ברצוני לבקש מכם לחשוב לשניה
על העובדה הפשוטה
שנכון להיום,
רוב מה שאנו יודעים על היקום
מגיע אלינו באמצעות האור.
אנו יכולים לעמוד על האדמה ולהסתכל מעלה בשמי הלילה
ולראות כוכבים בעיניים ערומות.
השמש מסנוורת את הראיה שלנו,
אנו רואים אור מוחזר מהירח,
ומהרגע בו גלילאו כיוון את הטלסקופ הראשוני שלו
אל עבר גופים שמיימיים,
היקום המוכר מגיע אלינו באמצעות אור,
החוצה עידנים עצומים של היסטוריה קוסמית.
ובעזרת כל הטלסקופים המודרניים שלנו,
יכולנו לאסוף
את הסרט האילם והמדהים הזה של היקום --
סידרת הצילומים הזו
אשר מגיעה אחורה עד המפץ הגדול.
אבל עם זאת, היקום אינו סרט אילם,
מכיוון שהיקום אינו דומם.
הייתי רוצה לשכנע אתכם
שליקום יש פסקול,
ושפסקול זה מנוגן על-גבי החלל עצמו.
מפני שחלל יכול לרטוט כמו תוף.
הוא יכול לפלוט מין הידהוד מוקלט
אל מרחבי היקום
של כמה מהאירועים הכי דרמטיים בעת התרחשותם.
עכשיו אנו שואפים להוסיף
ליצירה החזותית המרהיבה
שיש לנו על היקום,
יצירה קולית.
ובעוד שמעולם לא שמענו את הקולות מחלל,
בשנים הקרובות, עלינו באמת להגביר את הווליום
כדי לקלוט את מה שמתחולל שם.
בשאיפה זו
לקליטת זימרת היקום,
אנו מפנים את הזרקור
אל עבר חורים שחורים וההבטחה שהם נושאים,
מכיוון שחורים שחורים יכולים להלום על-גבי זמן-חלל
כמו פטיש-עץ על תוף
וליצור זמר מאוד אופייני,
הייתי רוצה לנגן בפניכם כמה מההשערות שלנו
על טיבו של אותו זמר.
חורים שחורים הם גופים כהים על רקע חלל שחור.
אין אנו יכולים לראותם ישירות.
הם אינם מגיעים אלינו עם אור, לפחות לא ישירות.
אנו יכולים לראותם באופן עקיף,
מפני שחורים שחורים יוצרים אנדרלמוסיה בסביבתם.
הם משמידים כוכבים בסביבתם.
הם מערבלים את החורבות שסביבם.
אבל הם לא מגיעים אלינו ישירות באמצעות אור.
אולי יום אחד נראה צללית
שחור שחור יכול להטיל על רקע מאוד בהיר,
אבל עדיין לא ראינו זאת.
אבל ניתן לשמוע חורים שחורים
אפילו אם לא ניתן לראותם,
וזה מכיוון שהם הולמים על-גבי זמן-חלל כאילו היה תוף.
אנו חבים את הרעיון שחלל יכול להדהד כמו תוף
לאלברט איינשטיין, שבכלל אנו חבים לו כה הרבה.
איינשטיין הבין שאם חלל היה ריק,
אם היקום היה ריק,
הוא היה כמו תמונה זו,
מלבד קוי השתי וערב המצויירם עליה.
אבל אם היינו נופלים נפילה חופשית בחלל,
אז אפילו בלי עזרת הקוים,
היינו מסוגלים לציירם בעצמנו
מכיוון שהיינו מבחינים שאנו נעים בקוים ישרים,
מסלולים ישרים ללא סטיות
לאורך ורוחב היקום.
איינשטיין גם הבין --
וזה לב העניין --
שאם מכניסים אנרגיה או מסה ליקום,
הדבר יעקם את החלל.
וגוף בנפילה חופשית
שיעבור, נאמר, ליד השמש,
הוא ינוע לאורך העקמומיות
הטבעית של החלל (שנוצרה בגלל מסת השמש).
זוהי התאוריה המהוללת של תורת היחסות הכללית שאיינשטיין הגה.
אפילו אור מתכופף בעוברו במסלולים אלה.
וניתן לגרום לכיפוף במידה כזו
שעצם נלכד במסלול סביב השמש,
כמו שקרה לכדור-הארץ, או לירח סביב כדור-הארץ.
אלו הן העקומות הטבעיות בחלל.
