טרם המפץ הגדול

[יוגי379]

אם אנחנו לא יכולים לדעת מה היה לפני המפץ הגדול (אלא משערים בלבד) , מהיכן הקביעה כי לפני המפץ הגדול לא היו קיימים חוקי הפיזיקה, לא היה קיים זמן, מקום וכו?

 

[BigBadWolf]

אם אנחנו לא יכולים לדעת מה היה לפני המפץ הגדול (אלא משערים בלבד) , מהיכן הקביעה כי לפני המפץ הגדול לא היו קיימים חוקי הפיזיקה, לא היה קיים זמן, מקום וכו?

אין קביעה חד-משמעית שכזו, אלו השערות ויש פיזיקאים שמאמינים במודלים אחרים. הבעיה עם המפץ הגדול שכשמתקרבים מספיק חוקי הפיזיקה הידועים לנו קורסים (מדובר בסינגולריות, כלומר נקודה שמתבדרת מתמטית).
לגבי שאלת הזמן, השאלה צריכה להיות איך אתה מגדיר את חץ הזמן? ההגדרה המקובלת קובעת שהעתיד הוא הזמן שבו האנטרופיה הכוללת ביקום גדולה יותר והעבר הוא הזמן שהאנטרופיה הכוללת ביקום קטנה יותר. אבל האנטרופיה לא יכולה להיות קטנה יותר מאשר ברגע המפץ הגדול ולכן לפי ההגדרה הזו שום דבר לא קרה לפני המפץ הגדול. קיימות לדוגמה מחשבות לפיהן המפץ הגדול הוא תחילת הזמן (לפי ההגדרה שצוינה) אבל שמשני צידו על ציר הזמן התפתח ייקום ושבצד אחד העתיד נע בכיוון ההפוך על ציר הזמן מאשר בצד השני. זה פותר את הבעיה שציר הזמן קטוע וזה בסדר מתמטית, אבל כרגע זו שאלה שנמצאת יותר בגדר הפילוסופיה מאשר בגדר הפיזיקה כי אף אחד עוד לא קם עם ניסוי תאורטי אפילו שיתחיל לתת לכך ראיות אמיתיות. קיימות גם השערות נוספות, לפעמים מנסים לשנות את הגדרת כיווניות הזמן וטוענים שבאופן סטטיסטי בזמן אינסופי לפעמים האנטרופיה הכוללת תרד מספיק בשביל ליצור מפץ גדול, וכמובן שגם את ההשערה הזו לא ניתן להוכיח (או לפחות אף אחד עוד לא הצליח להציע איך לתת לכך ראיות). השערות נוספות נוגעות לעולם עם ייקומים רבים ולדרך היצירה של ייקום חדש, עם טריגר שגורם למימדים להתחיל לגדול בנקודה מסויימת במולטיברס. אלו כולן השארות בעלות אופי פילוסופי בנקודת הזמן הזו.

 

[יוגי379]

תודה, אבל אף פעם לא הצלחתי להבין את המילה אנטרופיה. מה זאת אומרת שזה מדד לאי סדר?
האם אפשר לקבוע שבמצב מסויים יש יותר אנטרופיה מאשר במצב אחר? מה בדיוק קובע את האנטרופיה?
ואולי הכי חשוב, בעיני מי?
למשל כשאנחנו אומרים שהיקום אינסופי, מי טוען למצב הזה?
כשנמלה רואה בור של 5 מטר היא גם טוענת (כביכול) שהוא אינסופי.

 

[יוביוב הירוק]

תודה, אבל אף פעם לא הצלחתי להבין את המילה אנטרופיה. מה זאת אומרת שזה מדד לאי סדר?
האם אפשר לקבוע שבמצב מסויים יש יותר אנטרופיה מאשר במצב אחר? מה בדיוק קובע את האנטרופיה?
ואולי הכי חשוב, בעיני מי?
למשל כשאנחנו אומרים שהיקום אינסופי, מי טוען למצב הזה?
כשנמלה רואה בור של 5 מטר היא גם טוענת (כביכול) שהוא אינסופי.

זה לא נכון ש-"אנחנו רק משערים מה היה לפני המפץ הגדול". התאוריה העיקרית (למיטב ידיעתי) לגבי המפץ הגדול, היא שלא היה "לפני". זה לא שחוקי פיזיקה "לא התקיימו", אלא שהזמן עצמו התחיל במפץ. אז לשאול "מה היה לפני", זה כמו שילד שואל "איפה הייתי לפני שנולדתי" (ולפני זה ולפני זה...). פשוט לא היית. אבל כפי שעוזי ציין, יש גם תאוריות נוספות.

