нейтрализован, расследование этого инцидента продолжается.

Ниже есть продолжение.

Только что (8:34) полиция обнародовала информацию о том, что еще один человек в результате этого инцидента ранен.

Террорист — 37-летний житель арабской деревни Бейт-Сурих, имел разрешение на работу в Израиле.

Для стрельбы он использовал спрятанный под одеждой пистолет.
http://cursorinfo.co.il/v-rezultate-terakta-pogibli-troe-izrailtyan/
http://txt.newsru.co.il/israel/26sep2017/strelba_703.html

Война Судного дня: как израильтяне отказываются от одержанной ими победы

Пинхас Полонский: Процесс модернизации иудаизма в сегодняшнем Израиле: концепция р. Кука и как это происходит реально

http://www.ejwiki.academy/univer/kursu/kurs-2-modernizaciya-ortodoksalnogo-iudaizma-po-r-kuku/



Ниже есть продолжение.








Wednesday, September 27, 2017

עושים היסטוריה 129: האיש שקטף לחם מהשמיים- על פריץ הבר (Hebrew)

mp3

הכימאי היהודי-גרמני פריץ הבר (Haber) אחראי לאחת מהתגליות הגדולות של תקופתנו: יש אף מי שיגידו, התגלית החשובה מכולן. על פניו, הוא אמור להיות מפורסם ונערץ על כולם- אך פיתוח נוסף שלו הפך אותו בעיני רבים לבן בריתו של השטן…

5 מדוע זקוקים צמחים לדשן מלאכותי?
07:30 פריץ הוגה את 'תהליך הבר', ומציל את האנושות מאסון ודאי…
15:20 שוטרים צרפתים המגוייסים לשדות הקטל של מלחמת העולם הראשונה מביאים עימם ציוד מהבית, ומשנים את מהלכה של המלחמה הגדולה.
25:10 ימים ספורים לאחר שזכה להצלחה הגדולה ביותר שלו, מקבל הבר בשורת איוב מהעורף…
33:00 הנאצים עולים לשלטון בגרמניה, ופריץ הבר מוצא בן ברית בלתי צפוי: חיים וייצמן.


http://www.ranlevi.com/2013/06/15/ep129_fritz_haber/

Ниже есть продолжение.

האיש שקטף לחם מהשמיים- על פריץ הבר

ההיסטוריה של המדע משופעת בלא מעט מדענים מבריקים ממוצא יהודי. גם אם יהדותם לא תרמה ממש להשגיהם, עדיין נעים לדעת שאלברט איינשטיין, קרל סגן וריצ'רד פיינמן חלקו אתנו אותה המורשת – התרבותית וההיסטורית.

הכימאי פריץ הבר ראוי, על פי כל אמת מידה של תגליות מדעיות, להיכלל ברשימה מכובדת זו. התהליך הכימי שהגה נחשב בעיני רבים להמצאה הגדולה ביותר של המאה העשרים, חשובה אף יותר מהמחשב או מהאנטיביוטיקה. לפחות שליש מאוכלוסיית עולמנו חבה את עצם קיומה לפריץ הבר: הוא האיש שבזכותו, סביר להניח, אכלתם את ארוחת הצהרים האחרונה שלכם.

בפועל, עם זאת, איננו מרבים להתגאות בפריץ הבר. לכמה מתגליותיו של הכימאי היו השלכות איומות שהביאו למות עשרות מיליוני בני אדם, ביניהם גם מיליונים מבני עמנו. תגליות אלה הכתימו את המוניטין של הבר במידה כזו, עד שרבים אף מתביישים במוצאו. אם כן, מי היה פריץ הבר ומדוע המורשת שהשאיר אחריו כה מורכבת?

לחם מהשמיים

פריץ הבר נולד בגרמניה בשנת 1868 למשפחה יהודית חילונית, וגילה עניין בכימיה עוד מגיל צעיר. הכשרתו המדעית בתחום הייתה מגוונת באופן יוצא דופן: פריץ למד בשלוש אוניברסיטאות שונות, במקביל לסטאז' מקצועי במפעלי תעשייה שונים. בבית נחשף לטכניקות המעשיות של כימיה בקנה מידה תעשייתי במסגרת עבודה עם אביו, סוחר בתחום הדיו והצבעים. לאחר סיום לימודיו המשיך לתארים מתקדמים, כתב ספרי לימוד וחקר את האופן שבו ניתן להפריד נפט גולמי למרכיביו השונים כגון בנזין, מזוט וכו'. בשנת 1904 נחשף הבר לראשונה לבעיה קשה שהעסיקה את מיטב המוחות בתקופתו, אתגר שהיה עתיד לשנות את חייו.

כדי לצמוח ולשגשג, צמחים זקוקים לכמה מזונות בסיסיים: מים, פחמן דו חמצני, זרחן, אשלגן וחנקן. מים ופחמן דו חמצני זמינים, בדרך כלל, בכמויות סבירות בקרקע ובאוויר. הזרחן והאשלגן נדירים יותר, אך הצמח זקוק רק לכמויות מזעריות של מינרלים אלה ולכן ברוב המקרים גם הם אינם מהווים בעיה. החנקן, עם זאת, הוא עניין מורכב יותר. החנקן הוא מרכיב חיוני בתזונת הצמח: כל החלבונים, אבני הבניין היסודיות ביותר בכל תא, מכילים חנקן. מכאן שאם אין לצמח כמויות מספיקות של חנקן זמין, הוא אינו מסוגל ליצור חלבונים חדשים וגדילתו נפגעת.

אין מחסור בחנקן על פני כדור הארץ, ואפילו להפך: קרוב לשמונים אחוזים מהאוויר שאנו נושמים מורכב ממולקולות שכל אחת מהן עשויה משני אטומים של חנקן. לרוע המזל, החנקן שבאוויר אינו זמין לצמח. הקשר הכימי שמצמיד את שני אטומי החנקן זה לזה הוא כה חזק ויציב, עד שהצמחים אינם מסוגלים לפרק אותו. הם תלויים לחלוטין בגורמים ובתהליכים חיצוניים שאמורים לפרק עבורם את מולקולת החנקן, ורק אז הם יכולים להשתמש באטומים הבודדים כחומר גלם בתאים. סופת ברקים, למשל, היא תהליך טבעי שכזה: האנרגיה החשמלית האדירה של ברק העובר דרך האוויר מספיקה כדי לשבור את הקשר שבין אטומי החנקן ולהפריד ביניהם. יש גם חיידקים שחיים מתחת לאדמה, על שורשי הצמחים, המסוגלים לפרק את מולקולות החנקן.

לאחר שמולקולות החנקן שבאוויר מפורקות, אטומי החנקן הבודדים נקשרים לאטומי מימן וחמצן ויוצרים תרכובות חדשות שאותן הצמח סופח אליו דרך השורשים. הקשרים בין החנקן למימן וחמצן חלשים יחסית, והצמח מסוגל לפרק אותם ולנצל את אטומי החנקן לתועלתו. תהליך פירוק מולקולות החנקן שבאוויר על מנת ליצור תרכובות חדשות עם חמצן ומימן מכונה 'קשירה' (Fixation, בלעז).

החנקן הקשור שסופחים הצמחים עובר מעין תהליך מחזור טבעי. כשצמח או בעל החיים שאכלו חנקן מתים, החיידקים שבקרקע מפרקים את הרקמות ומחלצים מהן את תרכובות החנקן כך שהדור הבא של צמחים יכול לספוח אותן לצרכיו. אותו תהליך תקף, באופן עקרוני, גם לגבי צואת בעלי חיים, וזו הסיבה שצואת ציפורים או פרות, 'זבל אורגני' כפי שהיא מכונה לרוב, היא דשן טבעי ושימושי מאוד בחקלאות.

תהליך המחזור הטבעי משאיר את החנקן הקשור בקרקע לאורך דורות רבים של צמחים, אך ההתערבות האנושית בתהליכי הגידול הטבעיים יוצרת בעיה חדשה. כשעגבנייה או מלפפון גדלים בשדה הם סופחים את החנקן הקשור מהקרקע – אבל אז אנחנו מעמיסים אותם על משאיות ומעבירים אותם, ואת החנקן שהם מכילים, אל ערים מרוחקות. במילים אחרות, אנחנו מסלקים חנקן קשור מהשדה, מבלי להחזיר אותו מאוחר יותר. התוצאה היא שלאורך זמן הקרקע הולכת ומאבדת את מלאי החנקן הקשור שבה, ולא ניתן לגדל בה צמחים חדשים.

הצורך בדישון מלאכותי כדי להחזיר את החנקן לקרקע היה מוכר לחוקרים ולחקלאים כבר מאז אמצע המאה ה-19. גרמניה ייבאה בכל שנה טונות רבות של מינרלים ולשלשת עופות ממקומות מרוחקים כמו צ'ילה ובוליביה כדי להתמודד עם הביקוש הגובר לתוצרת חקלאית, שנבע מהגידול הטבעי של האוכלוסייה.

בתחילת המאה העשרים הבינו המדענים שאירופה, ולמעשה העולם כולו, עומדים בפני בעיה חמורה. מלאי המינרלים והזבל האורגני שניתן לכרות ולאסוף ממקורות טבעיים מוגבל, בעוד שהאוכלוסייה האנושית ממשיכה לצמוח. בתוך כמה עשרות שנים, שיערו חוקרים, לא יהיה בעולם מספיק דשן כדי להאכיל את כולם. התוצאה תהיה רעב גלובלי בקנה מידה שהעולם לא ידע, אסון שיבלום את הקדמה האנושית ויחזיר אותה מאות שנים לאחור.

מדענים רבים חיפשו אחר דרך לקשור את החנקן האטמוספרי באופן מלאכותי, דהיינו – לפרק את מולקולות החנקן שבאוויר וליצור מהן אמוניה, למשל, תרכובת המכילה חנקן ומימן ושממנה ניתן להפיק דשן בקלות יחסית. היו מדענים שהצליחו לעשות זאת. אחת השיטות המקובלות הייתה ליצור קשת חשמלית, מעין ברק מלאכותי, שיחקה את פעולת הברק הטבעי ויפרק את המולקולות העיקשות. אך כל השיטות לייצר אמוניה מלאכותית דרשו כמויות אנרגיה גדולות מאוד והפיקו רק כמויות זעומות של אמוניה, ולכן לא התאימו לייצור אמוניה בקנה מידה תעשייתי.
תהליך הבר

זה היה מצב העניינים ב-1904, כשהחל פריץ הבר לעבוד על הבעיה במסגרת עבודתו בחברת BASF, ענקית הכימיקלים מגרמניה.

בתחילה הוא ניסה את השיטה המקובלת ליצירת אמוניה, שיטה שרבים ניסו גם לפניו: חימום החנקן לטמפרטורה גבוהה של אלף מעלות ויותר באמצעות קשת חשמלית או תנור כדי לשבור את הקשרים שבין המולקולות, ולאחר מכן הרכבת החנקן עם מימן כדי ליצור אמוניה. עד מהרה הבין שזהו מבוי סתום: בטמפרטורה גבוהה, האמוניה שנוצרת מתפרקת חיש מהר בחזרה למימן ולחנקן עוד לפני שניתן לחלץ אותה מהתנור.

הבר ניסה כיוון אחר. זרז (Catalist, בלעז) הוא חומר אשר מאיץ את מהלכה של תגובה כימית בין שני חומרים אחרים, אבל אינו לוקח בה חלק ואינו מתכלה. אנלוגיה טובה לזרז היא מתווך דירות. הקונה מעוניין לקנות, והמוכר מעוניין למכור – והמתווך הוא זה שמדרבן את השניים ודוחף אותם זה אל זרועותיו של זה כדי שיוכלו לסגור את העסקה מהר יותר, והוא יוכל לעבור לעסקה הבאה. זרז בתגובה כימית עושה אותה הפעולה, ואפילו בלי לשקר לאף אחד.

הבר חיפש זרז שיוכל להאיץ את תהליכי פירוק מולקולות החנקן ויצירת האמוניה גם בטמפרטורה נמוכה יותר. הוא חיפש וחיפש, אך לא מצא זרז שכזה. אחת האפשרויות שעמדה לנגד עיניו הייתה להגדיל את הלחץ שבו התרחשה התגובה הכימית כדי להגביר את קצב ייצור האמוניה, אך הדעה הרווחת בקהילה המדעית הייתה שאי אפשר, מבחינה מעשית, לבנות מתקן תעשייתי גדול שיעמוד בלחץ עצום וטמ' גבוהה לאורך זמן. בנוסף, הבר האמין גם שהעלאת הלחץ לא תגביר את קצב ייצור האמוניה במידה ששווה את הטרחה והסיבוך שבלחץ הגבוה. הוא החליט להרים ידיים, נטש את המחקר ועבר לעסוק בנושאים אחרים.

שלוש שנים חלפו ובינתיים הראו מחקרים של כימאים אחרים, ובראשם בן ארצו וולטר נרנסט (Nernst), שייתכן ולחץ גבוה דווקא כן עשוי להגביר באופן משמעותי את קצב ייצור האמוניה. הבר החליט לשוב ולנסות את מזלו. פריצת הדרך הגיעה ב-1909, כשהבר ועוזריו גילו זרז חדש ויעיל יותר, יסוד בשם 'אוסמיום' (Osmium).

זה היה החלק האחרון בפאזל, וכעת היה בידיו של פריץ הבר תהליך מושלם להפקת אמוניה, תהליך שאנחנו מכנים כיום על שמו – 'תהליך הבר'. בקווים כלליים, תהליך הבר מתחיל בגזי מימן וחנקן שמוזרקים לתוך כבשן בטמפרטורה של 300 מעלות ולחץ של 200 אטמוספירות, מעל משטח עשוי אוסמיום. החום והלחץ מפרקים את מולקולות החנקן לאטומים בודדים, והאוסמיום מסייע לאטומי החנקן להתרכב עם המימן וליצור אמוניה. התערובת מועברת למיכל נוסף בטמפרטורה נמוכה שם מסוננת האמוניה, והחנקן והמימן העודפים מוחזרים אל הכבשן לסיבוב נוסף, וכן הלאה.

הנהלת BASF הייתה ספקנית בתחילה לגבי התועלת שבתהליך החדש, ובמיוחד לגבי השילוב הבעייתי של לחץ גדול וטמפרטורה גבוהה. אבל כשהדגים הבר כיצד הוא מסוגל להפיק במעבדה עשרות גרמים של אמוניה בתוך שעות ספורות, קצב שלא היה לו אח ורע עד כה, התפשטה ההתלהבות ברחבי החברה. כימאי מבריק נוסף בשם קרל בוש (Bosch) לקח על עצמו ליישם את התהליך שהמציא פריץ הבר בקנה מידה תעשייתי. בוש החליף את האוסמיום הנדיר והיקר בברזל זול ואת המימן הטהור באדי מים רגילים, וב-1913 הקים מפעל גדול שהפיק עשרות טונות של אמוניה בכל יום. אמוניה זו הייתה הבסיס שממנו נוצרו בהמשך דשנים מלאכותיים לחקלאות.
קארל בוש - הפודקאסט עושים היסטוריה.

קשה להפריז בחשיבות תגליתו של פריץ הבר. אין כל ספק שבלעדיו לא הייתה האנושות מסוגלת לגדל גידולים חקלאיים במידה מספקת כדי לתמוך באוכלוסיית עולמנו. כפי שציינתי בפתיח, אלמלא הדשנים המלאכותיים שליש מתושבי כדור הארץ, אם לא יותר, היו גוועים ברעב. על אף שחלפו יותר ממאה שנה, תהליך הבר-בוש הוא עדיין השיטה המובילה בכל רחבי העולם להפקת אמוניה.על פי ההערכות מחצית מאטומי החנקן שבגופנו מקורם בתהליך הבר-בוש! למעשה, כיום אנו ניצבים בפני בעיה הפוכה: כמויות החנקן הגדולות שמפיקים מפעלי כימיקלים ברחבי העולם יוצרות עודף מסוכן של חנקן קשור, ומזהמים את הקרקע ומי האוקיינוס – בעיה שוודאי עוד נשמע עליה בעתיד.

תגליתו של פריץ הבר הפכה אותו לכוכב. הוא זכה לפרסום רב ונודע בכל רחבי העולם כאיש ש'קטף לחם מהאוויר'. ב-1911 הוא מונה למשרה היוקרתית של ראש המחלקה לכימיה פיזיקלית במכון 'קייזר וילהלם' בברלין, המרכז המדעי שהעסיק את מיטב המדענים הגרמנים של דורו. ב-1918 אף זכה בפרס נובל לכימיה. פריץ הבר היה בפסגת הקריירה המקצועית שלו, וחי את חלומו של כל מדען. לרוע מזלו, לגורל היו תוכניות אחרות עבורו.
מלחמת העולם הראשונה

בשנת 1914 פרצה מלחמת העולם הראשונה, וגרמניה מצאה את עצמה במצב לא פשוט של מלחמה בשתי חזיתות: נגד רוסיה במזרח, ונגד צרפת ובריטניה במערב. הגנרלים הגרמנים קיוו למלחמת בזק אך במקום יזמה התקפית וקרבות מהירים והחלטיים 'נתקעו' הצדדים בלוחמת חפירות סטטית ומייאשת. הבריטים הטילו מצור על הנמלים הגרמניים, ובפרט מנעו מהם ייבוא מינרלים עשירים בחנקן מצ'ילה. למצור זה היה הפוטנציאל למוטט את המאמץ המלחמתי הגרמני כולו, שכן החנקן המיובא היה חיוני לא רק לשם ייצור דשן לחקלאות, אלא גם לשם ייצור חומרי נפץ לפצצות. רזרבות החנקן במחסנים הגרמניים היו עתידות להיגמר בתוך חודשים ספורים.

אך כאן שיחקה תגליתו של פריץ הבר לטובתה של גרמניה בתזמון מושלם. האמוניה שהפיקה חברת BASF במפעל שהוקם אך שנה אחת בלבד קודם לכן הייתה מיועדת לדשן, אך באותה הקלות ניתן היה להסב אותה להפקת חומרי נפץ – וזה בדיוק מה שקרה. תהליך הבר-בוש אפשר לגרמנים לשרוד את המצור הבריטי, לייצר פצצות בקצב גבוה ובכך להאריך את המלחמה בארבע שנים ארוכות ועקובות מדם. עבור רבים במערב די היה בעובדה זו בלבד כדי להפוך את פריץ הבר מגיבור לנבל – אך לא בכך הסתיימה מעורבותו הפעילה של הכימאי במלחמה.

כשפרצה מלחמת העולם הראשונה התגייסו לצבא הצרפתי גם לא מעט שוטרים לשעבר, ויחד עמם הביאו מהבית ציוד שנכנס לשימוש משטרתי לא מזמן: רימוני גז מדמיע. כמו הגרמנים והבריטים, גם הצרפתים היו חתומים על אמנה בינלאומית שאסרה על הצדדים הלוחמים לפתח גזים רעילים, אבל הגישה הצרפתית לאמנה הייתה כנראה אותה הגישה שבזכותה הם נהנים מאכילת צדפות וצפרדעים: אם זה לא הורג אותך, כנראה שזה לא באמת רעיל. החיילים הצרפתים ירו רימוני גז מדמיע בשדה הקרב, אך למרות שריכוז הגזים היה נמוך מכדי שתהיה לו השפעה ממשית על הקרבות, הוא גרם לפיקוד הגרמני להתחיל לחשוב על לוחמה כימית כמוצא מהבוץ שבו הייתה שקועה גרמנית, מילולית ופיגורטיבית, בלוחמת החפירות.

היהודים בגרמניה של תחילת המאה העשרים זכו לחופש דתי יותר מאי פעם, אבל בכל הנוגע לקריירה ולהתקדמות מקצועית עדיין היה עדיף להיות נוצרי. פריץ הבר היה אמנם יהודי מלידה, אך לא חש שום קרבה או קשר מיוחד לדת היהודית. כאדם משכיל וכמדען שמקדש את הרציונל, הוא הזדהה יותר עם התרבות הגרמנית החילונית מאשר עם המסורת הדתית, ולכן גם לא הייתה לו כל בעיה להמיר את דתו ולהתנצר: לדידו, גם הנצרות הייתה יותר עניין תרבותי מאשר דתי.

