איך נברא היקום יש מאין?

ד"ר מאיה לינקולן וד"ר אבי וסר רותמים במחקר חדש את תחום מערכות המידע על מנת להסביר את התופעה הקוסמולוגית המסקרנת מכל – היווצרות היקום יש מאין

 

האם אפשרית בריאה של עולם יש מאין? מה היה לפני המפץ הגדול בעקבותיו נוצר היקום? תיאוריה חדשנית שהוצגה על ידי ד"ר מאיה לינקולן וד"ר אבי וסר מאוניברסיטת חיפה, מספקת מענה מקיף בנוגע לאחת מהשאלות המרכזיות והעתיקות ביותר של המדע. התיאוריה, “Creatio ex Nihilo” , שפורסמה בכתב העת “Physics of the Dark Universe” מתבססת על עקרונות מחקר מעולם מערכות המידע – תחום התמחותם של שני החוקרים, ומסבירה כיצד היקום נוצר מ"כלום".

 

השאלה "מה היה קיים לפני שהיקום נוצר" ריתקה את המין האנושי מאז ומעולם ועוררה מחקר אינטנסיבי בנושא. התיאוריה המקובלת כיום ביחס להיווצרות היקום היא תיאוריית "המפץ הגדול", הגורסת כי תחילת היקום בנקודה בודדת – בה רוכזו כל החומר והאנרגיה הקיימים. בעקבות המפץ נוצר היקום אותו אנו מכירים כיום, כמו גם ממדי הזמן והמרחב הפיסיקליים. אולם, תיאוריית המפץ אינה יכולה להיחשב שלמה, מאחר והיא מניחה תנאים מקדימים טרם ההיווצרות, ולפיכך אינה מסבירה בריאה יש מאין- או בעצם מכלום. בניסיון לפתור בעיה זו, תיאוריות שונות כבר הציעו כי היקום נוצר מ"כלום", כשהכלום הזה השתנה מהצעה להצעה – אך בכל אופן לא היה באמת נקי מתוכן באופן מוחלט.

 

אולם כעת, ודווקא מתחום שנראה מרוחק מאוד מתחום הקוסמולוגיה והפיזיקה התיאורטית, מגיעה תיאוריה חדשה המסבירה כיצד המציאות החומרית נוצרה מתוך הכלום. והתחום הדי מפתיע הוא חקר מערכות מידע. "ישנן תיאוריות המתייחסות ליקום הנוכחי כאל מערכת מידע עצמאית, המתופעלת על ידי תוכנה שמזינה את עצמה. כלומר, ניתן לדמות קיום 'קוד מקור' שעל פיו חוקי הפיסיקה מתנהלים", מסבירה ד"ר לינקולן כיצד היא וד"ר וסר הגיעו בכלל לחשוב על היווצרות היקום.

לדברי החוקרים, במונחים של מערכות מידע, ניתן להציג "כלום" כשווה ערך למערכת הכוללת אינסוף מידע ואינסוף מידע נגדי, אשר מתקיימים בו-זמנית ולכן בפועל מבטלים זה את זה. "מערכת כלום" כזו כוללת אינסוף של שני סוגי המידע הזה, כשהתוצאה של מכלול המערכת היא העדר חומר, העדר אנרגיה ולמעשה קיום פיסי של שום דבר במונחי מידע. על פי התיאוריה החדשה, טרם בריאת העולם, נמצאה מערכת זו בסימטריה – כאשר אינסוף רכיבי המידע ורכיבי המידע ההופכי מנטרלים זה את זה. אולם, תופעה ידועה מתחום הפיזיקה היא שבמערכות מסוג זה נוצרות "שבירות ספונטניות" של סימטריה, כאשר ביט של מידע לא מתחבר עם ביט מידע הופכי המבטל אותו.

 

שבירה מסוג זה מייצרת אינפורמציה ובעקבותיה אנרגיה, והופכת למעשה את מערכת המידע מ"מערכת כלום" למערכת חומרית. בנקודה זו מתחברת התיאוריה לתיאורית המפץ הגדול ולתיאוריות המקובלות להיווצרות היקום, בעצם מהשלב שבו היקום הופך לחומרי.

 

"גם כיום ישנן תופעות פיזיקליות ביקום – המדגימות היווצרות 'יש מאין', מה שמחזק עוד יותר את התיאוריה שלנו בדבר השבירות הספונטניות של הסימטריה בין רכיבי המידע ורכיבי ה'אנטי מידע'. על פי התיאוריה שלנו, היקום הוא מכונה בעלת הזנקה עצמית (“Self-excited machine”), שמייצרת מידע ויודעת לקרוא את 'הקוד של הטבע' וכך ממשיכה ליצור עוד ועוד שינויים, ועוד ועוד מידע חדש", ציינה ד"ר לינקולן.

 

התיאוריה החדשנית מסבירה היטב תופעות נוספות מתחום הפיזיקה התיאורטית – שחלק מהן נחשבו בלתי פתירות עד היום– כמו עצם קיומו של החוק השני של התרמו-דינאמיקה, התופעה מתחום פיסיקת הקוואנטים בדבר היווצרות של חלקיקים וירטואליים בריק, תופעת ה"חומר" ו"אנטי-חומר" ועוד תופעות אותן מתעתדים החוקרים להסביר במחקרי המשך.