לגבי אנטרופיה - זהו ערך כמותי, מדויק, בר חישוב ומדידה. ותרמודינמיקה בכלל, היא אבן היסוד ב-ה' הידיעה, של כל מדעי הטבע (בפרט ה-"אנטרופיה"). מדע טהור, מתמטי ברובו. שום "בעיני מי?". מעניין שבניגוד לרוב (כל?) מדעי הטבע, כמדומני שבתרמודינמיקה לא חלו שום שינויים מהותיים ב-100 השנים האחרונות ולא ידוע על אי התאמות הדורשות בירור. רוב

אם אתה באמת רוצה להבין מה זו "אנטרופיה", יש ביוטיוב הרצאות קצרות, וגם קורס תרמודינמיקה של ממש (של הטכניון). הדגמות מהסוג שעוזי נתן, על אי סדר בדברים "אמיתיים", הן נכונות כהמחשה. אבל עשויות לבלבל כשמנסים להבין איך זה עובד/תקף לכל דבר. לטעמי, עדיף להסתכל בהיבט המתמטי/תאורטי. ואז זה יותר ברור (זה לא כזה מסובך).

 

[uzi2]

אם אנחנו לא יכולים לדעת מה היה לפני המפץ הגדול (אלא משערים בלבד) , מהיכן הקביעה כי לפני המפץ הגדול לא היו קיימים חוקי הפיזיקה, לא היה קיים זמן, מקום וכו?

אין שום קביעה לגבי מה היה לפני המפץ הגדול, אבל חוקי הפיזיקה כפי שאנו מכירים אותם לא היו קיימים גם זמן קצר לאחר המפץ הגדול, (זה לא אומר שלא היו חוקים יותר יסודיים).
אף אחד לא טוען שהיקום אינסופי (למעט השערות שחלק מהפיזיקאים בודקים).
למעשה איננו יודעים את גודל היקום. מה שאנחנו יודעים להגדיר, זה את היקום הנראה, (כלומר את מה שנמצא במרחק כזה שיש לנו נתונים ממנו) מה שנמצא כל הזמן במרחק כזה, שהמידע ממנו עדיין לא הספיק להגיע לכדור הארץ, אין לנו נתונים לגביו, ולכן איננו יכולים לדעת אם משהו קיים שם ואם כן אז מה. ההנחה היא שאין סיבה שחוקי הפיזיקה הבסיסיים יהיו שונים עבור האזורים שאנחנו יכולים לראות שלנו והאזורים שלא, אבל זו הנחה שלא הוכחה.
אנטרופיה קשורה לשאלה כמה מצבים מיקרוסקופיים יש שהם שונים, ושאנחנו לא יכולים להבחין ביניהם בצורה מאקרוסקופית. הנושא מורכב יותר, אבל בגדול, אם מניחים אקראיות מסויימת של מצבים מיקרוסקופיים, אז ככל שיש יותר מצבים מיקרוסקופיים שנותנים את אותו המצב בסקלה המאקרוסקופית, אז הסיכוי למצב המאקרוסקופי יהיה יותר גדול, אבל כאמור, הדברים מעט יותר מורכבים, והשאלה מהם המצבים שווי הסיכוי תלויה בסיטואציה.
דוגמה לעניין האי-סדר: אם תשים את חתיכות הבצל, תקבל מצב שבו אתה יכול לזהות שהבצל מרוכז בפינה (מצב מסודר יותר). אם תערבב, תקבל בכל פעם סידור ירקות שונה, אבל ברמה הממוצעת ככל שתערבב יותר, ככה תקבל משהו שברמה של המבט הכללי יראה יותר אחיד. זאת כיוון שיש הרבה יותר מצבי פיזור ירקות שנראים כפיזור אחיד, מאשר מצבים שבהם הבצל מרוכז בפינה. הערבוב מגדיל את האנטרופיה.

הסינגולריות היא כאשר מניחים שתורת היחסות הכללית בתוקף, אבל ברור לנו שסמוך מאוד למה שאנו קוראים "המפץ הגדול" חוקי היחסות הכללית לא יכולים להיות תקפים כיוון שחוקי היחסות הכללית לא תקפים ברמה המיקרוסקופית, והממדים של היקום היו מיקרוסקופיים. למעשה גם חוקים אחרים דורשים הרחבה והכללה בתחומי צפיפויות האנרגיה שהיו בשלבים הראשונים.