אולי מתוך צורך סמוי להשאיר את היהדות מאחוריו ולהוכיח את נאמנותו למולדת הגרמנית על פני המסורת, פריץ הבר היה פטריוט נלהב ביותר. הוא היה 'יותר גרמני מגרמני', ותמך בממשלה הפרוסית ללא סייג במאמציה המלחמתיים. זו הסיבה שבגיל 46, עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה, התנדב לצבא והקדיש לו את כל מרצו ויכולותיו. הבר קיבל דרגת סרן ומונה לעמוד בראש המחלקה לפיתוח חומרי לחימה כימיים.
לוחמה כימית

בשלב ראשון ניסה פריץ הבר לשלב את הגז המדמיע הקיים בפגזי ארטילריה. בינואר 1915 פיקח על ניסוי מעשי בפגזים מלאים בגז מדמיע במסגרת הקרבות בחזית הרוסית, אך נוכח לדעת שמדובר בכישלון חרוץ. הקור העז של החורף המזרח אירופאי הפך את הגז המדמיע לפתיתי קרח קפואים עוד לפני שהתפזר למרחק רב, ובכל אופן נדרשו אלפים רבים של פגזים כדי להביא לריכוז מספיק של גז באוויר.

כתחליף לגז המדמיע בחר הבר בכלור, כיוון שנקודת הקיפאון שלו נמוכה יותר מזו של הגז המדמיע ולכן אינו קופא בקלות. הכלור גם כבד פי שתיים וחצי מהאוויר ואינו מתפזר ברוח קלה. במקום פגזי ארטילריה, הציע הבר להוביל אל הכלור במכלים גדולים אל קו החזית ולשחרר אותו מכל המכלים באותו הזמן: באופן זה ניתן יהיה להשיג ריכוז מרבי של הגז בעזרת מספר נמוך יחסית של מכלים.

לצורך הוכחת היכולת של הנשק החדש נבחרה חזית במחוז איפר (Ypres) אשר במערב בלגיה. איפר נבחר בעיקר בזכות רוחות מזרחיות נוחות ששררו בו, אשר הבר קיווה שיישאו את הכלור מחפירות הגרמנים היישר אל ביצורי הצרפתים. ההכנות היו קדחתניות אך יעילות, ובתוך פחות מחודשיים היו בידי הבר למעלה מחמשת אלפי מכלים מלאים בגז כלור, וקבוצת חיילים מאומנים בתפעול השסתומים ושחרור הגז בתזמון הרצוי. המיכלים פוזרו לאורך חזית של שישה קילומטרים, ובפברואר 1915 הכל היה מוכן לשעת השי"ן.

אבל הרוח לא שיתפה פעולה. הימים נקפו, והרוחות סירבו לנשוב אל עבר הקו הצרפתי. בלית ברירה החליט הבר לפרוס מחדש את המכלים כך שינצלו את משטר הרוחות הקיים. חודשיים נוספים חלפו, ב-22 באפריל שוב הגיע רגע האמת. הפעם, הרוח צייתה להבר.

השעה הייתה חמש אחר הצהריים. החיילים הצרפתים, רובם בני קולוניות צרפתיות מעבר לים, הרימו את מבטם מעל הביצורים: משהו משונה מאוד התרחש בקו החזית הגרמנית. ענן סמיך, עשרות מטרים גובהו, היתמר מעל חפירות הגרמנים. הצרפתים חשבו ששריפה פרצה אולי במחסני התחמושת של יריביהם, אך אם הייתה זו שריפה הרי שהייתה זו שריפה בלתי שגרתית בעליל: צבעו של ענן העשן היה צהוב ירקרק והוא נע בכבדות – כאילו 'מחבק' את הקרקע. הצרפתים המשיכו לעקוב אחר הענן, שהלך והתקדם לעברם. הם לא ברחו. לא הייתה להם סיבה לברוח. איש לא העלה בדעתו שאולי מדובר בכלי נשק חדש.

הגז הצהבהב התקדם אל עבר חפירות הצרפתים, שוקע לתוך כל בור ונקיק. דקות מספר לאחר מכן אפשר כבר היה להריח אותו: תערובת של אננס עם פלפל גרוס שהותירה בפה טעם מתכתי. כלור שחדר לדרכי הנשימה החל מתרכב עם הרקמות הרטובות של הקנה והריאות, והפך את המים שבתוכם לחומצה צורבת. החיילים הצרפתים החלו להשתעל, והביטו באימה אחד בשני. כולם הבינו שאין מדובר בעשן רגיל. הגרמנים שחררו משהו איום לאוויר.

פניקה ובהלה פרצו במחנה הצרפתי. עשרות אלפי חיילים נטשו את עמדותיהם והחלו נמלטים מפני החומה הירוקה-צהבהבה שהתקדמה לקראתם. מי שנפגעו באופן הקשה ביותר היו פצועים שהיו מרותקים לאלונקות וחיילים שניסו להסתתר בתחתית החפירות, היכן שהגז הכבד מילא כל מסדרון וגומחה. גם מי שנמלטו יצאו כששכרם בהפסדם: הם לא הצליחו לרוץ מהר מספיק כדי להימלט מהגז, ובמנוסתם רק בילו בתוכו יותר זמן. מי שנפגעו פחות מכל היו, באורח פרדוקסלי, דווקא אלו שנשארו לעמוד במקומות גבוהים וחשופים, והגז חלף מתחתם.

חמישה עשר אלף חיילים צרפתים נפגעו מענן הכלור, ומתוכם חמשת אלפים נהרגו. במנוסתם הותירו הצרפתים את החזית פרוצה ובלתי מוגנת, וחיילים גרמנים שהלכו אחרי הענן כבשו את העמדות הצרפתיות ללא קרב.

אך הגרמנים לא היו מוכנים לקראת הצלחה זו ולא ידעו לנצל אותה. הפיקוד הגרמני, שפקפק ברעיונותיו של הבר, לא הכין תגבורות לכוחות הכובשים. בבוקר שלמחרת התעשתו הצרפתים, הסתערו על העמדות במספרים עדיפים ולגרמנים לא הייתה ברירה אלא לסגת בחזרה אל הקווים המקוריים.

הכישלון הטקטי לא הצליח להסוות את העובדה שניסוי הכלים של פריץ הבר היה הצלחה מסחררת. כל הצדדים היריבים זנחו מיד את התחייבויותיהם במסגרת האמנה הבינלאומית, והחלו מפתחים כלי נשק כימיים. הבריטים ניסו את כוחם בלוחמה כימית לראשונה בספטמבר 1915, אך ניסיון זה התברר ככישלון מהדהד. הרוח שינתה את כיוונה במפתיע, החזירה את ענן הכלור אל הקווים הבריטיים וגרמה לנפגעים רבים. בנוסף, הפגזות ארטילריה גרמניות פוצצו מכלי כלור שלא רוקנו ופזרו את הגז הקטלני לכל עבר.

על אף הקשיים הראשונים הצליחו הבריטים והצרפתים עד מהרה לפתח גזים קטלניים משלהם, כגון הפוסגן שהיה קטלני יותר מהכלור ואף חסר צבע וריח ומכאן קשה יותר לזיהוי. הבר הגיב בחומר חדש משלו: גז חרדל. גז החרדל גרם לכוויות קשות במגע עם העור, עיוורון, הקאות וקשיי נשימה. הוא אמנם היה קטלני פחות מהכלור והפוסגן, אך עם זאת גרם למספר הרב ביותר של נפגעים במלחמה כולה, כיוון ששלוליות שלו נותרו על פני הקרקע במשך ימים ואף שבועות, והמשיכו לפגוע בכוחות הלוחמים במשך זמן רב.

השימוש בנשק כימי היה אחד מהמאפיינים הבולטים של מלחמת העולם הראשונה, שאף זכתה לכינוי 'מלחמת הכימאים'. אך עם זאת, בשורה התחתונה, הייתה לנשק הכימי יעילות נמוכה למדי: רק חמישה אחוזים מתוך עשרים מיליון הנפגעים במלחמה נפגעו מנשק כימי. הסיבה העיקרית לכך הייתה שהצדדים הלוחמים למדו במהירות כיצד להגן על עצמם מפני הגזים הקטלניים: מסיכות אב"כ מאולתרות הופיעו בחזית בסך הכל יומיים לאחר הקרב באיפר, ובחודשים הבאים עברו כל החיילים תרגולים רבים שהכינו אותם למתקפות הבאות.

על אף היעילות המוגבלת של הנשק הכימי, הזיכרון הציבורי הקולקטיבי הושפע מאוד מהדיווחים ומהתיאורים המזעזעים שזרמו ללא הרף מהחזית. מוות כתוצאה מפגיעה כימית היה כמעט תמיד מוות איום: גסיסה ממושכת שלוותה בכאבים קשים. התמונה האייקונית ביותר של מלחמת העולם הראשונה היא זו של טור חיילים משתרכים בעליבות, עיניהם מכוסות בפיסות בד מלוכלכות, איש אוחז בכתף רעהו, עיניהם סומות כתוצאה מפגיעת הגז. פריץ הבר, האיש שהביא את הנשק הכימי האיום אל שדה הקרב, הפך לנבל, למפלצת, לבן בריתו של השטן. אפילו כשזכה הבר בפרס נובל לכימיה על התהליך להפקת אמוניה שפיתח ואשר הביא ברכה אדירה לעולם כולו – סערו הרוחות והפגנות נגדו פרצו במדינות רבות.
טרגדיה משפחתית

מי שחיפש הוכחה לרשעותו ולרוע לבו של הבר מצא אותה בטרגדיה שפקדה את הבר במהלך המלחמה.

קלרה אימרווהר (Immerwahr) הכירה את פריץ עוד כשהיו בני עשרה: השניים התאהבו וביקשו להתחתן, אך משפחותיהם הטילו וטו והזוגיות פורקה. שנים מאוחר יותר, כשפריץ היה בן 33 וקלרה כבת 30, נפגשו שוב. קלרה הייתה אישה מבריקה ואינטליגנטית: היא הייתה האישה הראשונה אי פעם שקיבלה תואר דוקטור – גם כן בכימיה – מאוניברסיטת ברלסאו. הרומן המשיך מהנקודה שבה הופסק, והשניים התחתנו ב-1901 ונולד להם בן, הרמן הבר.

כפי שגילתה קלרה עד מהרה, החיים עם פריץ הבר לא היו קלים. הבר היה 'מכור לעבודה': הוא יצא מהבית מוקדם, חזר אליו מאוחר ונעדר לצרכי עבודה למשך ימים ארוכים. קלרה נשארה בבית כדי לגדל את הרמן, והתמודדה מול הצרות הרגילות של עקרת הבית – ילד חולה, נקיונות, אורחים וכו' – אך הבר נטה לזלזל בבעיות 'פעוטות' אלה. הוא הרי היה עסוק בפתרון בעיות כמו רעב עולמי, ולא הייתה לו הסבלנות לשמוע על סדינים קרועים. הקרע ביחסיהם החמיר עוד יותר כשפרצה מלחמת העולם הראשונה, והבר המגויס כמעט ולא שב הביתה כלל. הנישואים היו על סף פירוק.

ימים ספורים לאחר ההתקפה בכלור בחזית איפר, כשפריץ הבר חגג עדיין את ההצלחה המעשית הראשונה של כלי הנשק החדש, קיבל את בשורת האיוב: קלרה התאבדה. היא ירתה לעצמה כדור אחד בלב, באקדח הצבאי של פריץ. בנם בן ה-14, הרמן, גילה אותה מתבוססת בדמה בגינה.

קלרה לא הותירה אחריה מכתב או הסבר כלשהו, אך כמה מבני משפחתה וחבריה טענו כי הסיבה להתאבדות הייתה התנגדותה העזה לנשק הכימי שפיתח הבר. לדבריהם, היא לא הייתה יכולה לסבול את העובדה שבעלה ואבי ילדה הוא זה שאחראי לזוועות כה איומות, ואחרי שלא הצליחה לשכנע אותו לנטוש את פיתוח הנשק הכימי – נטלה את חייה שלה במחאה. כאמור, עבור רבים הייתה התאבדותה של קלרה הוכחה ברורה לאטימותו ולרוע לבו של פריץ: האיש שהיה מוכן להקריב אפילו את אשתו על מזבח התהילה של 'גדול הכימאים'.

אך בפועל, קיימים הסברים אחרים להתאבדותה של קלרה.

קלרה, כזכור, הייתה כימאית מצטיינת בזכות עצמה – אך כשנישאה להבר נאלצה או בחרה לוותר על הקריירה המקצועית שלה ולהקדיש את חייה לגידול המשפחה. בחירה זו ייסרה אותה רבות, והיא חשה שפריץ אינו מעריך כלל את העובדה שהקריבה את תשוקותיה ורצונותיה כדי לאפשר לו להעפיל אל הפסגות אליהן שאף. כך כתבה במכתב בשנת 1909, שש שנים לפני מותה:

"מה שפריץ הרוויח בשמונה שנות נישואינו, אני הפסדתי, ונותרתי חסרת שביעות רצון. תמיד האמנתי שהחיים בעלי ערך רק אם האדם מנצל את כישוריו ויכולותיו ומביא אותם אל הפסגות הגבוהות ביותר… אני שואלת את עצמי אם אינטליגנציה גבוהה מספיקה כדי להפוך אדם אחד לחשוב יותר מאחר, ואם השדים שממלאים את נשמתי אינם תוצאה של האינטליגנציה הזו שהלכה לאדם הלא נכון."

בנוסף, לקלרה הייתה נטייה מוכרת לדיכאון ודכדוך – נטייה שאולי עברה בתורשה: אחותה סבלה אף היא מדיכאון, וגם היא התאבדה. אין לדעת אם הסיבה האמתית להתאבדות הייתה התנגדותה של קלרה לנשק הכימי, תסכולה האישי, דכאון תורשתי או שילוב של כל הנ"ל.

לפריץ הבר עצמו, לעומת זאת, לא היו כל השגות או ספקות לגבי השימוש בנשק כימי. הוא לא הבין על מה המהומה: מוות הוא מוות הוא מוות. מה זה משנה אם מה שהרג אותך הוא כדור רובה או גז כלור? מה ההבדל בין כוויות של גז חרדל, לבין רסיס של פגז ארטילריה שמרסק עצמות וקורע שרירים? ההפך הוא הנכון, הסביר הבר: בעצם אכזריותו, הנשק הכימי יציל יותר חיים משישמיד. אם יצליחו הגרמנים לגרום לחיילים הצרפתים והבריטים לנטוש את המערכה בבהלה, המלחמה תסתיים במהירות, ופחות חיילים ימותו בשני הצדדים. אם כבר, על הגרמנים לעשות בנשק הכימי שימוש מוחץ ובלתי מתפשר: לא לפזר רק כמה מאות מיכלי גז פה ושם אלא לתקוף בכל הכוח, עם טונות רבות של כלור, פוסגן וחרדל ובכך למוטט את רוחו של האויב במהירות הרבה ביותר האפשרית.

לא רבים, כמעט מיותר לציין, חלקו את דעותיו של פריץ הבר. כשנסתיימה המלחמה בתבוסתה של גרמניה, הוכרז הבר כפושע מלחמה, ונאלץ לברוח לשווייץ. חודשים ספורים לאחר מכן, אולי בזכות הישגיו המדעיים הכבירים, בוטלה בקשת ההסגרה והוא חזר לגרמניה, אך גם שם כבר לא היה גיבור לאומי. הגרמנים המוכים חיפשו אשמים בשכבת ההנהגה, ופריץ גידל זקן כדי שלא יזהו אותו ברחוב.

אף על פי כן, הוא לא ויתר על המחקר המדעי ועל הפטריוטיות הלאומית. במסגרת הסכם הכניעה חוייבה גרמניה לשלם למדינות המנצחות כחמישים אלף טונות של זהב, ופריץ החליט לרתום את כישוריו למטרה זו. הוא פיתח שיטה לסינון זהב מתוך מי הים, מתוך תקווה שאופן זה תוכל גרמניה לשלם את החוב במהירות. השיטה פעלה ופריץ הצליח להפיק זהב – אך הוא הפריז בהערכותיו לגבי כמות חלקיקי הזהב שצפה במי הים, והתהליך החדש הסתבר כיקר מדי ביחס לזהב שניתן להפיק בעזרתו, ולא יעיל מבחינה כלכלית.

בשנים שלאחר המלחמה שיקם הבר את המחלקה לכימיה פיזיקלית של מכון 'קייזר וילהלם' שבראשה עמד, וגייס מדענים חדשים לשורותיה. במקביל עמל כדי לפשר ולגשר בין המדענים הגרמנים לעמיתיהם הצרפתים והבריטים, ולהשיב את רוח הסולידריות ושיתוף הפעולה בחוגי המדע בין מדינות שעד לא מכבר היו יריבות מרות.
הבר וחיים ויצמן

כשעלתה המפלגה הנאצית לשלטון בגרמניה, עקב פריץ הבר אחר ההתפתחויות בדאגה. הוא קיווה שהלאומנים הקיצוניים יבינו שפגיעה במדענים יהודים פרושה פגיעה אנושה במחקר המדעי הגרמני – אך בתוך זמן קצר התבדה. הוא עצמו היה מוגן למדי מפני רדיפות בזכות המוניטין המכובד שצבר, אך ב-1932 החל הממשל הנאצי ללחוץ עליו לפטר את החוקרים היהודים שבמכון שלו. הבר סירב, והחל למשוך זמן כדי לאפשר למועמדים לפיטורים למצוא לעצמם תעסוקה חלופית במדינות אחרות. לחלקם, כמו למשל למזכירה האישית שלו, סידר תפקידים בממסד המדעי הצומח בארץ ישראל – הטכניון, האוניברסיטה העברית ומכון זיו – לימים מכון וייצמן.

בסופו של דבר, כשלא הצליח עוד לעמוד בלחץ שהפעילה הממשלה, החליט הבר ב-1933 להתפטר ולעזוב את גרמניה. במכתב ההתפטרות שהגיש לשר החינוך הנאצי כתב:

"החלטתי לפרוש נובעת מהפער שבין המסורת המחקרית לה אני שייך ובין הדעות שאתה ומשרדך מייצגים כחלק מהתנועה הלאומנית. המסורת שלי קובעת שכשאני בוחר אדם לאייש משרה מדעית, אני בוחן אך ורק את המאפיינים האישיים והמקצועיים שלו, ללא התחשבות במורשת הגזעית שלו. אל לך לצפות מאדם בן 65 לשנות את השקפותיו."

הבר יצא לגלות ואל הישורת האחרונה של חייו. בריאותו הייתה בשלב זה רופפת מאוד, והוא סבל מעייפות, מכאבים תכופים ומתשישות. הוא עשה את דרכו אל קיימברידג' שבאנגליה. היו מדענים בריטים שסלדו ממנו בגלל מעורבותו בפיתוח הנשק הכימי, – אך עדיין היו להבר ידידים רבים שהעריכו את תרומתו ושמחו לסייע לו.

