סקאלות של זמן

פיטר הילמן

ב-1977 צארלס וריי איאמס (Charles and Ray Eames) הציגו סרט דוקומנטרי המציג כ-40 סקאלות של התבוננות פיזיקלית על היקום, החל מרמה של תת חלקיקים ועד לרמה של היקום כולו. בדומה, פיטר הילמן מתאר כאן סקאלות של זמן. 

הסקאלה הקטנה ביותר היא זמן פלנק כ 44- 0.5X10  של שניה.  אין משמעות לגודל זמן קטן יותר וזאת בשל המגבלות שמטיל עקרון אי הוודאות של הייזנברג. הסקאלה הגדולה ביותר היא סקאלת זמן קיומו של היקום (ראה הציור המצורף לנוסח ההרצאה באנגלית). 

עולה כמובן השאלה כיצד נייחס בצורה טבעית יחידות זמן לתהליכים ?  אם התהליך הוא מחזורי נוכל להתייחס לזמן המחזור. ישנם תהליכים שהם כמעט מחזוריים כמו למשל חי אדם, אלו חוזרים על עצמם רק במקורב. גם במקרים כאלו נוכל להתייחס לזמן המחזור המקורב. במקרה של תהליכים שאינם מחזוריים כמו למשל במקרה של פירוק חלקיקים, או תהליכים אחרים בהם החוק השני של התרמודינמיקה מחייב דעיכה אקספוננציאלית, כמו המסה של קרח למים, נוכל להתייחס ל 'זמן מחצית חיים' שהוא הזמן הנדרש למחצית ממספר החלקיקים להתפרק.

איזו סקלת זמן נייחס ליקום כולו ?  אם היקום החל במפץ הגדול ואחריתו בקריסה גדולה פנימה, מפץ גדול שני וחוזר חלילה, הרי שהוא מחזורי ונוכל לייחס לו את זמן המחזור בין מפץ לקריסה. ואולם מחקרים מראים לאחרונה כי היקום שלנו ממשיך ומתפשט וכנראה יעשה כן לעולמים. סופו של עולם כזה הוא קר וחסר חיים. זמן המחזור של יקום כזה הוא אם כן אינסופי. 

"סקאלות של זמן" היא הרצאה שנתן פרופ' פיטר הילמן במוזיאון המדע ע"ש בלומפילד בירושלים בכנס "הזמן: בין מדע לאמנות" שנערך ביום 5.06.2008. תקציר ההרצאה מופיע כאן בעברית, ונוסח מלא שלה מופיע במדור באנגלית של גליון זה.

ב 1977 צארלס וריי איאמס (Charles and Ray Eames) הציגו סרט דוקומנטרי המציג כ-40 סקאלות של התבוננות פיזיקלית על היקום, החל מרמה של תת חלקיקים ועד לרמה של היקום כולו. בדומה, פיטר הילמן מתאר כאן סקאלות של זמן. 

הסקאלה הקטנה ביותר היא זמן פלנק כ- 44- 10 x 0.5 של שניה.  אין משמעות לגודל זמן קטן יותר וזאת בשל המגבלות שמטיל עקרון אי הוודאות של הייזנברג. הסקאלה הגדולה ביותר היא סקאלת זמן קיומו של היקום (ראה הציור המצורף לנוסח ההרצאה באנגלית). 

עולה כמובן השאלה כיצד נייחס בצורה טבעית יחידות זמן לתהליכים ?  אם התהליך הוא מחזורי נוכל להתייחס לזמן המחזור. ישנם תהליכים שהם כמעט מחזוריים כמו למשל חי אדם, אלו חוזרים על עצמם רק במקורב. גם במקרים כאלו נוכל להתייחס לזמן המחזור המקורב. במקרה של תהליכים שאינם מחזוריים כמו למשל במקרה של פירוק חלקיקים, או תהליכים אחרים בהם החוק השני של התרמודינמיקה מחייב דעיכה אקספוננציאלית, כמו המסה של קרח למים, נוכל להתייחס ל 'זמן מחצית חיים' שהוא הזמן הנדרש למחצית ממספר החלקיקים להתפרק.

איזו סקלת זמן נייחס ליקום כולו ?  אם היקום החל במפץ הגדול ואחריתו בקריסה גדולה פנימה, מפץ גדול שני וחוזר חלילה, הרי שהוא מחזורי ונוכל לייחס לו את זמן המחזור בין מפץ לקריסה. ואולם מחקרים מראים לאחרונה כי היקום שלנו ממשיך ומתפשט וכנראה יעשה כן לעולמים. סופו של עולם כזה הוא קר וחסר חיים. זמן המחזור של יקום כזה הוא אם כן אינסופי. 

למאמר המלא באנגלית לחץ כאן: This article in english

 

פיטר הילמן נולד בדרום אפריקה בשנת 1928. בעל דוקטורט מאוניברסיטת הארוורד בפיסיקה גרעינית (1953). עבד, בין היתר, באנגליה, שוודיה, ישראל, ארה"ב ואיטליה. לאחר שכיהן כראש המחלקה לפיסיקה גרעינית במכון ויצמן (1964-7), שינה את תחום המחקר שלו השתנה ב- 1967 לנוירוביולוגיה. לאחר מכן שימש כראש המחלקה לנוירוביולוגיה באוניברסיטה העברית (1972-4). ייסד את מוזיאון המדע ב- 1980 (כיום מוזיאון בלומפילד למדע), עמד בראשו עד 1994, ומאז משמש כמנהלו המדעי.

הזמן: בין מדע לאמנות, אפריל 2009