מה שאיינשטיין לא גילה
הוא שאם היה אפשר לכווץ
את השמש שלנו לקוטר 6 ק"מ --
כלומר מסה שהיא פי מיליון מכדור-הארץ
וכיווצה ל-6 ק"מ,
היינו יוצרים חור שחור,
עצם כה צפוף
שאם אור מתקרב אליו יותר מדיי, הוא לא יכול לצאת --
צללית שחורה על רקע היקום.
זה לא היה איינשטיין שגילה זאת,
זה היה קרל שווארצשילד
שהיה יהודי גרמני במלחמת עולם ראשונה --
הצטרף לצבא גרמניה כבר בתור מדען מוכח,
ופעל בחזית הרוסית.
אני אוהבת לדמיין את שווארצשילד בתוך החפירות
ומחשב מסלולים בליסטיים של פגזי תותחים,
ובין לבין,
עושה חישובים עם משוואות של איינשטיין --
כפי שעושים בחפירות.
הוא קרא את התאוריה של איינשטיין שפורסמה לאחרונה,
תורת היחסות הכללית,
והוא היה נפעם מהתאוריה.
וחיש-קל הוא הגה
פיתרון מתמטי מדוייק
אשר הצביע על משהו יוצא-דופן:
עקמומיות כה חזקה
שהחלל יתכנס אל תוך עצמו,
החלל יתעקל כמו מפל
הזורם אל תוך הקרביים של חור.
אפילו אור לא יוכל לברוח מהסחף הזה.
אור ייגרר למטה אל תוך החור
כמו כל דבר אחר,
וכל מה שיישאר זו צללית.
הוא כתב לאיינשטיין,
ואמר, "כפי שתראה,
בשבילי המלחמה לא היתה כל-כך נוראה,
למרות ההפגזות הכבדות.
הצלחתי להימלט מזה
ולהתהלך על קרקע הרעיונות שלך."
איינשטיין מאוד התרשם מהפיתרון המדוייק הזה,
ועליי לקוות שגם מהמסירות של המדען.
זה מדען שעובד קשה בתנאים קשים ביותר.
איינשטיין לקח את רעיונו של שווארצשילד
לאקדמיה הפרוסית למדעים בשבוע שלאחר-מכן.
אבל איינשטיין תמיד חשב שחורים שחורים היו מוזרות מתמטית.
הוא לא האמין שהם באמת קיימים.
הוא סבר שהטבע ישמור עלינו מהיווצרותם.
זה היה עשורים
לפני שחור שחור הפך למטבע לשון
ואנשים גילו
שחורים שחורים הם עצמים אסטרופיזיים אמיתיים --
למעשה הם מהווים המצב שלאחר המוות
של כוכבים מאוד מסיביים
אשר קורסים באופן קטסטרופלי
בסיום חייהם.
השמש שלנו לא תקרוס להיות חור שחור.
היא אינה מספיק מסיבית.
אבל אם נעשה תרגיל מחשבתי קטן --
כפי שאיינשטיין מאוד אהב לעשות --
הבה נדמיין
שהשמש נמחצת לקוטר 6 ק"מ,
ושמים כדור-ארץ קטנטן החג סביבה,
אולי במרחק 30 ק"מ
מהשמש שהפכה לחור שחור.
והוא יהיה בעל אור משלו,
מכיוון שהשמש נעלמה, אין לנו מקור אחר של אור --
לכן נהפוך את כדור-הארץ לבעל אור משלו.
ואז נגלה שניתן לשים את כדור-הארץ במסלול
של אפילו 30 ק"מ
מחוץ לחור שחור שהתכווץ.
חור שחור מחוץ זה
ייכנס בתוך מנהטן, פחות או יותר.
הוא עשוי להישפך קצת לתוך מפרץ הדסן
לפני שהוא ישמיד את כדור-הארץ.
אבל באופן בסיסי זה מה שמדברים עליו.
אנו מדברים על עצם שניתן לכווצו
למחצית משטח מנהטן.
אז אנו מזיזים את כדור-הארץ מאוד קרוב --
במרחק 30 ק"מ --
ורואים שהוא חג בסדר גמור סביב החור שחור.
יש מין מיתוס שחורים שחורים
בולעים הכל ביקום,
אבל למעשה צריך להתקרב אליהם מאוד כדי ליפול פנימה.
אבל מה שמאוד מרשים הוא שמנקודת התצפית שלנו,
אנו תמיד יכולים לראות את כדור-הארץ.
הוא לא יכול להסתתר מאחורי החור שחור.