אחד מאותם ידידים היה הכימאי היהודי חיים וייצמן. וייצמן היה, במידה רבה, תמונת המראה של פריץ הבר, ניגוד כמעט מוחלט. הבר המומר לא תמך בתנועה הציונית וראה את עתידו ואת עתיד היהודים בהתבוללות ובהטמעות בתרבות האירופית. וייצמן, לעומת זאת, היה תומך נלהב של הרצל וחבר בתנועה הציונית מימיה הראשונים. הם היו יריבים גם ב'מלחמת הכימאים': התהליך הכימי ליצור אמוניה שפיתח פריץ הבר סייע לגרמניה להתמודד עם המחסור בחנקן קשור שגרם המצור הימי הבריטי. חיים וייצמן, מצדו, פיתח תחליף לאצטון – כימיקל חיוני לייצור חומרי נפץ שעד לפני המלחמה הגיע ממכרות בגרמניה ובאוסטריה – ובכך סייע לבריטים להמשיך ולייצר פצצות משלהם…

אך על אף ניגודים אלה, השניים חלקו כבוד והערכה זה לזה, ווייצמן ביקר במעבדתו של הבר בגרמניה זמן לא רב לפני שזה נאלץ לברוח ממנה. וייצמן לקח חלק בתקופה זו בהקמתה של האוניברסיטה העברית בירושלים ומכון זיו ברחובות, וניסה לשכנע את הבר להצטרף למאמץ הציוני. באחד המפגשים האלה, סיפר וייצמן בזכרונותיו, אמר לו הבר דבר שמעיד על כך שאולי בשלב זה החל המדען הגרמני לחוש חרטה על חלק מהבחירות שעשה בחייו – ובמיוחד על שהדחיק את יהדותו לטובת פטריוטיות לאומית גורפת. הוא אמר לוייצמן:

"דוק' וייצמן, הייתי אחד מהאנשים הדגולים של גרמניה. הייתי מפקד בכיר בצבא ומוביל בתעשייה. הקמתי מפעלים ועבודתי הייתה חיונית לרווחתה של גרמניה ולהגנתה. כל הדלתות היו פתוחות עבורי. אבל מעשיי, זוהרים ככל שיהיו, מתגמדים לנוכח מעשיך. אתה לא יוצר משהו מתוך שפע – אתה יוצר משהו מתוך כלום, בארץ שאין בה דבר. אתה מנסה להשיב כבוד של אנשים אבודים, ואני חושב שאתה מצליח. כעת בסוף ימיי אני פושט רגל. כשאלך לעולמי ואשָכַּח, עבודתך עדיין תישאר כמונומנט בוהק בהיסטוריה הארוכה של עמנו."

וייצמן ניצל את ההזדמנות ודחק בהבר לעבור לפלשתינה.

"אמרתי לו, 'האקלים יהיה טוב עבורך. תמצא שם מעבדה מודרנית, עוזרים ראויים. תעבוד בכבוד ובשלום. זו תהיה חזרה הביתה עבורך, סוף למסע.'"

ב-1933, בעת גלותו באנגליה, נפגשו השניים שוב. הפעם, צלחו מאמצי השכנוע: הבר הסכים להתיישב בפלשתינה ולקחת על עצמו את תפקיד ראש המחלקה הכימית במכון זיו. לאחר כמה חודשי מנוחה בקיימברידג', ובניגוד להמלצות רופאיו, יצא פריץ הבר במסע אל ארץ ישראל.

הוא מעולם לא הגיע אליה. ב-1934, בבית קפה, לא הרחק מתחנת הרכבת של באזל שבשוויץ, קיבל פריץ הבר התקף לב והלך לעולמו. אפרו נטמן בבאזל, לצדה של קלרה. הוא הוריש את ספרייתו העשירה למכון זיו, הוא מכון וייצמן, שם הוקם מרכז לכימיה פיזיקלית על שמו. מרכז מחקר נוסף על שמו קיים גם באוניברסיטה העברית שבירושלים.

מוסר השכל?

נדמה שסיפור חיים כה מרתק כמו זה של פריץ הבר כמעט מחייב מוסר השכל כלשהו, לקח שנוכל ללמוד ולקחת אתנו- אך המורשת שהשאיר אחריו כה מורכבת עד שהדעות לגבי מוסר ההשכל הזה חלוקות. יש מי שרואים בהבר דוגמה לסכנות שבשאפתנות מדעית דורסנית וחסרת מעצרים. למשל, הנה דברים שכתב עליו מקס פרוץ, כימאי יהודי ובעצמו זוכה פרס נובל לכימיה בשנת 1962:

"האירוניה של הגורל היא שדווקא ההמצאה המטיבה ביותר שלו, הסינתזה של אמוניה, היא שגרמה לנזק בלתי ישוער לאנושות. ללא המצאה זו הייתה גרמניה נותרת ללא חומרי נפץ, עת כשלה מתקפת הבזק נגד צרפת שתוכננה זה שנים רבות. המלחמה עשויה הייתה להסתיים זמן רב לפני שנסתיימה למעשה, ובכך היה נמנע מותם של צעירים רבים. בנסיבות כאלה אולי לא היה לנין מגיע מגלותו לרוסיה, היטלר אולי לא היה מצליח לתפוס את השלטון בגרמניה, השואה אולי לא הייתה מתרחשת, והתרבות האירופית מגיברלטר ועד הרי אורל הייתה יוצאת נשכרת."

אחרים, כמו הסופר האמריקני דניאל צ'ארלס שכתב את הביוגרפיה של פריץ הבר, נותנים משקל רב יותר לגורל העיוור ולנסיבות התקופה המיוחדת בה חי.

"במבט לאחור, רבות מתשוקותיו ובחירותיו של פריץ הבר- ובמיוחד הפטריוטיות הגרמנית שלו- נראות מטופשות וקצרות רואי…אף אל פי כן, כדאי לשוב ולומר את את המובן מאליו: בשנים שבהם טיפס הבר אל התהילה והעושר, אי אפשר היה לדמיין אפילו את השואה, והיא לא הייתה בלתי נמנעת. גרמניה של הבר הייתה אומה עם אותו הפוטנציאל לטוב ורוע כמו כל אחרת…
הוא לא היה אדם רע. התכונות האופייניות לו- נאמנות, אינטליגנציה, נדיבות, נכונות לעבודה קשה ויצירתיות- הן תכונות רצויות בימינו בדיוק כפי שהיו בימיו. מטרותיו היו קונבנציונליות: לפתור בעיות, לשגשג ולשרת את מדינתו. וזה מה שהופך את סיפורו לטרגדיה, שכן מטרות אלה, מוכרות ונעלות ככול שיהיו, הוליכו אותו בדרכים עקלקלות אל אובדנו."

ברמה האישית, אני מודה שסיפורו של הבר גרם גם לי לחשוב על הבחירות שעשיתי בחיי ועל האופן שבו יזכרו לי אותן אחרי לכתי. במשך מספר שנים עבדתי באלביט, חברה שעוסקת ביצור מערכות נשק. כמהנדס אלקטרוניקה, לא פגעתי באף אחד באופן אישי כמובן- אבל קשה לי להתעלם מהעובדה שבסופו של דבר, מוצרים שתיכננתי היו חלק ממערכות שקרוב לודאי כן פגעו באנשים. האם זה הופך אותי לאדם רע? אני לא רואה את עצמי כאדם רע. יש מי שיגידו שעבודה בתעשיה הבטחונית הישראלית היא אפילו סוג של פטריוטיות. אני מניח שזה גם מה שחשב פריץ הבר, בזמנו.

http://www.ranlevi.com/texts/ep129_fritz_haber_text/#text


עושים היסטוריה 166, 167: המפץ הגדול (Hebrew)

mp3 חלק א'
mp3 חלק ב'

חלק א' – הדרך אל המפץ הגדול

במשך קרוב לאלפיים שנה רווחה הדיעה בקרב האסטרונומים שהיקום שלנו אינסופי ואינו משתנה לעולם. בתוך חמש עשרה שנים בלבד השתנתה תמונת עולם זו מקצה אל הקצה – אך חבלי הלידה של המפץ הגדול לא היו קלים.

0745: ניוטון מגלה שדבקות בהנחת היקום הסטטי מאיימת למוטט את תאוריית הכבידה שלו – אך מוצא פתרון יצירתי…
1230: גם איינשטיין נופל באותה המלכודת אליה נפל ניוטון – והפתרון שלו יצירתי לא פחות, אם כי לא ממש אלגנטי.
2700: אלכסנדר פרידמן הרוסי חושף את הטעות של איינשטיין, אך הולך לעולמו בטרם הספיק להלחם על דעתו…
3620: ג'ורג למטייר הוגה את רעיון 'המפץ הגדול' – אך נאלץ להתמודד מול ממסד מדעי ספקן ואנטי-דתי.

חלק ב' – עלייתו ונפילתו של היקום

בפרק זה נתמקד בשני קצוות מנוגדים של חיי היקום: השניות הראשונות של המפץ – ובמיוחד תקופת ה'אינפלציה הקוסמית' – ובאופן שבו יגיע היקום לסופו, תחת השפעתה של ה'אנרגיה האפלה' המסתורית.

0430: אלן גות' (Guth) החל את הקריירה האקדמית כמדען מבטיח – אך 'התבזבז' ולא מיצה את הפוטנציאל שבו. עד היום שבו הגה את רעיון 'האינפלציה הקוסמית' – ושום דבר כבר לא יהיה כבעבר..
3530: על התעלומה של 'אסימטריית הבריונים': מדוע יש ביקום יותר חומר מאנטי-חומר?
4300: הפיסיקאי אדם ריס (Riess) מקבל מהמחשב שלו תוצאה בלתי הגיונית בעליל, ומבין שהיא מעידה על מהפכה מדעית כבירה. הבעיה? קבוצת מדענים נוספת גילתה אף היא את 'האנרגיה האפלה' באותו הזמן ממש – ושתי הקבוצות יוצאות למירוץ קדחתני אחת מול השניה, להיות הראשונה שתפרסם את המאמר המדעי הרשמי.

http://www.ranlevi.com/2015/07/19/ep166_bigbang_parta/
http://www.ranlevi.com/2015/08/15/ep167_big_bang_part2/

Ниже есть продолжение.

חלק א' – יקום מתרחב ויקום סטטי

יש תקופות מעניינות רבות בהיסטוריה של המדע. לו הייתי יכול, הייתי שמח להיכנס למכונת זמן ולבקר בהן, אבל לא כל התקופות: אינני מוותר בקלות על האינטרנט והמקרר בשביל לצוד ממותות עם חניתות. יש תקופה אחת ספציפית שבשביל להגיע אליה, הייתי מוותר אפילו על מיזוג האוויר לשבוע: הזמן שבין שתי מלחמות העולם, ובייחוד השנים 1915 ו-1930.

בחמש עשרה השנים שבין 1915 ו-1930, עולם המדע – ובפרט הפיסיקה והקוסמולוגיה – עברו טלטלה דרמטית. בפרק זמן קצר זה השתנתה תמונת עולמנו מקצה לקצה, בזכות תאוריות פורצות דרך כדוגמת תורת היחסות ותורת הקוונטים. אחת הטלטלות הגדולות שחוו המדענים הייתה בעניין הבנת היקום שלנו. הנחות יסוד ואקסיומות שהיו מקובלות במשך אלפי שנים קרסו והתמוטטו, ובתוך שנים ספורות הוחלפו בתמונת עולם שונה ומשונה יותר משניתן היה אפילו לדמיין חמש עשרה שנים קודם לכן. הייתי שמח להיות שם כשזה קרה.

אחת השאלות המעניינות היא כיצד הגיבו המדענים לשינויים כל כך דרמטיים בתמונת העולם שלהם. מדענים, מטבע מקצועם, צריכים להיות מסוגלים לקבל ולהפנים עובדות ברורות, גם אם הן סותרות את הדעות שבהן החזיקו קודם לכן. מאידך, אנחנו יודעים עד כמה קשה לנו, בני האדם, לשנות את דעותנו המקובעות גם כשהמציאות סביב טופחת על פנינו. הפיזיקאי מקס פלאנק טבע משפט מפורסם בהקשר זה: "אמת מדעית חדשה אינה מנצחת על-ידי שכנוע המתנגדים לה, אלא כיוון שהמתנגדים לה מתים בסופו של דבר וגדל דור חדש הרגיל כבר אליה." מתח זה בין תמונת עולם ותיקה וממוסדת, ובין עובדות ותיאוריות חדשות שמכריחות את המדענים להיישיר מבט אל מציאות חדשה – בא לידי ביטוי בצורה המובהקת ביותר במושא פרק זה: מבנה היקום, והמפץ הגדול.

חוקרים בני כל התרבויות נשאו עיניהם אל השמים עוד מתקופות פרה-היסטוריות וערכו תצפיות אסטרונומיות מדויקות יותר ומדויקות פחות. היו אלה הפילוסופים היוונים – אריסטו, למשל – שבפעם הראשונה שאלו את עצמם כיצד נראה היקום שבו אנחנו חיים. מהו החלל שבו מרחפות נקודות האור שאנחנו רואים בשמיים כל לילה? ובפרט – האם היקום הזה הוא סופי, או שמא הוא משתרע לכל הכיוונים ללא שום גבול או קצה?…

הדעה הדומיננטית ביותר הייתה דעתו של אריסטו. הוא גרס כי היקום אינסופי וסטטי – דהיינו, קבוע ובלתי משתנה לנצח נצחים. פרט לשמש, לירח ולכוכבי הלכת, כל השאר הכוכבים קבועים במקומם ואינם זזים – ואם הם בכל זאת זזים מעט או משתנים, השינוי מקומי בלבד. דוגמה הולמת לתפיסה זו היא טיסה במטוס מעל הים. במבט מקרוב כל גל וכל אדווה נראים ייחודיים ודינמיים – אבל מגובה של כמה ק"מ, כל נקודה בים נראית פחות או יותר אותו הדבר. הים אינו גדל או קטן, ולא נעשה כחול יותר או ירוק יותר וכמותו, גם היקום שלנו סטטי ובלתי משתנה. למרות שבימי הביניים היו פילוסופים מוסלמיים שדחו את את הרעיון של יקום שאין רגע בריאה, בעיקר על רקע דתי – תאוריית היקום הסטטי תפסה אחיזה בקרב המלומדים באירופה והייתה הדעה השלטת במדע במשך קרוב לאלפיים שנה.

היו מספר סיבות טובות להגמוניה הזו. הסיבה הראשונית הייתה העובדה שלמראית עין, הכוכבים אכן לא זזים. אמנם פה ושם הופיעו גרמי שמיים חדשים למספר ימים או שבועות – בדרך כלל כוכבי שביט או התפרצויות סופר-נובה מרוחקות – אך ככלל, מפת הכוכבים הייתה תמיד קבועה ובלתי משתנה.

סיבה נוספת היא שתמונת העולם של היקום הסטטי והאינסופי התאימה גם להלך הרוח המדעי שצמח בעידן הרנסנס. במאה ה-15 הוכיח קופרניקוס, אסטרונום פולני, שכדור הארץ אינו במרכז היקום וכי הוא זה שמקיף את השמש, ולא השמש מקיפה אותו. חוקרים רבים שבאו אחריו – קפלר, גלילאו ואחרים – הראו לנו שכדור הארץ אינו מיוחד במינו אלא בסך הכל עוד כוכב לכת במערכת השמש, שמציית לחוקי הטבע בדיוק ככל שאר כוכבי הלכת. ההבנה שאיננו נמצאים במרכז היקום, במובן המילולי והמטפורי של הביטוי, הובילה את המדענים לנסח עיקרון מנחה בסיסי בשם 'העקרון הקוסמולוגי'. בצורתו הבסיסית ביותר, העיקרון הקוסמולוגי גורס שבעצם, אין שום מקום ביקום שהוא יחיד ומיוחד מכל השאר. חוקי הטבע פועלים בכל מקום באותו האופן, ולמרות ששמי הלילה אולי נראים מעט שונים כתלות בכוכב הלכת עליו אנו עומדים – באופן כללי, כל מקום ביקום נראה אותו הדבר וחוקי הטבע חלים עליו באותו האופן שבו הם חלים בכל מקום אחר. רעיון היקום הסטטי והאינסופי התאים לגישה זו, שכן בדומה לטיסה מעל הים – גם ביקום קבוע, בלתי משתנה וחסר גבולות, כל נקודה ביקום זהה לנקודה אחרת.
הפתרון של ניוטון

עד לפני כמה מאות שנים לשאלות האם היקום שלנו הוא סטטי או דינמי, והאם יש לו גבולות או שהוא אינסופי היו שאלות פילוסופיות לחלוטין, במובן שלא הייתה למדענים דרך מעשית כלשהי לנסות ולהשיב עליהן. אך בשנת 1687 פרסם אייזיק ניוטון את ספרו המפורסם 'העקרונות המתמטיים של פילוסופיית הטבע', וניסח, בפעם הראשונה, חוקים פיזיקליים אוניברסליים אשר אמורים להיות תקפים בכל מקום ביקום, כמו למשל האופן שבו משפיע כוח המשיכה על גוף כלשהו. כעת, כשהיו בידיהם חוקים אוניברסליים שכאלה, יכלו המדענים לנסות ולהשיב על השאלות הפילוסופיות האלה, שכן על פי העקרון הקוסמולוגי חוקי הטבע התקפים כאן, בכדור הארץ, אמורים להיות תקפים באותה המידה גם בקצוות המרוחקים ביותר של היקום.

הראשון שניסה להכליל את חוקי הפיסיקה על היקום כולו היה אייזיק ניוטון. בשנת 1692 ניהל ניוטון חלופת מכתבים עם כומר בשם ריצ'רד בנטלי שביקש למצוא הוכחות מדעיות לקיומו של אלוהים. ניוטון היה מועמד טבעי להשיב על שאלות הכומר שכן היה לא רק המדען החשוב ביותר בדורו, אלא גם אדם דתי ומאמין אדוק. בנטלי שאל את ניוטון כיצד משפיע כוח המשיכה על היקום בקנה מידה גדול, בהינתן ההנחה המקובלת של יקום אינסופי וסטטי שבו הכוכבים מפוזרים פחות-או-יותר באופן אחיד.

התשובה הראשונית שהציע ניוטון לבנטלי הייתה שאם היקום אינסופי וסטטי והכוכבים מפוזרים בתוכו באופן אחיד, אזי כוח המשיכה משפיע על כל הכוכבים באופן סימטרי. דהיינו, כל כוכב מפעיל על כל הכוכבים האחרים מסביבו כוח משיכה, וכיוון שכל כוכב נמשך לכל הכיוונים במידה שווה – הכוחות מבטלים זה את זה והכוכב נותר במקומו ללא תזוזה, כמו בתחרות משיכת חבל גלקטית שבה שתי הקבוצות שוות בכוחן.

פיתרון זה נראה, על פניו, כפיתרון הגיוני וקביל – אך בתוך זמן קצר הבין ניוטון שדרך על מוקש: הפיתרון שלו מחביא סתירה מסוכנת שמערערת את יסודותיה של תורת הכבידה. אם כל הכוכבים נמצאים בשיווי משקל מוחלט, מה יקרה אם לפתע פתאום תופיע הפרעה קטנטנה שתערער את שיווי המשקל הזה? למשל, כוכב שביט חולף. כוכב השביט יחלוף ליד כוכב ויפעיל עליו כוח משיכה שיהיה אמנם זעום, אבל בכל זאת יגרום לכוכב לזוז. תזוזה זו, מינורית ככל שתהיה, תשבור את הסימטריה המושלמת של כוח הכבידה מול שאר הכוכבים – ואז תגרום לתגובת שרשרת איומה: כמו אבני דומינו שמפילות אחת את השנייה, כל הכוכבים יתחילו להימשך זה לזה, עד שיתרסקו אחד לתוך האחר והיקום יגיע לקצו. כיוון שברור שהקטסטרופה הזו לא התרחשה – ישנה סתירה ברורה בין התאוריה של ניוטון למציאות.

ניוטון היה אדם מבריק, בכך אין כל ספק: הוא ראה והבין דברים שאיש לא ראה והבין לפניו. סביר להניח שהבין שאם תאורית הכבידה שלו נכונה אזי הנחת היסוד שלפיה היקום סטטי ואינסופי, היא המקור לסתירה. ועדיין, למרות חכמתו הרבה, ניוטון לא היה מסוגל להשליך מעליו את הנחת היסוד שהייתה קבועה ומקובעת במוח כל המדענים במשך אלפי שנים. הפיתרון שלו לסתירה היה להניח שאלוהים הוא זה שמתערב באופן פעיל ביקום, מרחיק את הכוכבים זה מזה לפי הצורך ומונע את ערעור השלווה הסטטית והאינסופית. תשובה זו סיפקה את ניוטון הדתי, וסיפקה גם את הכומר בנטלי שזכה ב'הוכחה' שחיפש לגבי קיומו של אלוהים.

