בעקבות המלחמה מול איראן כולם מדברים על פצצות אטום. אבל האם ידעתם שמאחורי הרעיון של פצצת האטום מסתתרת תובנה עמוקה ומרעישה שחושפת עוד טפח מתוך המציאות הנסתרת שאנו חלק ממנה?
הכל התחיל מתוך תורת היחסות הפרטית של איינשטיין משנת 1905. איינשטיין אמנם לא התעסק בפיתוח פצצת האטום, אבל הביסוס התיאורטי נלקח מתוך תורת היחסות. איינשטיין ניסה להבין את בסיס המציאות שלנו וחשף שלמרות הנסיון היומיומי שלנו המציאות שונה לגמרי. ממה שאנחנו חושבים. הזמן, הוא גילה, הוא עוד מימד בדומה לאורך, רוחב ועומק.
אנחנו חיים במרחב תלת מימדי בו אנחנו יכולים לזוז לכל כיוון .הזמן, לעומת זאת, נראה כמו משהו אחר לגמרי, אפשר לזוז בו רק קדימה ואי אפשר לזוז אחורה אל העבר. ולמרות זאת איינשטיין מראה מתמטית שהזמן מתנהג כעוד מימד, מעין עוד כיוון מרחבי, אבל כזה שאי אפשר לנוע בו לאחור. זהו מימד בו אנו תקועים רק בהווה ולא מסוגלים למדוד מה נמצא מאחור -העבר ומקדימה – העתיד. כתוצאה מכך אנו מדברים היום על מרחב-זמן בו הזמן הוא מימד רביעי בנוסף לשלושת המימדים המרחביים הרגילים. בעיקרון, לפי תורת היחסות העבר והעתיד קיימים בו זמנית לאורך מימד הזמן!
כך איינשטיין איחד למעשה בין המרחב והזמן והצליח להסביר דברים שאחרת אנחנו לא יכולים להסביר. כתוצאה מהאיחוד הזה עוד דברים מתחילים להתאחד. למשל, תורת היחסות מוסיפה את הנדבך הסופי לאיחוד של הכוח המגנטי והכוח החשמלי לכוח האלקטרומגנטי. תוצאה אחרת היא שאנרגיה ומסה הם אותו דבר. זו המשוואה הידועה, E=MC^2
כאשר E זו אנרגיה, M זו מסה, בבית הספר אוהבים להגיד שמסה זו כמות החומר. לא מדויק , אבל נלך עם זה. C בריבוע זו מהירות האור בריבוע ששווה בערך ל- 90,000,000,000. מספר ענק! אבל הוא קבוע ואפשר להתייחס אליו כמו יחס המרה. כאילו ממירים שקלים לדולרים. יחס ההמרה הענק אומר שמעט מסה נותנת המון המון אנרגיה.
כך איינשטיין חשף משהו מאוד עמוק, מסה היא בעצם עוד סוג של אנרגיה וכמו שאנרגיה יכולה להתגלגל מסוג לסוג, כמו למשל אנרגית תנועה לאנרגית חום, מסתבר שיש עוד סוג של אנרגיה – אנרגיית מנוחה והיא מה שאנו קוראים לו מסה. ובאופן עקרוני ניתן לגלגל אנרגיה זו לסוגים אחרים של אנרגיה, למשל לאנרגיית אור וחום.
בזכות המשוואה הזו הבינו איך השמש עובדת כי עד המאה העשרים לא הבינו איך זה שהשמש יכולה להאיר כל כך הרבה זמן. חישובים הראו שלפי הגודל שלה, אם השמש הייתה משתמשת באש ושריפה רגילה, היא הייתה אמורה מזמן להפסיק לבעור. כעת הבינו שהתהליך שמתרחש בשמש הוא תהליך של היתוך גרעיני בו שני אטומים קלים – אטומי מימן מתאחדים לאטום יותר כבד – אטום הליום. כתוצאה מתהליך זה חלק מהמסה של חלקיקי האטומים הופך לאנרגיית אור וחום שנפלטים מהשמש ומגיעים אלינו. מסתבר שהשמש תוכל להמשיך בתהליך הזה עוד משהו כמו חמש וחצי מיליארד שנה.
את המשוואה של איינשטיין אפשר לקחת למקום החיובי, הערכי והמאחד לפיו יש כאן איחוד מאוד יפה של הכל. לא משנה אם אנחנו מדברים על כוכבים, חלקיקים, אור, בני אדם, צמחים, או בעלי חיים, כולנו בעצם אנרגיה. מצד שני אפשר לקחת את המשוואה למקום השלילי של מלחמת ההישרדות. למקום שאומר אם ככה, אפשר לגלגל מעט מתוך המסה לסוג אחר של אנרגיה וכך לקבל כמות אנרגיה עצומה. איזו פצצה עצומה זו תהיה!
זה בדיוק מה שקורה בפצצת האטום.