האור מכדור-הארץ, בחלקו נופל פנימה,
אבל חלק ממנו עובר הטיית-עדשה וחוזר אלינו.
כך שלא ניתן להסתיר משהו מאחורי חור שחור.
אם זו מלחמת כוכבים גלקטית
ואתם נלחמים בסיילונים,
אל תתחבאו מאחורי חור שחור.
הם יוכלו לראותכם.
ובכן, השמש שלנו לא תקרוס להיות חור שחור;
היא אינה מספיק מסיבית,
אבל ישנם עשרות אלפי חורים שחורים בגלקסיה שלנו.
ואם אחד מהם היה מופיע על רקע הגלקסיה שלנו,
כך הוא היה נראה.
היינו רואים צללית של אותו חור שחור
כנגד מאה מיליארד כוכבים
בגלקסיית שביל החלב ומשעולי האבק הזוהרים שלה.
ואם היינו נופלים לכיוון חור שחור זה,
היינו רואים את כל האור הזה עובר הטיית-עדשה סביבו,
והיינו אפילו יכולים להתחיל לחצות בתוך הצללית ההיא
ופשוט לא לחוש שמשהו דרמטי קורה.
אמנם לא היינו יכולים לברוח אם היינו מפעילים את המנועים כדי לברוח משם
מאחר ואנו לא מסוגלים לברוח,
יותר מאשר שהאור מסוגל לברוח.
אבל גם אם החור שחור הוא אפל מבחוץ,
הוא אינו כזה מבפנים,
מפני שכל האור מהגלקסיה יפול פנימה מאחורינו.
וגם אם בגלל השפעה יחסותית הידועה בתור התרחבות הזמן,
שעונינו ייראו לנו כמאיטים
לעומת הזמן הגלקטי,
זה ייראה כאילו התפתחות הגלקסיה
מואצת ומשוגרת אלינו,
ממש לפני שנימחץ למוות על-ידי החור שחור.
זה יהיה כמו תחושת קירבה למוות
כאשר רואים אור בקצה המנהרה,
אבל זו תחושת מוות מוחלט.
(צחוק)
ואין דרך לספר למישהו
על האור בקצה המנהרה.
אף פעם לא ראינו צללית כזו של חור שחור,
אבל ניתן לשמוע חורים שחורים,
אפילו אם לא רואים אותם.
דמיינו מצב שהוא מציאותי מבחינה אסטרופיזית --
דמיינו שני חורים שחורים שחיו ביחד הרבה זמן.
אולי הם התחילו בתור כוכבים
וקרסו ויצרו שני חורים שחורים --
כל אחד פי-10 מהמסה של השמש.
כעת נכווץ אותם לגודל 60 ק"מ מקצה לקצה.
הם עשויים להסתחרר
מאות סיבובים לשניה.
לקראת סופם,
הם מסתובבים זה סביב זה קרוב למהירות האור.
כך שהם עוברים אלפי ק"מ
בחלקיק שניה.
ובעודם עושים זאת, לא רק שהם מעקמים חלל,
אלא שהם משאירים אחריהם
הידהוד של חלל,
ממש גל בזמן-חלל.
החלל מתכווץ ומתפשט
כאשר הגל נפלט מחורים שחורים הללו
ההולמים ביקום.
והגלים מתפשטים ביקום
במהירות האור.
הדמיית מחשב זו
באה מקבוצה החוקרת יחסותיות בגודארד, נאסא.
זה לקח כמעט 30 שנה עד שמישהו פיצח את התעלומה.
זו היתה אחת הקבוצות.
היא מראה שני חורים שחורים החגים אחד סביב השני,
שוב, בעזרת העקומות האלה המצויירות ביעילות.
אם תצליחו לראות -- זה קצת מטושטש --
גלים אדומים נפלטים החוצה,
אלה הם גלי הכבידה.
הם פשוטו כמשמעו הקולות של חלל המהדהד,
והם ינועו מהחורים שחורים הללו במהירות אור
בעוד החורים יוצרים הידהודים ומתמזגים
לחור שחור יחיד דומם ומסתחרר
בסופו של דבר.
אם היינו עומדים מספיק קרוב,
האוזניים שלנו היו מהדהדות
עם ההתכווצות וההתפשטות של החלל.
ממש היינו שומעים את הקול.
כמובן שגם הראש שלנו היה מתכווץ ומתפשט מעצמו,
כך שהיתה לנו בעיה להבין את מה שמתרחש.
אבל הייתי רוצה לנגן לכם
את הקול שאנו מנבאים.