אך מהסתירה שחשף ניוטון לגבי הנחת היקום הסטטי אי אפשר היה להתעלם לנצח. כמו הבלאגן במחסן שאשתך מבקשת שתסדר, ולא מפסיקה להציק לך למרות שאמרת לה שאתה תטפל בזה, ולא צריך להזכיר לך כל חצי שנה – הבעייתיות של הנחת היקום המשיכה 'לארוב' מתחת לפני השטח ורק חיכתה לרגע המתאים כדי לצוץ ולטרוד את מנוחתם של המדענים… רגע זה הגיע, לבסוף, בתחילת המאה העשרים.
משוואת השדה של איינשטיין

בשנת 1905 פרסם אלברט איינשטיין את תורת היחסות הפרטית. מבלי להיכנס לפרטי התאוריה עצמה, נאמר רק שבשנים הראשונות היא עניינה בעיקר מתמטיקאים ופיזיקאים תאורטיים: לא היו לה השלכות מעשיות במיוחד בתחום הקוסמולוגיה, הוא חקר היקום. עשר שנים מאוחר יותר, ב-1915, הציג איינשטיין את תורת היחסות הכללית ובמסגרתה, משוואה מתמטית בשם 'משוואה השדה של איינשטיין'. מהי אותה משוואת שדה?

כל משוואה מתמטית היא, בעיקרו של דבר, תאור של קשר בין משתנים כלשהם. המשוואה y=2x, לשם הדוגמה, מספרת לנו ש-y גדול פי שניים מ-x: הקשר ביניהם הוא כזה שאם x גדל, y גדל פי שניים.
משוואת השדה מתארת את הקשר שבין המרחב, ובין תכונותיה של מאסה הנמצאת במרחב הזה. אם למסה יש צורה או תכונות כלשהם – אזי למרחב שסביבה יהיה בהכרח צורה כלשהי, באותו האופן שבו אם ל-x, בדוגמה הקודמת שלנו, יש ערך מסוים – אזי הערך של y יהיה בהכרח כפול ממנו. הקשר שבין מאסה למרחב נובע מהעובדה שהמאסה יוצרת כוח משיכה ש'מעקם' ומשנה את צורת המרחב, כמו כדור כבד שמונח על משטח גומי של טרמפולינה וגורם לגומי לשקוע ולהימתח. ברור שאני חוטא כאן בפשטנות יתר: המרחב, למשל, אינו מרחב בלבד אלא גם זמן – והמאסה אינה רק מאסה אלא גם אנרגיה. אבל התיאור הפשטני בכל זאת ממצה את מהות העניין.

כדי לבדוק את משוואת השדה ולהוכיח את תקפותה, ערך איינשטיין ניסוי מחשבתי שאינו שונה באופן מהותי מהניסוי המחשבתי שערך אייזיק ניוטון לפניו. איינשטיין ניסה להחיל את המשוואה שלו על היקום בקנה מידה גדול, ולראות לאן המשוואה תוליך אותו. אם הניסוי המחשבתי יחשוף סתירות פנימיות בתאוריה, ייתכן ויהיה צורך לשנות אותה.
בצד אחד של המשוואה, כאמור, נמצאת המאסה והתכונות שמגדירות אותה. כמו ניוטון לפניו, איינשטיין הניח שכל הכוכבים מפוזרים ביקום בצורה אחידה, פחות או יותר – הנחה סבירה בקנה המידה של היקום כולו – ובדק מה קורה בצד השני של המשוואה, דהיינו איך נראה היקום. ובדיוק כמו ניוטון לפניו, גם איינשטיין גילה שהתוצאה היא יקום לא יציב. המשוואה של איינשטיין חזתה שאם כל הכוכבים מפוזרים בצורה אחידה ביקום, במוקדם או במאוחר כוח המשיכה יגרום להם להתקרב אחד אל השני, ואז היקום כולו יקרוס לתוך עצמו.

אלו היו חדשות רעות מאוד עבור איינשטיין. כולם ידעו שהיקום שלנו סטטי ובלתי משתנה, ואינו נמצא בתהליך של קריסה מתמשכת: זו הייתה אמת ברורה במשך אלפי שנים. בניגוד לניוטון, לאיינשטיין לא הייתה כל כוונה לתת לאלוהים תפקיד בואלס הקוסמי של תנועת הכוכבים: הוא רצה שהתיאוריה שלו תיתן תיאור מושלם של היקום, ללא חורים או דלתות נסתרות.
כדי לתקן את התאוריה ולהתאים אותה להנחת היקום הסטטי, איינשטיין הוסיף קבוע חדש למשוואה – מספר המייצג כוח כלשהו שמתנגד להתכווצות היקום: מעין 'אנטי-גרוויטציה', אם תרצו. הכוח הזה – והקבוע שמייצג אותו במשוואת השדה – חלש דיו כדי שלא נוכל לחוש בהשפעותיו בקנה המידה של כדור הארץ או אפילו מערכת השמש, אבל חזק מספיק כדי להשפיע בקנה המידה של הקוסמוס, היקום – וזה המקור לשמו: 'הקבוע הקוסמולוגי'.

הבעיה הגדולה ביותר עם הקבוע הקוסמולוגי הייתה שהוא היה פיתרון מכוער מאוד לסתירה שנחשפה במשוואת השדה. קשה להסביר כיצד יכול להיות קבוע מתמטי 'מכוער' במשוואה מתמטית – אבל זהו רעיון שרובנו יכולים לתפוס אותו בקלות בתחומים אחרים. דמיינו לעצמכם אופנוע הארלי-דיווידסון יפיפייה, בעל קימורים חלקים ומבריקים – מהסוג שגורם לכל חובב אופנועים להזיל ריר. אבל למעצב האופנוע הייתה בעיה: מושב הנהג מתחמם קצת יותר מדי. מה עשה? לקח מאוורר תעשייתי, כזה שקונים במאה שקל בחנות חשמל, והצמיד אותו לירכתי האופנוע. התוספת הזו פתרה את הבעייה – אבל עכשיו יש לנו אופנוע סקסי ויפיפייה, בעל קימורים חלקים ומבריקים – עם מאוורר ענקי ומכוער שמחובר לו לתחת – פיתרון שבברור אינו אלגנטי.
הקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין היה מכוער ולא אלגנטי, ממש כמו מאוורר תעשייתי על אופנוע. הקבוע לא נבע באופן טבעי מהתאוריה כשאר חלקי המשוואה, אלא 'הולבש' עליה באופן מלאכותי כדי לפתור בעיה שנתגלעה בה. כולם בעולם הפיזיקה ראו זאת, וגם איינשטיין עצמו לא אהב את הפיתרון שמצא לסתירה שחשף. במכתב שכתב שנים רבות לאחר מכן אמר –

"הוספת קבוע שכזה למשוואה היוותה ויתור משמעותי על הפשטות הלוגית של התאוריה… מהרגע שהוספתי את הקבוע [הקוסמולוגי] למשוואה, מצפוני תמיד הציק לי… איני מסוגל להאמין שדבר כה מכוער עשוי להתקיים בטבע."

אך למרות שהוספת הקבוע הקוסמולוגי פגעה בחוש האסתטי של איינשטיין בעוד הוא התגאה בפשטות האלגנטית של התאוריות שהגה, פגיעה זו לא הייתה קשה מספיק כדי לגרום לאיינשטיין לפקפק בהנחת היסוד שלו, הנחת היקום הסטטי והאינסופי.

בשנת 1912 – שלוש שנים לפני תורת היחסות הכללית של איינשטיין – בחן אסטרונום אמריקני בשם וסטו שליפר (Slipher) את האור הנפלט מגלקסיות אחרות וחישב את מהירות תנועתן. שליפר גילה שהגלקסיות שבהן צפה נעות מהר יותר מכפי שמישהו שיער קודם לכן: היו כאלה ש'טסו' במהירויות של כאלף ק"מ בשנייה. כוכבים בשביל החלב, לשם השוואה, נעים במהירות של כחמישים ק"מ בשנייה בלבד.
תגלית זו לגבי מהירות הגלקסיות אכן הייתה מסקרנת, אך איינשטיין לא התרשם ממנה במיוחד. ביחס למהירות האור – כשלוש מאות אלף ק"מ בשנייה – אפילו הגלקסיה המהירה ביותר שבחן שליפר נעה לאט כמו חילזון ומכאן, טען איינשטיין, שבקירוב טוב אפשר עדיין להניח שהיקום סטטי וקבוע.
המרחק לאנדרומדה

תצפיותיו של שליפר עוררו את סקרנותו של אסטרונום אחר בשם אדווין האבל (Hubble).
האבל לא התעניין במיוחד בתורת היחסות של איינשטיין. הוא עסק בבעיה אחרת בעולם האסטרונומיה, והיא מדידת המרחק אל הכוכבים. באופן מסורתי, מדידת המרחק בין כדור הארץ וכוכב או ערפילית כלשהי בשמיים הייתה תמיד קשה ובעייתית. דמיינו עצמכם נוסעים בכביש ישר וארוך בלילה חשוך לחלוטין, כשלפתע מופיעה נקודת אור קטנה הרחק מלפנים. האם מדובר בפנסים חזקים של משאית גדולה ורחוקה, או בפנסים חלשים של חיפושית קטנה? קשה לדעת. באותו האופן, כוכבים הם בסך הכל נקודות אור קטנות בשמיים, וללא נקודת ייחוס או סרגל קוסמי כלשהו קשה מאוד לדעת אם כוכב מסוים בהיר ורחוק, או שמא בהיר פחות אבל קרוב יותר.

דוגמא קלאסית להתלבטות שכזו הייתה שאלת המרחק אל אנדרומדה, ערפילית ('נבולה') שניתן להבחין בה גם בעין בלתי מזוינת. בראשית שנות העשרים היו המדענים חלוקים בדיעותיהם. חלק האמינו שאנדרומדה היא ערפילית קטנה וקרובה, ולמעשה אפשר לומר שהיא חלק מהגלקסיה שלנו, שביל החלב. אחרים טענו שאנדרומדה היא גלקסיה ענקית, שכמו שביל החלב מכילה מיליארדי כוכבים – ואם אנחנו רואים אותה כערפילית זעירה בשמי הלילה, זה בגלל שהיא רחוקה מאד מאד.
לויכוח הזה הייתה נגיעה גם לעניין היקום הסטטי. אם אנדרומדה היא ערפילית קטנה וקרובה, אזי סביר להניח שהיקום שלנו לא כל כך גדול וגלקסיית שביל החלב תופסת חלק נכבד ממנו. מכיוון שברור למדי ששביל החלב אינה מתכווצת וקורסת לתוכה, זה מחזק את ההנחה שהיקום שלנו הוא סטטי במהותו. אך אם, להבדיל, אנדרומדה היא גדולה כמו שביל החלב ורחוקה מאיתנו מאד – אזי סימן שהגלקסיה שלנו היא רק חלק קטן מאד מיקום גדול, וזה שהיא אינה משתנה לא אומר שהיקום שלנו לא נמצא בכל זאת בתהליך קריסה ממושך.

מספר שנים קודם לכן, ב-1912, פיתחה אסטרונומית בשם הנרייטה ליוויט (Leavitt) טכניקה חדשנית למדידת מרחק כוכבים מסוג מסוים, בשם 'משתנים קפאידים' (Cephieds). משתנה קפאידים הוא כוכב שבהירותו משתנה באופן מחזורי, מתחזקת ונחלשת ושוב מתחזקת. בבסיס הטכניקה שפיתחה הנרייטה הייתה התובנה שיש קשר מוצק בין בהירותו המוחלטת של הכוכב המשתנה, ומחזוריות שינוי הבהירות שלו. במילים אחרות, אם אנחנו מתבוננים דרך הטלסקופ ורואים שני משתנים קפאידים שהבהירות שהם משתנה באותו הקצב – אנחנו יכולים להניח שמדובר בשני כוכבים דומים יחסית. אם אחד הכוכבים חלש ועמום, והשני בהיר – זה כנראה בגלל שהכוכב הראשון רחוק מאד, כמו פנסים של משאית רחוקה. במילים אחרות, הקפאידים נותנים בידו דרך אמינה יחסית להשוות בין שני כוכבים ולומר, למשל, 'זה רחוק פי שניים מזה'.

אדווין האבל היה חלוץ בתחום מדידת המרחקים אל כוכבים אחרים, ולרשותו עמד אחד הטלסקופים המתקדמים ביותר של תקופתו: טלסקופ בקוטר מאה אינץ', במצפה הכוכבים שבהר וילסון, קליפורניה. באמצעות טלסקופ ענק זה הצליח האבל ב-1925 לאתר משתנים קפאידים גם בערפילית אנדרומדה ולהשוות אותם לקפאידים בתוך הגלקסיה שלנו. המסקנה שנבעה מההשוואה הייתה בלתי ניתנת להכחשה: אנדרומדה היא גלקסיה רחוקה מאד, כשניים וחצי מיליון שנות אור. תגלית זו הוכיחה לאסטרונומים שהיקום שלנו למעשה רחב ידיים ואדיר ממדים מעבר לכל מה שמישהו העז לדמיין, וגלקסיית שביל החלב היא בסך הכל גרגר אבק קטן חסר חשיבות בתוך החלל הגדול הזה.

ארבע שנים מאוחר יותר חולל האבל רעידת אדמה נוספת בעולם האסטרונומיה.
וסטו שליפר, האסטרונום שכזכור מדד את מהירותן של גלקסיות אחרות ב-1912, חשף אנומליה מעניינת נוספת. הוא גילה שרוב הגלקסיות אותן בדק נעות מאיתנו והלאה: מתוך עשרים וחמש ערפיליות שבדק, עשרים ושתיים נעו מאיתנו והלאה ורק שלוש נעו לעברנו. האבל הפנה את הטלסקופ רב-העוצמה שלו אל הגלקסיות האלה, ומדד את המרחק אליהן באמצעות המשתנים הקפאידים. כששרטט את תוצאות המדידה בגרף, הוא מצא קשר ברור בין מהירותן של הגלקסיות ומרחקן מאיתנו – ככל שהגלקסיה רחוקה יותר, כך היא מתרחקת מאיתנו מהר יותר.

תגלית זו אינה מתיישבת בשום אופן עם הנחת היקום הסטטי, שכן היא מרמזת על כך שיש דינמיות מסוימת ביקום – דינמיות שאינה מוגבלת אך ורק לתנועה מקומית בתוך מערכת השמש או אפילו בתוך שביל החלב – אלא מגמת תנועה בקנה המידה של היקום כולו. זאת ועוד, העובדה שכל אותן גלקסיות מתרחקות מאתנו מנוגדת גם לעיקרון הקוסמולוגי שנזכר קודם, לפיו כדור הארץ אינו יחיד ומיוחד, אלא נקודה סתמית נוספת ביקום הגדול. איננו נמצאים במרכז היקום – אז מדוע שכל הגלקסיות יתרחקו דווקא מאיתנו? כפי שנסתבר בדיעבד, התשובות לשאלות אלה נתגלו אפילו בטרם עלו השאלות עצמן.
אלכסנדר פרדימן

אלכסנדר פרידמן נולד ברוסיה ב-1888. הוא היה מתמטיקאי מבריק, אך מלחמת העולם הראשונה והמהפכה הבולשביקית, בשילוב מצבה הכלכלי הקשה של משפחתו, לא אפשרו לו לבטא את מלוא הפוטנציאל הטמון בו. כדי לכלכל את עצמו עבר לעסוק במטאורולגיה, ובמהלך המלחמה היה טייס ומנהל מפעל לבניית מטוסים.
המלחמה והמהפכה הביאו לניתוק מסוים בין המדענים הרוסים ועמיתיהם במערב, ורק בשלהי 1920 שמע פרידמן בפעם הראשונה על תורת היחסות הכללית של איינשטיין שפורסמה חמש שנים קודם לכן. פרידמן התיישב לחקור את משוואת השדה, וכמו כל שאר המדענים הבחין מיד באופן המאולתר והלא-אסטתי שבו 'הולבש' הקבוע הקוסמולוגי על המשוואה המקורית. אך שלא כמו כל שאר המדענים, פרידמן לא הסכים לקבל את הנחת היסוד לגבי יקום סטטי ובלתי משתנה.

ב-1922 שלח פרידמן מאמר בשם 'על עקמומיות המרחב' למגזין מדעי. במאמרו טען שאפשר לסלק את הקבוע הקוסמולוגי המכוער ממשוואת השדה ועדיין להמנע מקריסה ודאית של היקום לתוך עצמו – אם מניחים שהיקום התחיל ממצב של התרחבות, והמומנטום של ההתרחבות הראשונית הזו מונע ממנו לקרוס. לשם ההסבר, נניח שאני מחזיק כדור ביד: ברגע שאעזוב את הכדור, כוח המשיכה לוקח פיקוד על העניינים והכדור נופל לרצפה – זו האנלוגיה ליקום שקורס תחת כוח המשיכה שלו. אבל אם אשליך את הכדור באוויר – דהיינו, אתן לו מומנטום כלפי מעלה – כוח המשיכה עדיין מנסה להוריד אותו אל הרצפה, אבל זה ייקח לו יותר זמן כי הכדור נע כלפי מעלה ועל כוח המשיכה ראשית להאט אותו, לגרום לו לעצור ורק אז להפיל אותו אל הרצפה. באנלוגיה שלנו, הפתרון של פרידמן מתאר יקום שמתרחב, ורק בעתיד הרחוק אולי יפסיק להתרחב ויתחיל לקרוס לתוך עצמו. במילים אחרות – זהו אינו יקום סטטי, אלא יקום מאד דינמי שחלים בו שינויים מהותיים בחלוף הזמן.

המאמר נתקבל ונתפרסם, אך איינשטיין לא אהב את מה שקרא. הוא הגיב בנחרצות, ובמכתב למגזין אמר:

"התוצאות בנוגע ליקום שאינו סטטי, כפי שמוצגות בעבודתו [של פרידמן], נראות בעיניי כחשודות. במציאות, מתברר כי הפיתרונות שהציג אינן תואמות את המשוואה."

לאיינשטיין לא הייתה 'בעלות' על משוואת השדה. זהו אחד הדברים היפים שבמדע, לדעתי: מהרגע שפרסם איינשטיין את תוצאות מחקריו, המשוואה יצאה משליטתו ולאלכסנדר פרידמן הייתה כל זכות לפרש אותה כאוות נפשו. אך מתוך מגוון הפתרונות האפשריים למשוואה, לאיינשטיין היה 'בן מועדף' ברור והוא הפיתרון המייצג יקום סטטי. הוא לא אהב את העובדה שפרידמן הטיל ספק בתמונת העולם שכולם האמינו כי היא הנכונה, ולכן דחה את רעיונותיו של פרידמן כלאחר יד וללא הסברים מנומקים.

אלכסנדר פרידמן, כצפוי, לא אהב את תגובתו הלקונית של איינשטין. הוא שלח אל איינשטיין מכתב מנומס אליו צירף את החישובים המפורטים שעשה, וביקש מאיינשטיין שיסביר לו היכן טעה – או שישלח מכתב נוסף למגזין המדעי ויתקן את תגובתו הקודמת. איינשטיין הבין אז ששגה כשביטל את תוצאותיו של פרידמן בנפנוף יד, ושלח מכתב תיקון אל המגזין:

"במכתבי הקודם הטלתי ספק בעבודתו של פרידמן על עקמומיות המרחב. אך ביקורת זו שלי, כפי שהדגים לי פרידמן במכתבו […] מקורה בשגיאה של חישוביי שלי. אני מסכים כי תוצאותיו של פרדימן נכונות, וכי הן שופכות אור חדש על הנושא."