כבר בסוף המאה ה-19 גילתה מארי קירי את החומר הרדיואקטיבי – אטומים כבדים ולא יציבים שמתפרקים לאטומים קלים יותר ופולטים קרינה תוך כדי. בתהליך הפירוק הזה ,שנקרא ביקוע גרעיני, חלק קטן מתוך המסה של האטום מתגלגלת לאנרגיית אור וחום. למשל, נניח מתחילים עם אטום אורניום, הוא מאוד כבד ולכן הוא מתפרק לאטומים יותר קלים. אם נבדוק את סכום המסה שלהם לא נגיע למסה של האורניום כי חלק מהמסה של החלקיקים התגלגל והפך לאנרגיית אור. שלושים שנה אחרי פרסום תורת היחסות הפרטית הבין פיזיקאי יהודי אחר בשם ליאו סילארד שאפשר להשתמש בתהליך הזה כדי לגרום לתגובת שרשרת בין הרבה אטומים של אורניום וכך להגיע לשיחרור מהיר מאד של אנרגיה עצומה. הוא הציע למעשה את התהליך המרכזי של הפצצה האטומית שמתבסס על ביקוע גרעיני.
אגב, ליאו ברח מגרמניה עם עליית הנאצים ואת הפטנט על תגובת השרשרת הוא רשם באנגליה והציע אותו לצבא האנגלי. בשנת 1939 הוא ואיינשטיין פנו לנשיא רוזוולט כדי להזהיר אותו שהנאצים מפתחים פצצה גרעינית ושארצות הברית חייבת להקדים אותם. רוזוולט, לא הבין את גודל העניין ודי נפנף אותם, אבל בסופו של דבר האמריקאים אכן פיתחו את פצצת האטום בפרויקט מנהטן בניהולו של אופנהיימר.
למין האנושי יש את היכולת לפרש את הגילויים המדעיים בדרך חיובית ושלילית. זו האחריות שלנו כחברה לבחור מה אנחנו עושים עם התובנות המרתקות שאנו מגלים. לדעתי, המסע שהמין האנושי צריך לבחור בו הוא המסע לבחור בטוב, להתעלות מעבר לצרכים ההישרדותיים ומאבקי כוחות, להתעלות מעבר להבדלים הזניחים שיש ביננו כבני אדם, ובמקום לבחור לאחד כוחות כדי לחשוף את הנשגב ולהבין מהי המציאות האמיתית שאנו חיים בה. מסע התפתחות בו אנו מבינים את המציאות ואת עצמנו כדי שנוכל לממש את הפוטנציאל העצום שיש בנו. הדרך לשם ארוכה, אך אפשרית.
קליפ ליצירת הרוק The great gig in the sky של להקת פינק פלויד, שהכנתי על אימת הפצצה האטומית.
רוצים עוד? הנה סדרת פרקים בפודקאסט רוחניות חילונית על המהפכה של איינשטיין
והנה סרטון קצר מתוך הרצאה שלי על המהפכה של איינשטיין במסגרת סדרת המדע וחקר המציאות שהעברתי בסינמטק תל אביב בין השנים 2012- 2015:
רוחניות חילונית 
זה אחד מהדברים שמטריפים אותי, זה הייחוס של E=mc^2 לאנרגיה גרעינית. זה לא שזו טעות לגמרי, אבל הנוסחה הזו נכונה גם לשריפה רגילה. מולקולה של מתאן + 2 דו חמצן, הופכות בשריפה ל2 מולקולות מים ומולקולה של פד"ח, המורכבים מאותם רביכים, אבל תוצא השריפה הוא בעל מאסה פחותה, בגלל E=mc^2. גם כאשר גרעין אורניום 235 מקבל ניוטרון נוסף, ומתפרק לקריפטון 92, ובריום 141 + 3 ניוטרונים, אנחנו מקבלים את אותם 136 חלקיקים, עם אותה המאסה הבסיסית. זה הקשרים ביניהם שיצרו את המאסה.
יתר על כן, הקישור בין המשוואה לביקוע גרעיני התגלה במהלך פרוייקט מנהטן. אני מניח שהפרט הזה נראה סביר, עד שעולה התהייה – אבל למה היה פרוייקט מנהטן, לפני שהבננו שביקוע גרעיני מייצר אנרגיה? התשובה היא שדווקא הבננו מצויין, ואפילו הייתה תאוריה שלמה, שתיארה את האופן שבו תגובת השרשרת הגרעינית מייצרת אנרגיה. המשוואה הקלה מאד על חישובים בדרך לקביעת המאסה הקריטית, ותיאור של תהליכים גרעיניים בשלבים שונים של התרכבות הפצצה, אבל גילוי המשוואה לא הייתה נקודת ההתחלה, וניתן היה – במאמצים רבים מאד, לבנות פצצה גם בלעדיה.
אהבתיאהבתי
היי יאיר, תודה על ההערה. זה נכון, כנראה שהדוגמה הזו של ביקוע גרעיני הפכה לדוגמה הקנונית, גם אם הקשר למשוואה לא מיידי. לעומת זאת, היתוך גרעיני והסבר איך השמש פועלת, כבר הרבה יותר קשורות למשוואה. משום שרק בעקבותיה הבינו את המנגנון הזה.
אהבתיאהבתי