זה מהקבוצה שלי --
הדמיית מחשב קצת פחות מרשימה.
דמיינו חור שחור יותר קל
הנופל אל חור שחור מאוד כבד.
הקול שאתם שומעים
הוא החור היותר קל ההולם על חלל
בכל פעם שהוא מתקרב.
כאשר הוא מתרחק, זה קצת שקט מדי.
אבל הוא בא כמו פטיש,
ממש מכה על החלל,
ומרעידו כמו תוף.
ואנו יכולים לשער איך יישמע הצליל.
אנו יודעים שככל שהוא נופל פנימה,
הוא מאיץ ומרעיש יותר.
ולבסוף,
אנו נשמע את הברנש הקטן נופל אל תוך הברנש הגדול.
(נקישות)
ואז הוא נעלם.
מעולם לא שמעתי זאת כה חזק -- זה למעשה יותר דרמטי.
בבית זה נשמע פחות מרשים.
זה מין דינג, דינג, דינג.
זה עוד קול מהקבוצה שלי.
לא, אין אני מראה לכם תמונות,
מכיוון שחורים שחורים לא משאירים אחריהם
שובלי דיו העוזרים לנו לאתרם,
והחלל הוא חסר צבע
מכדי שיוכל להציג עקמומיות.
אבל אם הייתם מרחפים בחלל באיזו חופשת חלל
והייתם שומעים את זה,
היה כדאי שתתרחקו.
(צחוק)
הייתם רוצים להתרחק מהקול.
שני החורים השחורים נעים.
שני החורים השחורים מתקרבים זה לזה.
במקרה כזה, שניהם מתנודדים די חזק.
והם עומדים להתמזג.
(נקישות)
זה נגמר.
הציפצוף בסוף מאוד אופייני בהתמזגות שני חורים שחורים --
שזה מצפצף בסוף.
זוהי תחזיתנו
לגבי מה שנראה.
למזלנו, אנו נמצאים במרחק בטוח בלונג ביץ', קליפורניה.
ולבטח היכן שהוא ביקום
שני חורים שחורים התמזגו כרגע.
ולבטח, החלל סביבנו
מהדהד מהגלים
שעשו מסע של מיליון שנות-אור, או מיליון שנים,
במהירות האור, עד שהגיעו אלינו.
אבל הקול חלש מדי מכדי שמישהו מאיתנו ישמע אותו.
יש ניסויים שקדניים הנבנים על כדור-הארץ --
אחד מהם נקרא LIGO --
אשר יאתר סטיות
בהתכווצות והתפשטות של חלל
לאורך 4 ק"מ,
שגודלן קטן מגרעין של אטום.
זה ניסיון שאפתני במיוחד,
והוא עומד להיערך ברגישות גבוהה מאוד
במהלך השנים הבאות -- כדי לקלוט את זה.
יש גם משימה מתוכננת לחלל,
אשר מקווים שתצא לפועל בתוך 10 השנים הבאות,
המכונה LISA.
LISA תהיה מסוגלת לראות חורים שחורים סופר-מסיביים --
חורים שחורים הכבדים פי מיליון עד מיליארד
מהשמש.
בתמונה זו מטלסקופ האבל, רואים שתי גלקסיות.
הן נראות כאילו קפאו במין חיבוק.
וכל אחת מכילה כנראה
חור שחור סופר-מסיבי במרכזה.
אבל הן לא קפואות,
הן למעשה בתהליך התמזגות.
שני החורים השחורים הללו מתנגשים,
והם יתמזגו במשך תקופת זמן של מיליארד שנה.
זה מעבר ליכולת התפיסה האנושית שלנו
לקלוט זמר באורך כזה.
אבל LISA תוכל לראות את השלבים האחרונים
של שני חורים שחורים סופר-מסיביים
שהיו מוקדם יותר בהיסטוריית היקום,
את 15 הדקות האחרונות לפני שהם התאחדו.
וזה לא רק חורים שחורים,
אלא זה גם כל הפרעה גדולה ביקום --
והגדולה מכולן היא "המפץ הגדול".
כאשר הומצא ביטוי זה, הוא היה נלעג --
"אה, מי יאמין במפץ הגדול?"
אבל כעת הוא אולי יהפוך ליותר מדוייק טכנית,
מפני שהוא עשוי להדהד;
הוא עשוי ליצור צליל.
אנימציה זו שחבריי הכינו באולפני פרוטון
מתארת מבט מבחוץ על המפץ הגדול.