אך למרות שקיבל את תוצאותיו של פרידמן והסכים להודות שהן תקפות – איינשטיין המשיך להתעלם מהן. ולא רק הוא: כל המדענים התעלמו מפרידמן. הנחת היקום הסטטי הייתה מקובעת עמוק מדי בתודעה המדעית הקולקטיבית והפיתרונות האלטרנטיביים של פרידמן, שלא התאימו להנחת היסוד הזו, הושלכו אל צד הדרך. סביר להניח שאלכסנדר פרידמן היה ממשיך לנסות ולהגן על מחקרו, כפי שעשה כשאיינשטיין נפנף אותו כלאחר יד, אך לרוע המזל הוא חלה בטיפוס המעיים והלך לעולמו ב-1925 כשהוא בן 37 בלבד.
ג'ורג למטר

ג'ורג למטר (Lemaitre) נולד רק שש שנים אחרי אלכסנדר פרידמן, ב-1894, אך מסלול חייו היה שונה לחלוטין. למטר הבלגי היה כומר קתולי שבמקביל ללימודי הקודש עסק גם בפיזיקה ומתמטיקה, למד אסטרונומיה בקמברידג' שבאנגליה ועשה את הדוקטורט שלו במדעים בהארוורד שבארצות הברית.
כשחזר למטר לבלגיה, ב-1925, החל לחקור את משוואת השדה של איינשטיין. על אף שלא הכיר את עבודתו של אלכסנדר פרידמן, למטר הגיע לאותן התוצאות בדיוק – דהיינו, שלמשוואת השדה יש פתרונות קבילים ואפשריים שבהם היקום אינו סטטי. נוסף על כך, למטר הגיע למסקנה שאם היקום אינו סטטי אלא מתרחב – אזי לצופה מכדור הארץ כל הגלקסיות ייראו כאילו הן מתרחקות, וככל שהגלקסיה תהיה רחוקה יותר כך היא תתרחק מהר יותר. במילים אחרות, ג'ורג' למטר חזה במדויק את תצפיותיו של אדווין האבל.

הבעיה הייתה שכמו פרידמן, גם למטר היה מדען אלמוני לחלוטין. את מאמרו פורץ הדרך פרסם במגזין מדעי בלגי עלום שם שאף אחד לא הכיר, והקהילה המדעית התעלמה ממנו כפי שהתעלמה מאלכסנדר פרידמן לפניו. ב-1927 פגש למטר את איינשטיין בכנס מדעי והציג בפניו את מסקנותיו, אך איינשטיין נפנף גם אותו: הוא הסביר לו ש"חישוביך נכונים, אך ההבנה שלך בפיזיקה זוועתית."

מחקרו של למטר היה גם הוא בדרכו אל תהומות השכחה של הפיזיקה, אלמלא פרסום תוצאות מחקריו של אדווין האבל ב-1929, והסערה שחוללו בקהילה המדעית.
אחד הראשונים שהעזו להטיל ספק בהנחת היסוד של היקום הסטטי היה ארתור אדינגטון. אדינגטון היה אסטרונום ותיק ומוערך, שהיה מפורסם מאד כיוון שהיה זה שתצפיותיו על כוכב הלכת מרקורי היו אלה שאיששו את נכונותה של תורת היחסות. בכנס שנערך בלונדון ב-1930 שאל אדינגטון את הקהל אם ייתכן והסתירה בין ממצאיו של האבל והתאוריה של איינשטיין נובעת מהעובדה שכולם מניחים שהפיתרון למשוואת השדה חייב להיות פיתרון שמניח יקום סטטי.

ג'ורג' למטר שמע על השאלה הרטורית של אדינגטון, והבין שזו ההזדמנות שלו. אדינגטון היה המורה שלו לאסטרונומיה בקמברידג', ולמטר ניצל את הקשרים האישיים ביניהם כדי לפנות אל אדינגטון בזריזות, והזכיר לו את המאמר שכתב שנתיים קודם לכן. אדינגטון קרא את המאמר והבין מיד שזו התשובה שכולם מחפשים. אם מניחים שהיקום שלנו נמצא בתהליך של התרחבות, כל חלקי הפזל מתיישבים במקומם באופן מושלם והתצפיות של האבל זוכות להסבר הגיוני. למשל, העובדה שכל הגלקסיות נראות כאילו הן מתרחקות מאיתנו מפסיקה להיות משונה כל כך. קחו בלון ריק וציירו עליו כמה נקודות שחורות. כעת, נפחו את הבלון: כשהבלון גדל מתמלא באוויר, הנקודות מתחילות להתרחק אחת מהשנייה – והחשוב ביותר הוא שכל נקודה על הבלון תראה את כל הנקודות שסביבה מתרחקות ממנה, ותסיק מכך שהיא זו שנמצאת במרכז, כביכול. פרשנות היקום המתרחב שומרת על העיקרון הקוסמולוגי, ומחזירה את כדור הארץ למקומו הטבעי: 'סתם' נקודה נוספת וחסרת חשיבות בגלקסיה חסרת חשיבות, ביקום אדיר ממדים…

איינשטיין קיבל את מאמרו של למטר מארתור אדינגטון.
קשה לנחש מה עובר במוחו של אדם ברגע שהוא מבין שהמציאות מתנגשת עם תמונת העולם הפרטית שלו. איינשטיין היה מסוגל להיות עקשן גדול לפעמים. למשל, הוא מפורסם בכך שלא הסכים לקבל את תורת הקוונטים, ונותר ספקן גם כשכל שאר הפיזיקאים סביבו קיבלו אותה כשרירה ותקפה. אך במקרה הזה, דווקא, הצליח איינשטיין להתעלות מעל לחולשותיו – אולי מכיוון שברגע שזונחים את הנחת היקום הסטטי, אין יותר צורך בקבוע הקוסומולוגי המכוער ומשוואת השדה חוזרת להיות שוב אסטית ואלגנטית, ואיינשטיין היה מדען שהעריך מאד אסטתיקה וסימטריה בתיאוריות פיזיקליות.
ב-1931 הכריז איינשטיין כי שגה כשהתעקש לבטל את מודל היקום המתפשט, וכי אין עוד צורך בקבוע הקוסמולוגי – שכל מטרתו, כזכור, הייתה לתקן את משוואת השדה כדי להתאימה להנחת היקום הסטטי. בשנים מאוחרות יותר אמר איינשטיין שהוספת הקבוע הקוסמולוגי למשוואה הייתה השגיאה הגדולה ביותר שלו. היקום הסטטי מת, יחי היקום המתרחב.
לידתו של המפץ הגדול

אבל הסיפור שלנו – של הייקום שלנו – אינו נגמר כאן אלא רק מתחיל, תרתי משמע. ההיגיון אומר שאם היקום שלנו הולך ומתרחב, אזי הייתה נקודה כלשהי בעבר שבה הוא היה קטן, קטן מאוד אפילו, כמו בלון רגע לפני שניפחו אותו. ג'ורג' למטר היה הראשון שהבין שמודל היקום המתרחב מכתיב, בהכרח, שהייתה ליקום גם התחלה. הוא הציע שהייקום שלנו החל את דרכו כ'אטום קדמוני': גוש צפוף של חומר, מעין ביצה קוסמית דחוסה, שברגע מסוים התפוצצה והחלה להתרחב ולהתפשט.

העובדה שאיינשטיין הגדול סמך את ידיו על רעיונות של למטר, הפכה את הכומר הבלגי האלמוני כמעט בין לילה לסלבריטי בעולם המדע, והוא זכה להכרה ולכבוד רב, כולל גם פרס נובל לפיסיקה. אף על פי כן, כשהציע למטר ב-1931 את השערת 'הביצה הקוסמית' שלו – רוב המדענים סירבו לקבל אותה. אפילו ארתור אדינגטון, האיש ש'גילה' את למטר והכיר אותו לעולם, לא האמין באפשרות זו. הסיבה הראשית לכך הייתה שאם מחשבים את גיל היקום לפי המדידות שביצע אדווין האבל, מקבלים קצת יותר ממיליארד שנה – בעוד שעדויות גאולוגיות הראו באופן ברור שגיל כדור הארץ הוא כארבעה מיליארדי שנים. בדיעבד הסתבר שנפלה טעות בחישוביו של האבל ושהיקום שלנו מבוגר בהרבה – אבל בשנים הראשונות היה נראה שישנה סתירה בין גיל היקום וגיל כדור הארץ.
סיבה נוספת לדחיית רעיונותיו של למטר הייתה קירבתם הלא נוחה לרעיונות הדתיים. למטר, כזכור, היה כומר קתולי ולכן הקונספט של 'בריאה' של יקום ברגע אחד מסוים לא היה זר לו. מדענים חילוניים, לעומת זאת, לא אהבו את מה שראו כחפיפה מסוכנת מדי בין הדת והמדע: היה להם נוח בהרבה להאמין שהיקום היה קיים לנצח. 'בריאה' של היקום מתוך 'ביצה קוסמית' כלשהי מעלה שאלות מטרידות כגון מי או מה חולל את אותה הבריאה, ומה היה לפניה.

כאלטרנטיבה להשערת ה'אטום הקדמוני', העלה האסטרונום פרד הויל (Hoyle) השערה מתחרה שתשמר את הרעיון המוכח של יקום מתרחב – אבל תבטל הצורך בנקודת התחלה. השערת 'המצב היציב' (Steady State) של הויל גרסה שתוך כדי התפשטות הייקום יוצר ללא הרף חומר חדש: כמו קנקן שמוזגים ממנו מים – אך המים לעולם אינם נגמרים. לאזניים מודרניות זו נשמעת, אולי, כהשערה מופרכת – אך לאמתו של דבר, התאוריה של הויל אינה מופרכת יותר מאשר הרעיון העקרוני של ביצה קוסמית דחוסה שהתפוצצה אי שם בעבר. בשני המקרים, קשה להסביר מהיכן מגיע החומר החדש.

השערת האטום הקדמוני ויריבתה, תאוריית המצב היציב, התחרו זו בזו במשך שנות הארבעים והחמישים של המאה העשרים. מעניין לציין שדווקא פרד הויל הוא זה שבראיון רדיו נתן להשערת האטום הקדמוני את השם המזוהה עמה היום – תיאורית 'המפץ הגדול' (Big Bang), כשניסה להסביר את ההבדל שבין התיאוריות המתחרות. יש מי שחושבים שהויל בחר את השם Big Bang, שכאילו לקוח מסרט מצויר לילדים, כדי להגחיך את הצעתו של למטר, אך הויל עצמו הסביר מאוחר יותר שלא הייתה לו כוונה כזו, ושהביטוי 'מפץ גדול' היה בסך הכל דרך נוחה להעביר למאזינים את ההבדל העקרוני בין שתי התאוריות.

במשך שנים לא מעטות נותר ה'מפץ הגדול' כהשערה מעניינת אך לא מוכחת. כדי להוכיח אותה, היה על המדענים לאתר ממצאים או עדויות שתומכים בה – אך אלו עדויות יכולות לשרוד מפיצוץ שהתרחש לפני כל כך הרבה מיליארדי שנים?
הפיזיקאים ראלף אלפר (Alpher) ורוברט הרמן (Herman) התמקדו באור שנפלט בזמן המפץ הגדול. אם אכן היה הייקום כולו מרוכז בתוך אטום קדמוני אחד שהתפוצץ ברגע אחד – אזי כמו בכל פיצוץ רב עוצמה, סביר להניח שגם כאן נפלט אור חזק ועתיר אנרגיה מסוג המכונה 'קרינת גמה'. אלפר והרמן שאלו את עצמם מה קרה לפוטונים של קרינת הגמה שנוצרו במפץ הגדול, והיכן הם היום.
הנחת העבודה של החוקרים הייתה שמיד לאחר הפיצוץ הייתה הטמפרטורה מיליונים רבים של מעלות. בחום עז שכזה, החומר נמצא במצב של פלזמה לוהטת ודחוסה. הפלזמה הדחוסה לא נתנה לאור לברוח ממנה: הפוטונים התנגשו ללא הרף באלקטרונים ששחו בפלזמה, ולא היו מסוגלים לצאת. רק אחרי 380 אלף שנה, לפי חישוביהם, התקרר הייקום במידה כזו שהאלקטרונים היו יכולים להיצמד סוף סוף לגרעיני האטומים, והפלזמה הפכה לשקופה מספיק כדי שהפוטונים יוכלו לעזוב.

התשובה לשאלה 'ומה קרה לאותם פוטונים אחר כך?' – נוגעת באחת המסקנות המפתיעות והמרתקות שנובעות ממודל היקום המתרחב.
הפיתרון של למטר למשוואת השדה של איינשטיין מכתיב כי הייקום שלנו מתפשט ומתרחב, אבל אם מודדים את גודלו של היקום בפועל – רואים שהוא גדול מדי. כדי שהיקום יהיה גדול כפי שהוא היום, על חלק מהגלקסיות לנוע במהירות העולה על מהירות האור, ולפי תורת היחסות זה בלתי אפשרי.
הפיתרון לסתירה הזו הוא שהתרחבות היקום אינה רק תוצאה של התרחקות הגלקסיות אלו מאלו – אלא גם תוצאה של מרחב חדש הנוצר בין הגלקסיות. כמו הרבה רעיונות אחרים בקוסמולוגיה החדשה הזו, קשה לנו לדמיין מרחב חדש שנוצר יש מאין. דמיינו לעצמכם שני אנשים שהולכים כל אחד בכיוון אחר, ומתרחקים זה מזה: אם אנחנו אומרים שהיקום הוא החלל שבין שני האנשים, אז היקום הזה גודל בהתאם למהירות ההליכה שלהם. אבל אם כל אחד מהאנשים נמצא על מסוע, כמו במדרגות נעות, אזי הם יתרחקו אחד מהשני בקצב הרבה יותר מהיר ממהירות הליכתם. המסוע הוא סוג של רצפה חדשה שמופיעה לא הרף מתחת לרגלי ההולכים, ובמקרה הזה היא האנלוגיה למרחב החדש שנוצר ביקום כל העת.

אלפר והרמן הבינו שאם המרחב עצמו מתרחב ונמתח אזי גם הפוטונים, קרני אור שנעות באותו המרחב, חייבות להימתח גם הן – כמו קו קצר שמשורטט על גומי, ומתארך כשמותחים את הגומי. בפוטונים, התארכות שכזו באה לידי ביטוי כשינוי של תדר. הפוטונים של קרינת הגמה שנוצרו במפץ הגדול, שהם בעלי תדר גבוה מאד, הפכו ברבות מיליארדי השנים לפוטונים בעלי תדר בתחום המיקרוגל, קרינה בעלת תדר נמוך יותר. במילים אחרות, אם המפץ הגדול התרחש, אזי אנחנו אמורים להיות מסוגלים לאתר פוטונים בתדרי מיקרוגל שמגיעים אלינו מכל כיוון בחלל.

וזה בדיוק מה שגילו הפיזיקאים ארנו פנזיאס (Penzias) ורוברט ווילסון (Wilson) בשנת 1965, כשהפנו גלאי רגיש מאוד לקרינת מיקרוגל אל שמי הלילה. הגלאי קלט הפרעה משונה שאי אפשר היה להעלים אותה. פנזיאס ווילסון לא ידעו להסביר, בתחילה, מה מקור ההפרעה שגילו – הם חשבו שמדובר אולי בהפרעות רדיו מערים סמוכות, או אולי קרינה שמקורה בשמש – אבל פסלו את האפשרויות הללו שכן הפרעות הגיעו מכל כיוון באותה העוצמה, ולא היו תלויות בשעה או בתאריך. רק כשחברו במקרה לקבוצת פיזיקאים אחרת שהכירה את מחקרם של אלפר והרמן ועמדה לפצוח בעצמה בחיפוש אחרי קרינת המיקרוגל החזויה – הבינו שמצאו, למעשה, את הפוטונים העתיקים אותו אור שנפלט בעקבות המפץ הגדול. גילוי קרינת רקע קוסמית היווה הוכחה ברורה להשערת המפץ הגדול, ותאוריית המצב היציב נשכחה ונעלמה.

לתאוריית המפץ הגדול והיקום המתרחב מקום חשוב בהיסטוריה של המדע. מעבר לכך שההבנה החדשה של מבנה היקום העניקה לנו גם הבנה נכונה ואמיתית יותר לגבי מקומנו שלנו במרחב – דהיינו, שאנחנו והגלקסיה שבה אנחנו חיים הם קצה קצהו של פרור חסר חשיבות ביחס לגודלו של היקום – היא גם אפשרה למדענים לבחון ולאשש תיאוריות ורעיונות פיזיקליים מתקדמים שהיה קשה מאד לבחון אותם אחרת. תורת היחסות, מטבעה, עוסקת בחוקי הטבע בתנאים של מהירויות אדירות, קרובות למהירות האור, במאסות בקנה המידה של כוכבים וגלקסיות – ואלו תנאים שכמעט בלתי אפשרי לשחזר כאן בכדור הארץ. התבוננות בגלקסיות המרוחקות ובפוטונים שהם שאריות של הפיצוץ הגדול ביותר האפשרי, קרוב לודאי, מאפשרת לנו לבחון את התחזיות שעולות מתוך התאוריות המתקדמות האלה כגון שינוי תדר הפוטונים בעקבות התרחבות היקום- ולאשש או לפסול אותן.

כשאני מביט אחורה על אותה תקופה מסקרנת במדע, בין השנים 1915 ו-1930, אינני יכול שלא לשאול את עצמי איך הייתי מתמודד עם השינויים המחשבתיים האדירים שהתחוללו אז לו הייתי מדען. האם הייתי מסוגל לזנוח דרכי חשיבה ישנות והרגלים עתיקים, או שהייתי מתחפר בעמדותי? אין זה סוד שהעולם שלנו כיום משתנה בקצב מסחרר, וכל שנה גוררת מהפכות טכנולוגיות ומדעיות חדשות. יכול להיות שאני, ואולי גם אתם, נמצא עצמנו עומדים בפני מצבים דומים בעתיד הלא רחוק.
כשזה יקרה, אולי אחכה עד רדת הלילה ואז אצא לשדה חשוך, מקום שבו אפשר לראות את הכוכבים במלוא הדרם. עם קצת דימיון, אולי אוכל לראות את אותו זוהר ערטילאי שמציף את כל השמיים החשוכים מאופק ועד אופק – קרינת הרקע הקוסמית בתדרי המיקרוגל. אולי אז, כשיציף אותי אותו הד עמום של הפיצוץ האדיר שהתחיל את הכל, אצליח להשתחרר מכבלי העבר ולהביט אל העתיד.

רגע…רגע…ועוד דבר אחד. לפני קצת יותר מעשרים שנה חשפו האסטרונומים עובדה מפתיעה ובלתי צפויה לחלוטין. הגלקסיות המרוחקות, אותן גלקסיות שנעות מאיתנו והלאה? מסתבר שהן לא סתם מתרחקות – הן מאיצות כל הזמן. מדוע? מה דוחף אותן הלאה מהר ומהר יותר? איש לא יודע. אחת ההשערות היא שיש משהו חסר במשוואת השדה של אלברט איינשטיין…איזו תוספת שאם רק נכניס אותה למשוואה, פתאום הכל יעשה ברור יותר. אתם מנחשים מהי אותה תוספת?…כן, ייתכן וזו נקמתו של הקבוע הקוסמולוגי.
חלק ב' – עלייתו ונפילתו של היקום

אחת האמרות הידועות במדע היא שכל תגלית שאנו מגלים, וכל תשובה שאנו מוצאים לשאלה כלשהי, יוצרת כמה וכמה שאלות חדשות. למשל, כשגילו המדענים שחיידקים מחוללים מחלות, הם החלו שואלים את עצמם אילו סוגי חיידקים יש, כיצד הם גורמים לנו לחלות, ואיך אפשר להילחם בהם.

האמרה הוותיקה הזו נכונה במיוחד בתחום הקוסמולוגיה, חקר מבנה הייקום ותולדותיו. למעשה, אפשר לומר שעד שנתקבלה תאוריית המפץ הגדול – דהיינו, שהייקום שלנו החל את דרכו בפיצוץ אדיר לפני כמעט ארבע עשרה מיליארדי שנים – לא היה צורך במדע הקוסמולוגיה. כל עוד האמינו המדענים שהיקום שלנו אינסופי, אינו משתנה, לא הייתה לו התחלה וגם לא יהיה לו סוף – שאלות כדוגמת 'מה נמצא מעבר לייקום?' או 'מה קדם לו?' היו שאלות פילוסופיות, בעלות השלכות דתיות בלבד.

