אנרגיה היא תכונה חשובה של כל מערכת פיזיקלית. בין היתר, האנרגיה של מערכת היא זו שקובעת כיצד תשתנה המערכת לאורך זמן. המושג "אנרגיה" די מסובך, אולם ניתן להבין תופעות רבות הקשורות בה גם מבלי להיכנס לפרטים הטכניים המורכבים.
 
באופן כללי, כל מערכת תשאף להגיע למצב בו האנרגיה שלה היא הקטנה ביותר (עד כדי מספר סייגים שלא נדון בהם כרגע). כדי להבין את הטענה המעורפלת הזו, ניקח כדוגמה את כוח המשיכה על פני כדור הארץ. כוח המשיכה מעניק לכל גוף הנמצא על כדור הארץ אנרגיה. ככל שהגוף נמצא גבוה יותר, כך האנרגיה שלו גדולה יותר. כל גוף על כדור הארץ נופל עד שהוא נעצר במקום נמוך יותר וכך למעשה מקטין את האנרגיה שלו, עד שיגיע למקום הנמוך ביותר בו הוא יכול להיות.
 
דוגמה זו היא מקרה פשוט של תופעה כללית יותר. דוגמאות נוספות הן שינוי מצב צבירה של חומרים. למשל, בתנאים נורמליים, אנרגיית המים נמוכה יותר בטמפרטורה של מתחת לאפס מעלות צלזיוס כאשר הם במצב מוצק מאשר במצב נוזלי. זו אחת הדרכים לתאר את תהליך קפיאת המים.
 
אבל, איך כל זה קשור להשמדת היקום?
גם היקום שלנו הוא מערכת פיזיקלית. בתור מערכת כזו, הוא שואף להגיע למינימום האנרגיה האפשרי עבורו. מאחר וסוג החלקיקים שקיימים ביקום שלנו נראה קבוע בזמן, יש לנו סיבות טובות להאמין שהיקום כבר נמצא במינימום האנרגיה שלו. או שאולי לא?
כשהסברנו על האנרגיה של כוח המשיכה, הסברנו שהגוף יגיע למקום הנמוך ביותר האפשרי עבורו, כלומר מינימום האנרגיה. אבל מה יקרה אם זהו בעצם לא המקום הנמוך ביותר?
ישנם כמה סוגי מינימום, וחשוב להבדיל בין מינימום מוחלט ומינימום מקומי [2].

מינימום מוחלט הוא הנמוך ביותר של המערכת. בדוגמה של כוח הכבידה, זה יהיה המקום הנמוך ביותר. בניגוד למינימום המוחלט, מינימום מקומי הוא הנמוך ביותר בסביבה כלשהי, אולם לא הנמוך ביותר מבין על המצבים האפשריים. למשל, אפשר לדמיין שני עמקים. אחד מהם עמוק מאוד, והשני עמוק פחות. בין שני העמקים נמצאת גבעה. אם כדור נמצא בשולי אחד העמקים, הוא יתגלגל אל תחתית העמק וייעצר. אם הוא בעמק הגבוה יותר, הוא ייעצר במינימום מקומי, ולא במינימום המוחלט. למה זה משנה? מכיוון שמישהו יכול להעניק לכדור דחיפה חזקה מספיק להעביר אותו אל מעבר לגבעה, מה שיגרום לו לעבור מהמינימום המקומי אל המינימום המוחלט - העמק הנמוך יותר.
נחזור ליקום שלנו. כל תכולת היקום, החלקיקים והכוחות שבו, מושפעים ישירות מהמצב האנרגטי בו היקום נמצא. מרגע שנקבע המצב עם האנרגיה הקטנה ביותר של היקום, נקבעים גם כל סוגי החלקיקים והכוחות שביקום. יש לנו סיבות טובות להאמין שהיקום שלנו נמצא כבר במינימום האנרגיה המוחלט שלו, ותכולת החלקיקים שבו לא תשתנה.
אבל, ולכבוד זה התכנסנו כאן היום, ישנן השערות הגורסות אחרת.
עדיין אין לנו דרך לשלול את האפשרות לפיה היקום שלנו נמצא ב"מינימום מזויף": הוא נמצא במצב אנרגיה של מינימום מקומי, ומשהו מונע ממנו להגיע למינימום האנרגיה המוחלט. למשל, יתכן שבדרך כלשהי תכולת היקום התייצבה במצב אנרגטי שהוא לא הקטן ביותר האפשרי.
בפרט, הפיזיקאי הישראלי נתן זייברג גורס שאם מתקיים המצב "סופרסימטריה שבורה" (קצרה היריעה לפרט בפוסט זה) בטבע הרי שקרוב לוודאי שאנחנו חיים במינימום מקומי שאיננו המינימום המוחלט [3,4].
מה משמעות מצב כזה? שהוא עשוי להיות לא יציב לחלוטין. ייתכן ומסיבה כלשהי חלק של היקום "יצנח" ללא התראה מוקדמת אל מינימום האנרגיה האמיתי שלו. מה יקרה לתכולת היקום במקרה כזה?
חלקיקים הם למעשה עירור של הריק. במילים אחרות, ניתן להסתכל על הריק כעל סוג של מצב יסוד של היקום, ועל כל החלקיקים כעל עירורים של אותו מצב. לפיכך, התכונות הפיזיקליות של חלקיקים תלויות בצורה חזקה במצב המינימום שבו היקום נמצא.
אם היקום יעבור למינימום חדש, החלקיקים שבאזור האירוע הזה יושמדו. מאחר והיקום שלנו לא נוטה להישאר במצב קבוע, סביר לצפות כי במקומם יווצרו חלקיקים חדשים, שונים לחלוטין, המתאימים למינימום החדש. המצב החדש של היקום יתפשט במהירות האור אל שאר היקום, עד שכל היקום יעבור למינימום החדש. תסריט אחר מציע שהיקום פשוט יעבור למצב מינימום חדש (כמו שתורת המיתרים מציעה, להרחבה מוזמנים לקרוא את סדרת המיתרים שלנו [5]).
איך מצב כזה ישפיע עלינו?
ובכן, התחזיות לגבינו אינן אופטימיות במיוחד. כידוע, גם אנחנו, כמו כל שאר החומרים ביקום עשויים חלקיקים. אם היקום סביבנו יעבור למצב מינימום חדש, אנחנו וכל מה שסביבנו יושמד. אפשר להתנחם בכך שבמקומנו ייווצר יקום חדש. מי יודע, אולי יקום זה יהיה טוב יותר…
אבל לא צריך למהר ולחשוש מסוף העולם המתקרב. נכון להיום אלו הן השערות מדעיות בלבד (שחייבות לעמוד בקריטריונים מדעיים, ולהתאים לכל מה שנצפה בניסויים עד כה), אך אין לנו ראיה ניסיונית מובהקת התומכת בכך שהיקום שלנו עומד להשמיד את עצמו בזמן הקרוב.
 

מקורות:

1. על הריק המזויף.
2. על מינימום מקומי.
3. על סופר סימטריה שבורה והמינימום המקומי.
4. על סופרסימטריה.