בעצם אנו לא רוצים להיות שם; אנו רוצים להיות בתוך היקום,
מכיוון שאין דבר כזה לעמוד מחוץ ליקום.
לכן דמיינו שאנו בתוך המפץ הגדול.
הוא נמצא בכל מקום, הוא מסביבכם,
והחלל רוטט ללא סדר כלשהו.
עוברות 14 מיליארד שנה
והזמר הזה עדיין מהדהד מסביבנו.
גלקסיות נוצרות,
ודורות של כוכבים נוצרים בתוך הגלקסיות הללו.
וסביב כוכב אחד,
לפחות כוכב אחד,
נמצא כוכב-לכת הראוי למחיה.
והנה אנו בונים את הניסויים הללו בטירוף,
עושים את החישובים, כותבים תוכנות מחשב.
דמיינו שלפני מיליארד שנה,
שני חורים שחורים התנגשו.
הזימרה שלהם מהדהדת מאז במרחבי היקום
במשך כל אותו הזמן.
אפילו לא היינו קיימים כאן.
זה מתקרב יותר ויותר --
לפני 40,000 שנה, אנו עדיים מציירים במערות.
צריך למהר, צריך לבנות את המכשירים.
זה מתקרב יותר ויותר, וב-20....
איזו שנה שזו לא תהיה,
כאשר הגששים שלנו יהיו סוף סוף בעלי רגישות גבוהה מספיק --
נבנה אותם, נפעיל את המכשירים
וטראח, נתפוס את זה -- הזימרה הראשונה מחלל.
אם היה זה המפץ הגדול שעמדנו לקלוט,
הוא היה נשמע כך:
(סטטי) זהו קול נורא.
זו פשוט ההגדרה של רעש.
זהו רעש לבן, זה הידהוד כה כאוטי.
אבל הוא נמצא בכל מקום סביבנו, כנראה,
אם הוא לא נמחה
על-ידי תהליך אחר כלשהו ביקום.
ואם נקלוט אותו, הוא יהיה מוזיקה לאוזנינו,
מפני שהוא יהיה ההד השקט
של אותו רגע בריאה,
של היקום הנראה לעין.
כך שבשנים הבאות,
נהיה מסוגלים לחשוף במעט את הפסקול --
להגיש את היקום באודיו.
אבל אם נאתר את הרגעים המוקדמים ביותר,
זה יביא אותנו כל-כך קרוב
להבנתו של המפץ הגדול,
שמביא אותנו כל-כך קרוב
לשאול כמה מהשאלות הכי קשות, הכי חמקמקות.
אם נריץ אחורה סרט של היקום,
אנו יודעים שהיה מפץ גדול בעברנו,
ואנו אף עשויים לשמוע את הקול שלו,
אבל האם המפץ הגדול שלנו היה המפץ היחיד?
כלומר, עלינו לשאול, האם הוא התרחש גם לפני זה?
האם הוא יתרחש שוב?
ברוח האתגר ש-TED העמיד
כדי להצית מחדש את התהייה,
אנו יכולים לשאול שאלות, לפחות בדקה זו האחרונה,
אשר לאמיתו של דבר עשויות להתחמק מאיתנו לעולמים.
אבל בכל זאת עלינו לשאול:
האם ייתכן שיקומנו
הוא רק קישוט חיצוני של היסטוריה יותר גדולה?
או, האם ייתכן שאנו רק ענף אחד של מערכת מרובת-יקומים --
כל ענף עם מפץ גדול משלו --
אולי חלקם עם חורים שחורים מתופפים,
אולי חלקם בלעדיהם --
אולי חלקם עם חיים בעלי חישה, וחלקם לא --
לא בעברנו, לא בעתידנו,
אבל איכשהו מחוברים אלינו במהותם?
לכן עלינו לתהות, שאם יש מערכת מרובת-יקומים,
באיזו שהיא חלקה אחרת של אותה מערכת,
האם ישנם שם יצורים?
הנה היצורים שלי משם.
האם ישנם יצורים אחרים במערכת מרובת-יקומים,
התוהים לגבינו
והתוהים לגבי מוצאם שלהם?
ואם ישנם כאלה,
אני מדמיינת אותם שהם כמונו,
עושים חישובים, כותבים תוכנות מחשב,
בונים מכשירים,
מנסים לאתר את הצליל הקלוש ביותר
של מקור היווצרותם
ותוהים מי עוד נמצא שם.
תודה לכם. תודה לכם.
(מחיאות כפיים)