בפרק הקודם, חלקו הראשון של פרק זה, סיפרתי לכם אודות תחילתה של הקוסמולוגיה, וכיצד תגליתם של אלכסנדר פרידמן וג'ורג למטר, ותורת היחסות הכללית של איינשטיין, פתחו בפני הקוסמולוגים יקום שלם של פליאה ושאלות מסקרנות. במאה השנים האחרונות נדמה כאילו בכל פעם שאנחנו מרימים לשמיים עדשה גדולה יותר או משגרים לחלל טלסקופ מתוחכם יותר – אנחנו מגלים עובדה חדשה שמלמדת אותנו עד כמה איננו בעצם מכירים את היקום שסביבנו. בפרק זה אספר על כמה מהתעלומות המפתיעות הללו, וננסה להשיב על שאלות שבמבט ראשון נדמה שכמעט אינןי ניתנות לפתרון, כגון מה היה לפני שנוצר היקום שלנו, ומה יש מחוצה לו…
מונופולים מגנטיים

אלן גות' (Guth) היה ילד מבריק. גות' נולד בארה"ב בשנת 1947, וכבר בבית הספר הפגין כישורים מרשימים במדע. כפי שקורה במקרים רבים, התמזל מזלו של גות' ללמוד אצל מורה לפיזיקה שהצליח לעורר אצלו את הניצוץ הנכון ברגע המתאים.

"מורה טוב באמת יכול להשפיע בצורה אדירה על אדם צעיר, ובמקרה שלי הושפעתי באופן חזק ביותר ממורה צעיר לפיזיקה בבית הספר התיכון. שמו היה רוברט, והוא היה דינמי ונלהב לגבי פיזיקה בצורה שלא תאמן. אם לומר את האמת, היה לי ברור כבר אז שרוברט לא באמת מבין עד כדי כך בפיזיקה – אבל אבל אתה לא בהכרח צריך לדעת כל כך הרבה פיזיקה כדי להצליח לגרום לאחרים להתלהב ממנה."

גות' עזב את בית הספר התיכון בשנה האחרונה, ועבר ללמוד פיזיקה באוניברסיטת MIT היוקרתית וגם בה הצטיין.
אך כשסיים גות' את לימודיו, זכה בדוקטורט הנכסף והחל בקריירה האקדמית – גילה שפוטנציאל לחוד והצלחה מעשית לחוד. בשנות השבעים עבד אלן גות' בכמה מהאוניברסיטאות הנחשבות והטובות בארה"ב – פרינסטון, קולומביה וקורנל – אך לא הצליח להפיק תחת ידיו מחקרים מעניינים ופורצי דרך או מאמרים בעלי חשיבות. חלק מהאשמה נעוץ, קרוב לוודאי, בתחום שבו בחר לעסוק: מתמטיקה של חלקיקים תת-אטומיים. זהו ענף חשוב בפיזיקה, ללא ספק, אך ידוע כענף שקשה מאוד לחדש בו ומן הסתם לפרסם מאמרים פורצי דרך. גות' העדיף תמיד לעסוק בנושאים שמעניינים אותו באופן אישי ולא לשחות עם הזרם האקדמי, אך בשלהי שנות השבעים כבר החל להרגיש את הלחץ. הוא כבר היה כבן שלושים, עדיין ללא משרה קבועה באוניברסיטה כלשהי, ונדמה שכל הפוטנציאל הגדול והמבטיח שניכר בו בתחילת הדרך הולך לאיבוד, דועך ומתבזבז כמו גפרור בוער שמתקרב לקצו.

ב-1978, בעודו באוניברסיטת קורנל, ניגש לגות' אחד מעמיתיו, פיזיקאי בשם הנרי טיי (Tye), שביקש להתייעץ עמו לגבי שאלה מסקרנת. האם תאוריית המפץ הגדול, שאל טיי, מספקת ניבוי כלשהו לגבי חלקיקים המכונים 'מונופולים מגנטיים' (Magnetic Monopoles)?

מונופולים מגנטיים הם חלקיקים בעלי תכונה מוזרה: יש להם מגנטיות, כמו למגנטים שאנחנו תולים על דלת המקרר – אבל יש להם רק קוטב אחד. לכל המגנטים שאנחנו מכירים יש שני קטבים – צפון ודרום, כמו הקוטב הצפוני והדרומי של כדור הארץ. מגנטים בעלי קטבים זהים דוחים זה את זה, ומגנטים בעלי קטבים שונים נמשכים זה לזה. למונופול מגנטי, אם זאת, יש רק קוטב אחד, צפוני או דרומי.
התיאוריות הפיזיקליות הקיימות גורסות שאין שום מניעה עקרונית לקיומם של מונופולים מגנטים: אין שום חוק טבע שמונע מהם להתקיים. יותר מכך: התיאוריות האלה מנבאות שמונופולים מגנטיים צריכים היו להיווצר באופן טבעי בתנאים ששררו בזמן המפץ הגדול. אף על פי כן, איש לא מצא עדיין חלקיקים שכאלה בפועל – כך שעושה רושם שמשהו בתמונת העולם המדעית שלנו לא בסדר. אם מונופולים מגנטיים צריכים להתקיים אבל אינם בנמצא, אז אולי התיאוריות הפיזיקליות אינן נכונות או שאנחנו פשוט לא מחפשים במקום הנכון. הנרי טיי ביקש לבדוק כמה חלקיקים שכאלה עשויים היו להיווצר בזמן המפץ הגדול, וכך אולי לנסות ולחשב את השכיחות הצפוייה שלהם ביקום כיום.

לאלן גות' לא היה רקע בקוסמולוגיה. כל מה שידע לגבי תורת היחסות הכללית של איינשטיין, קרינת הרקע הקוסמית, הסחה לאדום של פוטונים ושאר המונחים והמושגים שנזכרו בפרק הקודם, היה מה שזכר מהקורסים הבסיסיים שלקח באוניברסיטה. אבל תעלומת המונופולים המגנטיים סיקרנה אותו וכפי שציינתי קודם, לגות' הייתה נטיה ללכת בעקבות הסקרנות הטבעית שלו. הוא חבר לטיי, ויחד חקרו השניים את התנאים ששררו במפץ הגדול ואת השלכותיהם על היווצרותם של מונופולים מגנטיים.

התיאוריה המקובלת גורסת שבשברירי השנייה הראשונים לחיי הייקום – וליתר דיוק, בעשר בחזקת מינוס 43 חלקי השנייה הראשונים – הלחץ והחום היו כה גבוהים עד ששכל כוחות הטבע שאנחנו מכירים כיום – כוח המשיכה, הכוח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החזק והחלש – לא התקיימו בנפרד ועמדו כל אחד בפני עצמו, אלא התמזגו לכוח אחד ויחיד, כמו טעמים שונים של גלידה מומסת שמתערבבים זה בזה ליצירת נוזל חסר צבע.
מה בדיוק התרחש באותן עשר בחזקת מינוס 43 שברירי השנייה? אין לדעת. התאוריות הפיזיקליות שלנו אינן מסוגלות לנבא מה יתרחש בתנאים קיצוניים שכאלה, ואנחנו יכולים רק לנחש. אבל כשהתרחב היקום והלחץ והחום פחתו, נפרדו גם כוחות הטבע מזה והחלו מקבלים את הזהות העצמאית והמוכרת שלהם כיום.

גות' וטיי הגיעו למסקנה כי בתנאי המעבר בין נקודת הסינגולריות של המפץ הגדול וההיפרדות ההדרגתית לכוחות נפרדים יכלו, באופן עקרוני, להיווצר המוני מונופולים מגנטיים. מונופולים רבים כל כך, למעשה, עד שהיינו צריכים להיות מסוגלים לגלות אותם בקלות יחסית גם בכדור הארץ. מסקנה זו העמיקה עוד יותר את המיסתורין של המונופולים המגנטיים: אם המפץ הגדול אכן התרחש, כפי שמעידה קרינת הרקע הקוסמית ותצפיות אחרות, היכן מסתתרים המונופולים המגנטיים?
בעיית העקמומיות

רצה הגורל ובאותה השנה הגיע לקורנל פרופסור מוכר ומכובד לקוסמולוגיה בשם רוברט דיק (Dicke), שחקר באוניברסיטת פרינסטון תעלומה מסקרנת נוספת בפיזיקה: בעיית העקמומיות. גות' וטיי הוזמנו להרצאה שהעביר פרופ' דיק, שם סיפר על תעלומת העקמומיות וחשיבותה. גות' הגיע ראשון לאולם והתיישב בשורה הראשונה.

השאלה העקרונית שבבסיס בעיית העקמומיות היא כיצד יבוא הייקום אל קיצו. אנחנו יודעים שהיקום היום מתרחב וגדל, בכך אין כל ספק – אך האם ימשיך להתרחב לנצח? התשובה לשאלה הזו תלויה בכמות המאסה ביקום. מאסה יוצרת כוח משיכה, והמשיכה מתנגדת להתרחבות היקום כמו מסטיק שדבוק לסוליית הנעל ומפריע להרים את הרגל מהרצפה. אם יש המון מאסה ביקום – דהיינו, הרבה גלקסיות, אבק בין כוכבי וכדומה – אזי כוח המשיכה יבלום, בסופו של דבר, את ההתרחבות ואז היקום יתחיל להתכווץ עד שברבות הימים נקבל את ה"קווץ' הגדול", שהוא ההפך מהמפץ הגדול. אם אין מספיק מאסה – כוח המשיכה יהיה חלש והיקום יתרחב לנצח.
המושג 'עקמומיות' מתייחס כאן לתיאור המתמטי של כל הסיפור. יקום שמתרחב לנצח הוא בעל עקמומיות 'פתוחה', ויקום שקורס לתוך עצמו הוא בעל עקמומיות 'סגורה'.

בעיית עקמומיות המרחב מסקרנת מאוד את הפיזיקאים, ולא מפני שהם חרדים לגורלם אם היקום יחליט לקרוס לתוך עצמו. שהרי זה יקרה בעוד שנים רבות מספור – הרבה אחרי ששמש שלנו תפסיק לבעור, הגלקסיה שלנו תיכבה ותיעלם ואולי אחרי שהרכבת הקלה בתל אביב תהיה מוכנה. אולי.
הבעייה הזו מעניינת כיוון שכשמודדים את עקמומיות היקום בעזרת תצפיות אסטרונומיות וכו' – מקבלים שהייקום אינופתוח ואינו סגור, אלא שטוח – בדיוק על הגבול שביניהם. וכשאני אומר 'בדיוק', אני מתכוון לבדיוק. מהתצפיות האסטרונומיות עולה שאילו היה רק מעט יותר חומר ביקום – כוח המשיכה היה חזק מספיק כדי לגרום לקריסת הייקום כבר לפני מיליארדי שנים, והחיים לא היו מספיקים להיווצר על פני כדור הארץ. אילו היה פחות חומר בייקום משקיים בפועל, היקום היה מתרחב מהר כל כך עד שכוכבים לא היו מספיקים להיווצר ושוב לא היו נוצרים חיים. במילים אחרות, אם כמות החומר ביקום הייתה שונה רק במעט מכפי שהיא בפועל – לא הייתי מדבר אליכם באוזניות ברגע זה, ואתם לא הייתם עומדים כרגע בפקקים של תל אביב.

כשהמדענים נתקלים בצירוף מקרים מדהים שכזה, הם מרימים גבה. הדבר דומה לרצף של מאה זכיות ברולטה. אמנם יכול להיות שאנו ברי מזל ושהייקום, במקרה לגמרי, מתאים לנו בדיוק כמו כפפה ליד – אבל אם מישהו זוכה מאה פעמים רצוף ברולטה, סביר יותר להניח שהוא מרמה – או במקרה שלנו, כנראה שאיננו באמת מבינים איך הייקום עובד.

בסוף אותה שנה, 1979, נאלץ אלן גות' לעזוב את קורנל ולעבור לאוניברסיטת סטנפורד. הוא והנרי טיי המשיכו לשוחח בטלפון, ותכננו להשלים את המאמר המשותף שלהם אודות המונופולים המגנטיים. למגינת לבם, הם גילו שחוקרים אחרים הקדימו אותם ופרסו מאמר אחר על מונופולים מגנטיים – ושאם הם רוצים שהמאמר שלהם יהיה שווה משהו, הם צריכים להוסיף לו משהו חדש: רעיון מעניין או השערה חדשנית שתפיח חיים במאמר הכמעט-לא-רלוונטי שלהם.

גות' היה בלחץ. הוא כבר בן 32, בלי עבודה קבועה, עם אישה וילד קטן. הקריירה האקדמית שלו לא התקדמה לשום מקום. כך מצא את עצמו יושב מול שולחן העבודה בביתו, באחת בלילה, שובר את הראש ומנסה למצוא משהו – כל דבר – שיציל את המאמר שלו ושל טיי על המונופולים המגנטיים.

ואז, באחת בלילה, היכתה בו ההשראה. הוא פתח את המחברת בהתרגשות וכתב שם – 'תובנה מדהימה' באותיות גדולות. הוא בקושי נרדם באותו הלילה. כשהגיע הבוקר עלה על אופניו ומיהר למשרד שם הריץ כמה מספרים במחשבון, והגיע למסקנה שהרעיון שהגה אמש עשוי להיות תקף. ההתרגשות גאתה בו כיוון שאם הוא צודק, אזי השערתו פותרת לא רק את תעלומת המונופולים המגנטיים – אלא גם את בעיית העקמומיות שעליה סיפר פרופ' רוברט דיק בהרצאתו.
אינפלציה קוסמית

הרעיון של אלן גות' מכונה 'התנפחות קוסמית', או 'אינפלציה קוסמית'.
ההנחה הראשונית של המדענים הייתה שהמפץ הגדול גרם לייקום להתחיל ולהתרחב, ושהתרחבות זו התרחשה בקצב קבוע – דהיינו, היקום הלך וגדל בצורה הדרגתית, כמו בלון שמנפחים אותו עם זרם אוויר יציב וקבוע. גות' הגיע למסקנה שמודל ההתנפחות ההדרגתית אינו נכון או ליתר דיוק, אינו מדויק. ברגעים הראשונים שלאחר המפץ, הייקום אכן התרחב בקצב קבוע, אך בנקודת הזמן שבה התפצלו כוחות הטבע זה מזה, הפסיקו להיות כוח אחד ויצאו כל אחד לדרכו העצמאית – הייקום החל להתנפח בקצב מואץ, התרחבות פתאומית ומהירה שהביאה את הייקום מגודל של גרעין אטום, פחות או יותר, לגודל של ענב. זה אולי לא נשמע כמו שינוי דרמטי – אך צריך לזכור שמדובר בהתרחבות של כמה וכמה סדרי גודל בפרק זמן של הרבה פחות מטריליונית השנייה… במילים אחרות, במקום שהייקום יתרחב בקצב קבוע או אפילו בקצב הולך ומאט – הוא דווקא האץ את קצב ההתרחבות שלו לפרק זמן קצר. בהמשך לאנלוגיה הבלון הקודמת, כעת החלפנו את זרם האוויר הקבוע והיציב שממלא את הבלון- בזרם אוויר אדיר ופתאומי שגורם לו להתנפח כמעט בבת אחת.

יש פרט נוסף, משונה ובלתי שגרתי בהתרחבות המהירה הזו, על פי מודל האינפלציה הקוסמית. כשמגדילים נפח של מיכל כלשהו, צפיפות החומר שבתוכו יורדת. למשל, נניח שיש לנו קבוצת ילדים בתוך בריכה קטנה, מהסוג שמוצאים בחצר של בית פרטי בדרך כלל. הבריכה הקטנה, והילדים צפופים. עכשיו ניקח אותה קבוצת ילדים ונשים אותה בבריכה אולימפית גדולה: הגדלנו את נפח הבריכה אך מספר הילדים נותר זהה, ולכן הילדים צפופים הרבה פחות.
אך בזמן האינפלציה הקוסמית, כשנפח הייקום גדל – צפיפות החומר שבו נותרה זהה. במילים אחרות – חומר חדש נוצר כדי למלא את הנפח הפנוי החדש. זה כאילו שכשהעברנו את קבוצת הילדים מהבריכה הקטנה לבריכה האולימפית, הוספנו לקבוצה כמה עשרות ילדים כך שהם נותרו צפופים כשהיו.

כיצד ייתכן שחומר חדש נוצר לפתע יש מאין? ובכן, היקום הוא מקום מוזר, ובאותן שברירי שנייה שלאחר המפץ הגדול הוא היה מוזר עוד יותר מוזר. גות' שיער שבשלב שבו נפרדו כוחות הטבע זה מזה, חלה התקררות פתאומית. ה'התקררות' במקרה זה יחסית מאד, כמובן – מטמפרטורה של כמה טריליוני מיליארדי מעלות לטמפרטורה של כמה טריליוני מליארדי מעלות פחות – אבל עדיין מדובר בהתקררות. התקררות זו גרמה להיווצרות אנרגיה בשם 'אנרגיית הוואקום'. קשה להסביר מהי 'אנרגיית ואקום' מבלי להיכנס לפרטי-פרטים של משוואות ונוסחאות, אבל אפשר לדמות את אנרגיית הוואקום לכוח-משיכה שלילי: במקום לגרום לדברים להימשך זה לזה, היא גורמת להם לדחות זה את זה, ולכן היקום החל לפתע להתרחב במהירות.

השאלה המתבקשת היא כיצד פותרת תאוריית האינפלציה הקוסמית של גות' את תעלומת המונופולים המגנטיים ובעיית העקמומיות.
בשני המקרים, הפתרון טמון בעובדה שהייקום תפח בכמה וכמה סדרי גודל בזמן קצר מאוד – כך שהוא היום גדול בהרבה מכפי שצריך היה להיות אלמלא התרחשה האינפלציה. למשל, סביר להניח שמונופולים מגנטיים אכן נוצרו בעקבות המפץ הגדול – אך הייקום רחב ידיים כל כך עד שהסיכוי להיתקל במונופול שכזה בפועל קלוש מאוד. בהמשך לאנלוגיה הקודמת, זה כאילו שמישהו זרק לתוך הבריכה הקטנה שלנו שק מלא במטבעות זהב – ולפתע הבריכה הקטנה הפכה לאוקיינוס. גם אם נפזר מיליון מטבעות זהב באוקיינוס, עדיין הסיכוי שלנו למצוא מטבע זהב במקרה זעום מאד, כמו מחט בערימת שחת. במילים אחרות, הסיבה שאיננו רואים סביבנו מונופולים מגנטיים היא שהסיכוי למצוא אותם קלוש מאד, ונצטרך אולי לסרוק את היקום שלנו גלקסיה אחר גלקסיה, כדי להצליח לאתר בסופו של דבר חלקיק שכזה.

האינפלציה המהירה מספקת תשובה משכנעת גם לבעיית העקמומיות. השאלה העקרונית, נזכיר, היא מדוע היקום שלנו מכיל את כמות החומר המתאימה בדיוק כדי שיהיה 'שטוח', דהיינו שלא יקרוס תחת כוח המשיכה שלא או יתרחב מהר מדי מכדי שגלקסיות וכוכבים יספיקו להיווצר. על פי חישוביו של גות', תהליך היווצרות החומר במהלך ההתרחבות המהירה היה כזה שהכמות הסופית של החומר מתאימה בדיוק ליקום שטוח – ולא משנה כמה חומר הכיר היקום לפני האינפלציה. במילים אחרות, זה לא שיש כמות חומר מתאימה "בדיוק" – אלא שתחת השערת האינפלציה הקוסמית, כל כמות של חומר שאיתה התחלנו תביא, בסופו של דבר, למצב שאותו אנחנו רואים כיום. זו תשובה שהקוסמולוגים אוהבים, כיוון שהיא מבטלת את הצורך ב'צירוף מקרים' מדהים כמו מאה זכיות רצופות ברולטה.

אלן גות' הנלהב הרים את הטלפון, חייג להנרי טיי שהיה עדיין בקורנל, וסיפר לו על הרעיון המדהים שעולה במוחו. טיי, להפתעתו, לא התלהב במיוחד. הוא לא רצה להכניס שינוי דרמטי כל כך במאמר המשותף שלהם על המונופולים המגנטיים, והעדיף שגות' יפרסם את תיאוריית האינפלציה הקוסמית במאמר נפרד. גות' התבאס קצת, אבל נאלץ להסכים. בדיעבד התברר שהנרי טיי לא תפס, באותה שיחת טלפון, את חשיבות התאוריה של גות'. אמנם שניהם נכחו בהרצאתו של פרופ' רוברט דיק אודות בעיית העקמומיות – אבל טיי איחר להרצאה, התיישב בספסל האחורי ולא שמע כמעט מילה מהסבריו של הפרופסור. זו הסיבה שכשאמר לו גות' שהאינפלציה הקוסמית פותרת גם את בעיית העקמומיות – להנרי טיי לא היה מושג על מה הוא מדבר. מוסר ההשכל? תגיעו בזמן להרצאה…

למרות – ואולי בגלל – ההתלהבות הגדולה שחש בעקבות התיאוריה שלו, גות' היה מודאג.

"חששתי מאד, מכיוון שמדובר ברעיון דרמטי מאד – ורוב הרעיונות הדרמטיים מתבררים בסופו של דבר כשגויים, אחרת מישהו כנראה כבר היה מגלה אותם קודם. לא הבנתי איך, אם האינפלציה הקוסמית נכונה, אף אחד לא חשב עליה קודם."

הבטחון של גות' בנכונותה של התיאוריה שלו גבר כשזמן מה לאחר מכן, כשישב לאכול ארוחת צהריים בסטנפורד, הזדמן לו להאזין לשיחה של כמה קוסמולוגים. הקוסמולוגים דיברו על משהו בשם 'בעיית האופק'. גות', נזכור, לא היה קוסמולוג. למרות שאך לא מכבר הגה את אחת התאוריות החשובות בדברי ימי הקוסמולוגיה, הוא עדיין לא הבין כמעט מילה מהז'רגון המקצועי של האנשים מסביב לשולחן. עם זאת, מה שבכל זאת הצליח להבין מהשיחה גרם לו להתרגשות גדולה. 'בעיית האופק' קשורה בפיזור קרינת הרקע הקוסמית על פני הרקיע. כן, זה כנראה מה שקוסמולוגים אוהבים לדבר עליו בארוחת צהריים. אולי זה הולך טוב עם פירה, אני לא יודע.

קרינת הרקע הקוסמית (Cosmic Microwave Background Radiation) היא ההד האלקטרומגנטי שנותר מהמפץ הגדול: פוטונים בתדרי מיקרוגל – תדרים שאיננו מסוגלים לראות בעין שנפלטו במהלך המפץ הגדול ושאנו מסוגלים למדוד אותם באמצעות טלסקופים מתאימים.
כשאנו מפנים את הטלסקופים אל השמיים ומודדים את קרינת הרקע, אנחנו רואים שמכל כיוון הקרינה זהה: אם נמדוד את קרינת הרקע משמי הקוטב הצפוני, לפוטונים המתקבלים יהיה כמעט את אותו התדר כמו לפוטונים שנמדוד בשמי הקוטב הדרומי. אין זו עובדה מובנת מאליה. הקרינה בקוטב הצפוני והקרינה בקוטב הדרומי מגיעות משני קצוות מנוגדים של הייקום. איך 'יודעים' הפוטונים בשני הקצוות שהם צריכים להיות בעלי תדר זהה? מה גורם להם להיות דומים זה לזה?

יש לכך, עקרונית, הסבר פשוט. נניח, לצורך הדוגמא, שאנחנו שופכים כוס מים רותחים לתוך אמבטיה של מים פושרים. בשנייה הראשונה, המים הרותחים יהיו מרוכזים באותה הנקודה הסצפיפית, באותו הצד של האמבטיה שבו שפכנו אותם – כך שאם נמדוד את הטמפרטורה בצד אחד של האמבטיה ואת הטמפרטורה בצדה האחר, לא נקבל מדידה זהה. אל אם נחכה מספיק זמן יצליחו מולקולות המים הרותחים להתפזר ולהתפשט ברחבי האמבטיה הגדולה, ואז תשוב הטמפרטורה להיות זהה בכל נקודה באמבטיה.
האנלוגיה הזו יכולה להסביר, באופן עקרוני, גם את הדימיון שבין הפוטונים של קרינת הרקע הקוסמית: בזמן שחלף מאז המפץ הגדול התפזרו הפוטונים בכל רחבי הייקום וכעת אנו מודדים אותם הפוטונים מכל כיוון, כמו מדידת טמפרטורה של אמבטיה של מים פושרים.
הבעיה היא שאנו יודעים מתי התרחש המפץ הגדול – לפני קצת פחות מארבע עשרה מליארדי שנים – ואין זה מספיק זמן כדי שהפוטונים שחייבים לנוע במהירות האור, יצליחו להתפשט לכל מקום בייקום. במילים אחרות, המים הרותחים עדיין לא הספיקו להתפזר בכל רחבי האמבטיה הגדולה. המדידות מקרינת הרקע הקוסמית סותרות, אם כן, את מה שאנחנו יודעים על המפץ הגדול.

אלן גות' הבין מיד שהאינפלציה הקוסמית שלו פותרת גם את הדילמה הזו. באותן שברירי שנייה של התרחבות פתאומית, גדל הייקום בקצב מהיר בהרבה ממהירות האור. אני יודע, אני יודע, אתם צודקים – שום דבר לא יכול לנוע יותר מהר ממהירות האור, זה ברור! אל תדאגו, הפוטונים אינם מפרים את העיקרון הזה. הם עדיין המשיכו לנוע במהירות האור, אבל המרחב שסביבם הוא זה שנוצר וגדל בקצב כה מסחרר. הפוטונים, במקרה הזה, הם כמו אנשים שרצים על מסוע מסתובב: המסוע נותן להם 'תוספת מהירות', למרות שרגליהם ממשיכות לעלות ולרדת באותו הקצב. אם הפוטונים הצליחו לנוע מהר יותר ממהירות האור בפרק הזמן הקצר שבמהלך האינפלציה, תוספת המהירות הזו עשויה הייתה לאפשר להם להתפשט לכל קצוות היקום – וזו הסיבה שקרינת הרקע הקוסמית שאנו מודדים היום זהה לחלוטין בכל כיוון שבו נתבונן.

העובדה שרעיון האינפלציה הקוסמית מצליח לפתור תעלומות שגות' אפילו לא שמע עליהן קודם לכן העניקה לו ביטחון רב בכך שהוא נמצא בכיוון הנכון. חודש לאחר אותה הברקה בשעת לילה מאוחרת, סיפר על התאוריה שלו בהרצאה מול קהל שהיה באקסטזה – אצל פיזיקאים זה אומר שהם כנראה הנהנו בראש. אמנם היו עדיין אתגרים גדולים בתקשורת, ולא תמיד הצליחו הקוסמולוגים להבין את רעיונותיו של גות' – שהרי עד אז קוסמולוגיה ופיזיקה של חלקיקים תת-אטומיים היו שני תחומים שונים במדע שלא היה ביניהם בהכרח קשר הדוק. אבל גות' הצליח להתגבר על הקשיים, ותאוריית האינפלציה הקוסמית תפסה אחיזה עמוקה בקרב החוקרים. כבר למחרת ההרצאה קיבל שתי הצעות עבודה, ובשבועות הבאים קיבל הצעות מכל אוניברסיטה מובילה ונחשבת בארה"ב. כמעט בין לילה התהפכה הקריירה של אלן גות', ומדוקטור אלמוני הפך לאחד המדענים החשובים של דורו. הפוטנציאל שהראה בצעירותו התממש סוף סוף, וגות' זכה באינספור פרסים ואותות הוקרה.
בעיית היציאה החיננית

למרות שתאוריית האינפלציה הקוסמית מציעה פתרונות נאים ואלגנטיים לכמה מהבעיות הטורדניות ביותר בעולם הקוסמולוגיה, היא רחוקה מלהיות תאוריה מושלמת. כבר בתחילת שנות השמונים זיהה אלן גות' עצמו נקודת תורפה מהותית במודל האינפלציה הקוסמית, חולשה שהייתה עשויה למוטט את כל מגדל הקלפים שבנה. הבעיה כונתה 'בעיית היציאה החיננית' (Graceful Exit): מהרגע שהחלה ההתרחבות המהירה של האינפלציה הקוסמית, מה גרם לה להפסיק? במילים אחרות, מדוע הפסיק היקום להתרחב בקצב מהיר מאוד – וחזר להתרחבות המתונה שאנחנו רואים כיום?
גות' תיאר את הבעיה בכנות ראויה לציון במאמר שפרסם ב-1983, והודה שלמרות שהוא עדיין מאמין שמודל האינפלציה הוא ההסבר הנכון למה שהתרחש במפץ הגדול – חולשת היציאה החיננית מטילה צל כבד על תקפותה של התאוריה כולה.

למזלו של גות', פיסיקאי סובייטי בשם אנדי לינדה (Linde), חלק מקבוצת חוקרים בבריה"מ שעבדו בשנות השבעים על רעיונות דומים לאלה של אלן גות', הציע שינויים ותוספות לתאוריה הראשונית ואלו פותרים את בעיית היציאה החיננית וחולשות נוספות שנתגלו בתאוריה. אחד ההצעות המעניינות של לינדה הייתה שהאינפלציה הקוסמית היא תופעה אקראית שמתרחשת מדי פעם בתוך יקום-על גדול בהרבה מהייקום שלנו. על פי הצעה זו, המפץ הגדול הוא מעין ניצוץ פתאומי ואקראי, מעין הבזק כמו של חשמל סטטי, שגורם להיווצרותן של בועות חומר שמתפשטות בתוך יקום-העל והופכות לייקומים קטנים. במילים אחרות, הייקום שלנו הוא רק יקום אחד מתוך אינסוף יקומים מקבילים שנוצרים בתוך 'מולטי-ורס' (Multiverse) – כמו בועות סבון בתוך אמבטיה גדולה. לכל יקום שכזה יש חוקי טבע משלו, שאינם בהכרח זהים לחוקי הטבע בייקומים האחרים. אנחנו חיים בייקום שבו חוקי הטבע – במקרה לגמרי – מתאימים להיווצרותם של כוכבים, גלקסיות וכדומה.

תאוריית האינפלציה הקוסמית נמצאת במצב משונה של הסכמה-למחצה בקרב קהילת המדענים. מצד אחד, ההתרחבות המהירה פותרת כמה בעיות קשות בקוסמולוגיה, כדוגמת בעיית המונופולים המגנטיים. ולא פחות חשוב, כל התצפיות האסטרונומיות שנערכו מאז שהציע אלן גות' את מודל האינפלציה, כולל תצפיות שנעשו בעזרת טלסקופים ששוגרו לחלל, תואמות במדויק את ניבויי התאוריה.
אך מצד אחר, יש בתאוריית האינפלציה הקוסמית כמה חולשות מהותיות ומעיקות. למשל, קשה להסביר מדוע בכלל החלה התרחבות מואצת זו. בשביל שתיווצר אינפלציה מהירה צריכים היו להתקיים תנאים ספציפיים מאוד בזמן המפץ הגדול – ואין סיבה אמתית או מהותית שדווקא תנאים אלה יתקיימו, ולא תנאים אחרים. במילים אחרות, 'בעיית הרולטה' – היינו מציאת הסבר הגיוני להתרחשות אירוע בלתי סביר כמו מאה זכיות רצופות ברולטה – עדיין שרירה וקיימת גם במודל של אלן גות'.
למרות הוויכוחים וחילוקי הדיעות בקרב המדענים, תאוריית האינפלציה היא עדיין 'סוס העבודה' של הקוסמולוגיה, ונחשבת כחלק מהותי מה'מודל הסטנדרטי של הייקום' על פי הפיזיקה המודרנית. שיפורים ושיכלולים שלה ממשיכים להופיע כל העת.
חומר ואנטי-חומר

מפץ גדול, אינפלציה, אנרגיית ואקום… יש כאן לא מעט רעיונות ומושגים חדשים – אז הבה נעשה סדר בדברים, וננסה לשרטט בקווים כלליים את השתלשלות האירועים במהלך המפץ הגדול, כפי שאנו מביאים אותם כיום.

מרגע המפץ עצמו ועד עשר בחזקת מינוס 43 שניות, הלחצים והטמפרטורות בייקום הצעיר היו כה גדולים עד שאין לנו כלים לתאר מה התרחש באותה נקודת זמן. הסברה המקובלת היא שכל כוחות הטבע – משיכה, אלקטרומגנטיות וכדומה – היו מאוחדים לכוח אחד משותף.
עשר בחזקת מינוס 43 שניות לאחר ההתפוצצות הראשונית החלו הכוחות להיפרד זה מזה, והייקום נכנס לתקופה של התרחבות מואצת שכינינו אותה 'אינפלציה קוסמית'. בשלב זה אין עדיין ביקום אטומים או אפילו חומר כפי שאנחנו מכירים אותו כיום.
בעשר בחזקת מינוס 32 שניות שניות מסתיימת האינפלציה. היקום ממשיך להתרחב, אבל בקצב מתון יותר. הטמפרטורה ממשיכה לרדת, אך היא עדיין גבוהה מאוד והייקום הקטן עדיין מלא בפלזמה של חלקיקים תת-אטומיים. רק כעבור שנייה מרגע המפץ הגדול, התקרר הייקום מספיק כדי לאפשר לפרוטונים ולניוטורונים להיווצר. קרינת הרקע הקוסמית, אותה קרינה בתדרי מיקרוגל שמגיעה מכל כיוון בשמיים, היא תוצר של ההתרחשויות באותה שנייה ראשונה של אינפלציה קוסמית והתקררות.

את התנאים ששררו בסביבות השנייה הראשונה לקיומו של היום אנחנו מסוגלים, כבר היום, לשחזר במאיצי החלקיקים שלנו, וכתוצאה מכך יש לנו תאוריות פיזיקליות מבוססות למדי שמסוגלות לתאר את האינרקציות שבין חלקיקי חומר. ועדיין, קיימת תעלומה גדולה שמקורה באותה נקודת הזמן שהמדענים מנסים לפצח מזה שנים.

על פי הפיזיקה המוכרת לנו, לכל חלקיק בטבע – למשל, אלקטרונים ופרוטונים – ישנו גם 'אנטי-חלקיק': חלקיק בעל אותה המאסה כמו החלקיק הרגיל – אבל תכונותיו הפוכות. אנטי-פרוטון, למשל, הוא החלקיק ההופכי לפרוטון: יש לו את אותה המאסה כמו הפרוטון, אבל המטען החשמלי שלו שלילי במקום חיובי. במילים אחרות, אלה הם חלקיקים-תאומים, מעין 'תמונת מראה' של החומר המוכר לנו. חוקי הטבע מכתיבים גם שכשחלקיק חומר ואנטי-חומר נוגעים זה בזה – הם מתאיידים בהבזק אדיר של חום וקרינה, נעלמים והופכים לאנרגיה טהורה.

ככל הידוע לנו, היקום – או נכון יותר לומר, חוקי הטבע השולטים בו – אינם מעדיפים חומר על פני אנטי-חומר, ובשניה הראשונה נוצרו פרוטונים ואנטי-פרוטונים, וניוטרונים ואנטי-ניוטרונים, בכמות זהה. מיד לאחר שנוצרו, החלו חלקיקי החומר והאנטי-חומר להתנגש זה בזה, התאיידו ונעלמו.
כאן טמונה הבעיה. תסתכלו על עצמכם. תסתכלו על העולם שמסביב. כל זה – לא אמור להתקיים. אם בשנייה הראשונה לחייו של הייקום נוצרו בדיוק אותו מספר של חלקיקי חומר ואנטי-חומר, הם היו צריכים להשמיד זה את זה וכתוצאה, הייקום שלנו היה מכיל רק אנרגיה טהורה. העובדה שאנחנו והאדמה שעליה אנו דורכים קיימים, מלמדת אותנו שמסיבה כלשהי נוצרו במפץ הגדול חלקיקי חומר רבים יותר מאשר אנטי-חומר. אך לא הרבה יותר: על פי ההערכות, על כל שלושים מיליון חלקיקי אנטי-חומר, נוצרו במפץ הגדול שלושים מיליון ואחד חלקיקי חומר. על כל שלושים מיליון חלקיקים שהתאיידו במהלך ההכחדה הגדולה שלאחר השנייה הראשונה, כשחומר פגש אנטי-חומר – חלקיק אחד של חומר שרד, ומספר זעום של חלקיקי חומר ממלא את כל הייקום שאנחנו יכולים לראות סביבנו כיום.

התעלומה הגדולה, אם כן, היא מדוע נוצרו יותר חלקיקי חומר מאנטי-חומר? אם חוקי הטבע המוכרים לנו אינם נוטים להעדיף חלקיק על פני אנטי-חלקיק, מדוע אנחנו קיימים? התעלומה הזו מכונה 'בעיית האסימטריה של הבריונים', או 'בריוגנסיס' (Baryogenesis). ה'בריונים' הם סוג של חלקיקים שאליה משתייכים גם פרוטונים וניוטרונים.

לתעלומה זו יכולים להיות שני פתרונות עקרוניים. האחד – משהו בתאוריות הפיזיקיליות שלנו אינו נכון, ועלינו לתקן אותן כך שיסבירו מדוע היקום בכל זאת מעדיף חומר על פני אנטי-חומר. הפתרון האחר גורס שאכן אין העדפה מיוחדת שכזו, ואם יש ביקום חומר – הרי שצריכה להיות בו כמות זהה של אנטי-חומר, אבל פשוט לא מצאנו אותה עדיין.
האפשרות השנייה מסקרנת מאוד. שלחנו חלליות אל כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש והן לא התאיידו בהבזק אדיר של אנרגיה, לכן אנחנו יכולים להיות בטוחים למדי שגם שאר כוכבי הלכת שלנו עשויים מחומר. השמש מפזרת כל הזמן חלקיקי חומר שפוגעים בכל האסטרואידים והסלעים שבאזור: שוב, אין הבזקי אנרגיה ומכאן שגם האסטרואידים עשויים מחומר. חלק מהתושבים של אילת מוזרים מאד – אבל אני די בטוח שגם הם לא עשויים מאנטי-חומר.
אבל מי מבטיח לנו ששאר כוכבי השבת מסביב והגלקסיות שאנחנו רואים בטלסקופים, אינם עשויים מאנטי-חומר? התשובה הקצרה היא שאין ודאות מוחלטת: יכול להיות, באופן עקרוני, שיש 'איים' של אנטי-חומר בייקום, ואם נפגוש בהם יום אחד – זה יהיה גם, כנראה, היום האחרון שלנו. אבל במציאות, הסבירות שהגלקסיות האחרות עשויות מאנטי-חומר נמוכה מאוד. אם היה זה המצב, אזי בנקודות הגבול שבין איי החומר והאנטי-חומר היינו אמורים לזהות פליטה חריגה מאוד של אנרגיה כתוצאה מההשמדה ההדדית של החלקיקים – ואיננו רואים פליטה חריגה שכזו. מכאן שהאפשרות הראשונה – שאנחנו צריכים עדיין לתקן את התאוריות שלנו – היא כנראה זו הנכונה.

בחזרה אל קו הזמן של המפץ הגדול. שלוש דקות לאחר המפץ הגדול התקרר היקום מספיק בכדי לאפשר לגרעיני אטומים כדוגמת הליום להיווצר. במשך שבע עשרה הדקות הבאות נוצרו גרעיני הליום בתהליך של היתוך גרעיני – אך כשהיה היקום בן עשרים דקות כבר לא היו בו את הלחץ והחום המתאימים לקיום היתוך גרעיני, וגרעיני הליום הפסיקו להווצר.
עשרים דקות לאחר המפץ, החלה תקופה שאנו מכנים אותה 'העידן החשוך' (The Dark Ages). היא מכונה 'העידן החשוך' כיוון שגם אחרי 380 אלף שנה לערך, כשהיו התנאים מתאימים להיווצרות אטומי מימן, למשל, האטומים האלה לא התגבשו לכדי כוכבים, ולכן לא היה, למעשה, שום דבר בייקום הצעיר שהיה מסוגל לפלוט אור. העידן החשוך נמשך כארבע מאות מיליון שנים, שבמהלכן הפוטונים היחידים ביקום היו פוטונים שנוצרו בזמן המפץ הגדול עצמו.
בתום העידן החשוך החלו להתקבץ האטומים לכדי כוכבי שבת, ותהליכי ההיתוך שניצתו בלבות הכוכבים הצעירים גירשו את החשיכה והאירו את שמי הלילה. הכוכבים הראשונים הללו היו מאסיבים מאוד, גדולים פי כמה וכמה מהשמש שלנו, ובערו בעצמה אדירה. הם כילו את הדלק שלהם במספר מיליוני שנים בלבד, ואז התפוצצו. החורים השחורים שהותירו אחריהם כוכבים ראשוניים אלה הם, אולי, החורים השחורים האימתניים שאנחנו מזהים כיום במרכזן של כמעט כל הגלקסיות. במרכז גלקסיית שביל החלב שלנו, למשל, ישחור שחור ענק שמאסתו פי ארבעה מיליון מזו של השמש. מכאן ואילך שררו ביקום תנאים כמו אלה המוכרים לנו כיום, ונוצרו הגלקסיות והכוכבים שאנחנו רואים מסביבנו.
סופרנובה

דיברנו, אם כן, על ההתחלה של היקום. אי אפשר להשלים את התמונה בלי לצייר את צדה האחר: סופו של היקום.

המודל הראשוני של המפץ הגדול, זה שהגו ג'ורג' למטר ועמיתיו בשנות השלושים של המאה העשרים, עסק בשני תסריטים אפשריים לקצו של היקום. הראשון הוא שברבות הימים יגבר כוח המשיכה על האינרציה הראשונית של המפץ הגדול, היקום יפסיק להתרחב, הוא ייעצר, ויחל לקרוס לתוך עצמו – כאילו שהמפץ הגדול מוקרן על מסך, אבל בהילוך לאחור. הגלקסיות יתקרבו זו לזו, יתנגשו, הכוכבים יימעכו זה לתוך זה, עד שהכל יהפוך לקווץ' אחד גדול ומרשים.
התסריט השני גרס שההתרחבות תימשך לנצח, אם כי במהירות הולכת וקטנה. היקום יגדל, ויגדל ויגדל, הכוכבים יזדקנו, ידעכו, וייעלמו וגם הגלקסיות יפסיקו להאיר. חשכה גדולה תשתרר בייקום הזקן, ורק מדי פעם יהיה הבזק של אור כאשר חור שחור קשיש יתנגש בחור שחור אחר ויבלע אותו. ואז שוב, חושך… בסופו של דבר לא יישאר בייקום דבר פרט לחורים שחורים, וגם הם יתאדו וייעלמו ברבות טריליונים אינספור של שנים. וזהו. היקום יגיע לסופו ב'קיפאון גדול' ולא מרשים בכלל.

אלו היו שני התסריטים המקובלים בשנות השמונים והתשעים של המאה העשרים, כשדוקטורנט צעיר בשם אדם ריס (Riess) החל את הקריירה המדעית שלו בתחום האסטרופיזיקה. המומחיות העיקרית שלו הייתה בתחום מדידת הקרינה הנפלטת מהתפוצצויות סופרנובה, ובעיקר סופרנובה מסוג מסוים מאוד המכונות 'סופרנובה 1a'. סופרנובות מסוג 1a מעניינות מאו את המדענים, מכיוון שבדומה לכוכבים הקפאידים שנזכרו בחלקו הקודם של הפרק – גם הן עשויות לשמש מעין 'סרגלי מדידה' קוסמיים, שעוזרים לנו להעריך את המרחק אל גרמי שמיים מרוחקים. סופרנובה מסוג 1a מתרחשת כשכוכב מסוג 'גמד לבן' – כוכב ישן וכבוי – מושך אליו חומר מכוכב פעיל שנמצא סמוך אליו: הגמד הלבן 'שואב' את החומר, בולע ממנו עוד ועוד – עד שהמאסה שלו מגיעה לערך קריטי מסויים שמאפשר להצית מחדש את תהליך ההיתוך הגרעיני. כשזה קורה, מתרחשת בגמד הלבן תגובת שרשרת אימתנית שקורעת אותו לגזרים בפיצוץ אדיר, והאור שנפלט ממנה עשוי להיות חזק יותר מהאור הנפלט מגלקסיה שלמה.
הפרט המעניין בתהליך הזה, הוא שהוא אחיד למדי: הגמד הלבן צריך להגיע לערך קריטי מסוים מאוד של מאסה כדי להתחיל את שרשרת הפיצוץ, ולכן עוצמת הקרינה הנפלטת מסופרנובה מסוג 1a תהיה, כמעט תמיד, אותה עצמת קרינה. כיוון שעצמת הקרינה האבסולוטית הנפלטת ידועה מראש, אפשר לחשב את המרחק אל הסופרנובה לפי עצמת הקרינה שאנחנו מודדים בפועל.

בפועל, עם זאת, חישוב שכזה אינו כה פשוט, ולפעמים קשה להיות בטוחים אם סופרנובה מסוימת נראית לנו חלשה כיוון שהיא רחוקה מאוד או אולי כיוון שיש בדרך ענני אבק, למשל, שבולעים חלק מהאור, כמו ערפל שבולע פנסי המכונית על כביש. אלן ריס פיתח מספר טכניקות חדשניות ופורצות דרך שאיפשרו לזהות ענני אבק והפרעות דומות, ולחשב בדיוק רב את המרחק אל אותן סופרנובות. בשלהי שנות התשעים הצטרף ריס אל קבוצת חוקרים בשם High-Z Supernova Search Team: התארגנות מדעית בינ"ל שמטרתה הייתה למדוד את המרחק אל מספר רב ככל האפשר של גלקסיות מרוחקות באמצעות איתור סופרנובות מסוג 1a שצילם טלסקופ החלל ע"ש האבל, במסלול סביב כדור הארץ.

באחד הימים, ב-1998, ישב ריס מול המחשב ובחן את תוצאות התצפיות שהתקבלו מטלקסופ החלל. הוא הזין את עצמת הקרינה שהתקבלה מסופרנובה מרוחקת כלשהי לתכנת מחשב. התכנה אמורה לקחת את הקרינה, להעריך ממנה את המרחק אל הסופרנובה – ולגזור ממנה את המאסה המשוערת של כל החומר בייקום. החיבור בין מרחק אל סופרנובה בודדת ומאסה משוערת של הייקום כולו נשמע אולי כמו קפיצה גדולה מדי בשביל חישוב אחד – אבל הוא אפשרי בהחלט. אם הסופרנובה קרובה באופן יחסי, זה סימן שהייקום מתרחב לאט – ואם הוא מתרחב לאט, זה בגלל שהמאסה שלו גדולה מאוד. דהיינו, מדידת המרחק לסופרנובה היא כמו חלק בפאזל שמכתיב באופן מוחלט את צורתו של החלק הבא בפאזל.

אבל כאן נכונה לריס הפתעה: הערך שהחזירה תכנת המחשב היה ערך שלילי – דהיינו, לייקום יש מאסה שלילית. מאסה שלילית? אין דבר כזה, כמובן, וריס הבין שמשהו לא בסדר. במשך שבועות ארוכים הוא חזר ובדק את כל החישובים, אבל התוצאה לא השתנתה. אם אין שום טעות בחישובים ובמדידות, האפשרות היחידה שנותרה היא שהמודל המתמטי שאותו יישמה התכנה אינו נכון. המודל הזה הניח שהייקום מתרחב בקצב הולך וקטן בגלל כוח המשיכה – שהרי כפי שהסברתי קודם, זו הייתה התולדה הצפויה של תאוריית המפץ הגדול כפי שהבינו אותה המדענים עוד מאז שנות השלושים. ואם הייקום אינו הולך ומאט את מהלכו, סימן שהוא דווקא הולך ומתרחב בקצב מואץ… וזה ממש מוזר. מדוע שהיקום יתרחב בקצב מואץ? האם יש כוח כלשהו שמתנגד לכוח המשיכה, דוחף ומנפח את הייקום ללא הרף? אם ישנו כוח כזה, איננו רואים אותו כאן בכדור הארץ.

אלן ריס ידע שההשלכות של תגלית זו, אם היא נכונה, יהיו לא פחות ממהפכניות. אם ישנו כוח חדש ובלתי מוכר בייקום, הרי שיש צורך בתאוריה פיזיקלית חדשה ומעודכנת כדי להסביר אותו – וכל תאוריה חדשה בפיזיקה היא חדשות גדולות.
ריס ידע דבר נוסף. קבוצת מדענים נוספת בשם Supernova Cosmology Project, עבדה על אותו תחום מחקר. בדומה לקבוצה של ריס, גם הקבוצה השנייה ניתחה תצפיות של סופרנובות 1a מרוחקות ונעזרה בהן כדי לחשב את מאסת הייקום. לריס לא היה ספק שאם התוצאות שקיבל נכונות – חברי ה- Supernova Cosmology Project יגלו אותן בעצמם בקרוב מאוד. למעשה, הוא חשד שהם כבר קיבלו אותן. שבועות מספר קודם לכן הצהיר ראש הפרוייקט המתחרה, הפיסיקאי סול פרלמוטר (Perlmutter), שהוא יכול לומר בודאות גמורה שהייקום שלנו לא יקרוס לתוך עצמו ב'קווץ' גדול', אלא יתרחב לנצח. פרלמוטר לא אמר שום דבר לגבי התרחבות מואצת של הייקום – אבל ריס ועמיתיו חשדו שהסיבה לכך היא אותה הסיבה שהם בעצמם אינם מספרים על שום דבר לאף אחד: הם לא בטוחים בתוצאות, וחוששים שאולי מדובר בשגיאת מדידה.

והם צדקו. שתי הקבוצות נכנסו למירוץ נגד הזמן ואחת נגד האחרת: מי תהיה הראשונה שתפרסם מאמר מדעי מפורט על התצפיות שמראות שהיקום שלנו מתרחב בקצב מואץ, והמסקנות המהפכניות שעולות מכך. איש לא רצה לקחת את הסיכון של טעות מביכה בעקבות עבודה מהירה ומרושלת – ולכן שתי הקבוצות עמלו במשך זמן ארוך על המאמרים. בסופו של דבר, קבוצתו של אלן ריס הייתה זו שפרסמה את המאמר ראשונה, וחוללה סנסציה בעולם המדע.
אנרגיה אפלה

התצפיות הראו שעד לפני כשישה מיליארדי שנים היקום שלנו 'היה ילד טוב': הוא התרחב בקצב הולך ומאט, בדיוק כפי שחזו התאוריות הראשונות של המפץ הגדול. אבל אז, לפני כשישה מליארדי שנים, משהו השתנה והביא לכך שקצב ההתרחבותו של היקום הלך וגבר בהתמדה. ההתרחבות המואצת של היקום פירושה שיש כוח מסתורי שדוחף את היקום וגורם לו להתרחב, וכוח מסתורי זה זכה לשם 'אנרגיה אפלה'.

נכון לעכשיו, אין אינו יודע לומר מהו אותו כוח מסתורי. אחת ההשערות המובילות מחזירה אותנו אל שנות העשרים של המאה הקודמת – אל אלברט איינשטיין ומשוואת השדה שלו. איינשטיין, כפי שסיפרתי בפרק הקודם, הוסיף למשוואת השדה קבוע מתמטי, בשם 'הקבוע הקוסמולוגי', שייצג כוח בלתי ידוע שפועל בתוך היקום. איינשטיין הוסיף את הכוח ההיפותטי הזה כדי לפתור בעיה אחרת לגמרי: הוא היה משוכנע שהיקום שלנו סטטי, והקבוע החדש נועד כדי למנוע מהמשוואה להפיק תוצאה המתאימה ליקום דינמי – דהיינו, מתרחב או מתכווץ. אם היקום מתכווץ, למשל, הקבוע הקוסמולוגי מייצג כוח שדוחף אותו מבפנים ושומר עליו שלא ייקטן, כמו קורות תמיכה שמונעים מבית גדול לקרוס ולהתמוטט. ברגע שהסתבר שהיקום שלנו בעצם מתרחב, הבין איינשטיין שאין צורך בקבוע הקוסמולוגי – סילק אותו מהמשוואה והתייחס אליו כאל טעות מצערת.

אך כעת, כשמתברר שהיקום שלנו מתרחב בקצב מואץ – הקבוע הקוסמולוגי הזנוח חזר אל הפיסיקה, ובגדול. הקבוע מייצג כוח בלתי-ידוע שפועל על היקום – וזהו אולי אותו הכוח שאנחנו מכנים כיום 'האנרגיה האפלה'. נכון להיום, המדענים אינם יודעים להסביר מהו אותו כוח מסתורי. ייתכן ומדובר באותה אנרגיית ואקום שגרמה להתנפחות המהירה והדרמטית של היקום בשברירי השנייה הראשונים שלאחר המפץ הגדול, כפי שהסביר אותה אלן גות'. בשני המקרים התוצאה המתקבלת היא כמן כוח 'אנטי-משיכה' שגורם לחומר להידחות זה מזה, וגורם ליקום להתנפח במהירות. מצד שני, התנאים בזמן מפץ הגדול והתנאים ביקום כיום – שונים לחלוטין, כך שלא בטוח שאכן מדובר באותה התופעה. במילים אחרות, אנחנו פשוט לא יודעים.

כפי שקורה לא אחת במדע, העובדה ששתי קבוצות חוקרים הגיעו לאותה המסקנה בדיוק בטווח של ימים או שבועות ספורים זו מזו הביאה לקרבות שקטים לגבי השאלה – למי מגיע הקרדיט על הגילוי? כלפי חוץ, כולם שומרים על ארשת ייצוגית, ומצהירים שלא משנה מי הקדים את מי: הכי חשוב שהמדע ממשיך להתקדם והאנושות כולה מרוויחה מהידע החדש. מאחורי הקלעים, עם זאת, הויכוח שריר וקיים. אין ספק ששקבוצתו של אלן ריס הקדימה את קבוצתו של סול פרלמוטר בפרסום המאמר המדעי – אך פרלמוטר הוא זה שרמז ראשון לעיתונאים על דבר הגילוי, בעוד שריס שמר על שתיקה. האם זכות הראשונים שמורה אך ורק למי שפרסם מאמר מדעי, או שאולי גם חצי-הצהרה במסיבת עיתונאים נחשבת?… הוויכוח אינו רק סביב שאלות של אגו, אלא גם כסף – והרבה ממנו: פרסים ואותות הצטיינות מלווים, בדרך כלל, בפרסים בגובה של מיליוני דולרים.
בשנת 2011 סתמה ועדת פרס נובל את הגולל על הויכוח הזה, כשהעניקה את הפרס בפיזיקה לאלן ריס, לבריאן שמידט – עמיתו של ריס בקבוצת High Z – וגם לסול פרלמוטר מה- Supernova Cosmology Project. ההחלטה הזו שיקפה את מה שרוב הקהילה המדעית מאמינה בו, והוא שעצם העובדה ששתי הקבוצות גילו אותה התגלית כמעט באותו הזמן היא היא הפרט החשוב ביותר בכל הסיפור. סול פרלמוטר עצמו ניסח זאת באופן הטוב ביותר בראיון שערכו השלושה זה לצד זה לאחר טקס קבלת הפרס:

"[מדוע קיבלה הקהילה המדעית בכזו קלות את ההשערה שהיקום שלנו מתרחב בקצב מואץ?] אני חושב שאחת הסיבות לכך היא שהיו שתי קבוצות. העובדה שהקבוצה של בריאן ושל אדם והקבוצה שלי אמרו את אותו הדבר בדיוק, וכולם ידעו באיזו תחרות קשה אנחנו נמצאים אחד עם השני, ושכל אחד מאיתנו היה יותר משמח למצוא שגיאה אצל הקבוצה השניה ולספר לכולם עליה! הקהילה המדעית קיבלה אישרור מיידי לתגלית הזו, במקום שתצטרך לחכות עוד מספר שנים כדי שקבוצה שניה ובלתי תלויה תוכל לאשר אותה."

התגלית לגבי התרחבותו המואצת של היקום וקיומה של האנרגיה האפלה מסמנים, אולי, קץ אחר לגמרי ליקום שלנו: לא 'קווץ גדול' ולא 'קיפאון גדול', אלא 'קריעה גדולה' (Big Rip). אם היקום ימשיך להתרחב באופן הולך ומואץ כפי שאנו רואים היום, אזי בעתיד הרחוק הגלקסיות יהיו רחוקות כל כך זו מזו עד שאפילו אור לא יצליח לעבור את המרחק שביניהן. בסופו של דבר יתחילו אפילו הגלקסיות עצמן להיפרם ולהיקרע תחת עצמת האנרגיה האפלה. הכוכבים יתרחקו זה מזה עד שהשמיים יהיו שחורים לגמרי ולא נראה עוד נקודת אור בודדה אחת לרפואה. ואז גם יתחיל המרחב שבין האטומים עצמם להיפרם, והחומר כולו יתפורר לאבק אטומי. אתם מודאגים? חשבתי שלא.
משחק של סודוקו

וזה שאנחנו לא מודאגים ממשהו שיקרה בעוד מיליארדי שנים רבות מתחבר אצלי למשהו שאמרה לי דינה בר-מנחם, העורכת הלשונית שלנו, כשסיימה לעבור על הפרק הזה. היא אמרה שהיא לא מצליחה להבין מדוע הקוסמולוגים עושים את מה שהם עושים. מדוע הם חוקרים ומעלים השערות לגבי דברים כמו קיצו של היקום או מה התרחש בשברירי השנייה הראשונים של המפץ הגדול? את מי זה מעניין? הרי סביר להניח שבני האדם כבר לא יהיו בסביבה כשהיקום יקפא או ייקרע למוות, ואף אחד מאיתנו לא יצליח, כנראה, לבקר בגלקסיה אחרת. מה הטעם?

אני לא קוסמולוג, אבל אני חושב שאני יכול להכנס לנעליהם של חלק, לפחות, מאותם מדענים.
הקוסמולוגיה היא כמו משחק גדול של 'סודוקו'. יש המון משבצות ריקות והמון מספרים שצריך למלא – וכיוון שאנחנו איננו יכולים לטוס בחללית אל קצה היקום או לשחזר במאיץ חלקיקים את התנאים שהתקיימו כשהיקום היה רק בן עשר בחזקת מינוס 43 שניות, הדרך היחידה שלנו לנסות ולנחש איזה מספר מכילה כל משבצת – דהיינו, לפתור את השאלות המורכבות לגבי מבנה היקום – היא להפעיל את הראש שלנו. עבורי, החלק המעניין והיפה ביותר בכל הסיפור של המפץ הגדול היא העובדה שהוא מדגים לנו את עצמת החשיבה המדעית. בעזרת המתמטיקה, החשיבה ההגיונית וקצת תצפיות אסטרונומיות אפשר לנסות לנחש, במידה מסוימת של אמינות, אפילו מה מתחולל מחוץ ליקום שלנו.

נכון, מדי פעם פעם אנחנו מגלים שהמספר שרשמנו במשבצת לא יכול להיות נכון ושאנחנו חייבים למחוק את כל מה שכתבנו באלפיים השנות האחרונות. לא נעים – אבל מצד שני… מי יודע מה נגלה כשנצליח לנחש את כל המספרים? הסופר דאגאלס אדאמס כתב פעם משהו חכם בהקשר הזה. הוא אמר –

'ישנה תיאוריה שאומרת שאם אי-פעם מישהו יגלה לשם מה בדיוק קיים היקום ולמה הוא כאן, היקום ייעלם מיד ויתחלף במשהו עוד יותר מוזר ובלתי מובן. ישנה תיאוריה שאומרת שכל זה, כבר קרה.'

http://www.ranlevi.com/texts/big_bang_text/