במשך עשורים, הפיזיקה מתייחסת למרחב כאל "במה ריקה" או רצף מתמטי מופשט. כנגד תפיסה זו, מציע ד"ר רועי וינטר, חוקר עצמאי ובוגר הפקולטה למדעים והנדסה של חומרים בטכניון, מודל שבו המרחב הוא למעשה מבנה מוצק ומוחשי. במודל הזה, חלקיקים כמו אלקטרונים או פוטונים אינם "עצמים" שנעים בריק, אלא "הפרעות" או רעידות בתוך המבנה של הגביש – ממש כמו פגם נע בתוך חומר.
להנחתו של ד"ר וינטר, היקום כולו הוא גביש אין-סופי הבנוי מ"כדורי פלאנק" (כדורים זעירים וקשיחים) שמסודרים במבנה הנדסי מדויק המוכר לנו כ"סריג יהלום" (Cubic Diamond Lattice). מדוע דווקא יהלום? כי זהו מבנה בעל יציבות מכנית גבוהה וסימטריה ייחודית שמאפשרת מעבר גלים בצורה יעילה לכל הכיוונים. "כשמסתכלים על היקום כעל חומר בעל מבנה הנדסי, הקונפליקט בין הכבידה לקוונטים מתחיל להיפתר. כל הפיזיקה הופכת לשאלה של גיאומטריה ודינמיקה בתוך סריג תלת-ממדי אינסופי וצפוף", אומר ד"ר וינטר. "הגישה הזו מאפשרת לנו להשתמש בכלים מעולם הנדסת החומרים כדי להבין את חוקי היסוד של הטבע".
5 צפייה בגלריה
המרחב אינו ריק: הדמיה של מבנה "יהלום קובייתי" אין-סופי המורכב מכדורי פלאנק, המהווה את התשתית הפיזיקלית של היקום לפי המודל
(הדמיה: באדיבות ד"ר רועי וינטר)
נקודת ההתחלה של התיאוריה הייתה מאוד אינטואיטיבית. בעת שהתבונן ד"ר וינטר במערבולות במים, הגיעה התובנה המרכזית: מערבולת היא "ישות" יציבה עם גבולות ברורים, למרות שהיא עשויה אך ורק מהתווך הנוזלי שבו היא נמצאת. היא אינה חפץ זר, אלא תבנית תנועה.
מכאן צמחה השאלה: האם ייתכן שמה שאנו מכנים "חלקיק יסודי" (כמו אלקטרון) הוא למעשה מערבולת מורכבת ויציבה בתוך המרקם של המרחב עצמו? כדי להפוך את האינטואיציה הזו למדע, היה על ד"ר וינטר להגדיר ממה עשוי המרחב הזה, ואיך הוא מייצר את כל התופעות הפיזיקליות שאנו מכירים.
5 צפייה בגלריה
חלקיק כמערבולת: האלקטרון אינו גוף נפרד, אלא תבנית תנועה יציבה ומורכבת בתוך מרקם הסריג, בדומה למערבולת בתוך מים
(הדמיה: באדיבות ד"ר רועי וינטר)
אחת החידות הגדולות בפיזיקה המודרנית היא הזמן – ממד מסתורי שמתנהג אחרת במקומות שונים. במודל הסריג, הזמן מקבל הגדרה מכנית פשוטה: זמן הוא רצף של אינטראקציות מקומיות. השעון של היקום "מתקתק" בכל פעם שכדור בסריג מתנגש בשכן שלו ומעביר לו תנע.
מכאן נובע הסבר אינטואיטיבי לתורת היחסות ולתופעת "התארכות הזמן": לכל כדור בסריג יש מהירות מוגבלת – מהירות הקול בחומר (מהירות האור בריק). ולכן ניתן להסתכל על תקציב מהירות. "אם מספר כדורים צריכים לזוז יחד במרחב כדי להיות חלק מחלקיק שנע, נשאר להם פחות תקציב לייצר התנגשויות תכופות עם שכניו", מסביר ד"ר וינטר. "פחות התנגשויות משמעו שהשעון המקומי דופק לאט יותר".
5 צפייה בגלריה
האור כהפרעה גלית: המחשה של פוטון המתקדם בתוך הסריג כגל של העברת אנרגיה, כאשר הכדורים מעבירים את הרעידה מאחד לשני
(הדמיה: באדיבות ד"ר רועי וינטר)
המודל מספק גם הסבר מכני לכבידה ולאופק האירועים. לפי המודל, מה שהפיסיקה כיום מכנה מסה, הוא למעשה התנודה של הגביש עצמו כניסיון לאזן הפרעה ולא ההפרעה עצמה. לכן, כשהמסה צפופה מספיק (כמו בחור שחור), כדורי הסריג מגיעים לניצול מלא של מהירותם רק כדי לתחזק את המבנה הקיים. לא נשאר להם שום "תקציב" לייצר זמן או כל אינטראקציה נוספת עם הסביבה. בנקודה זו הזמן עוצר מכנית. זה לא שהמרחב נקרע, אלא שהוא "קפא" מבחינת יכולת העברת המידע.
5 צפייה בגלריה
גבולות הזמן: באזורים צפופים במיוחד, כדורי הסריג מנצלים את כל "תקציב המהירות" שלהם לתחזוקת המבנה, והזמן המקומי קופא
(הדמיה: באדיבות ד"ר רועי וינטר)
כמו כן, המודל מאתגר את הקונסנזוס שהיקום מתפשט. כיום, המדענים מסיקים שהיקום מתפשט בגלל "היסט לאדום" שנצפה באור המגיע מגלקסיות רחוקות. בתיאוריה של ד"ר וינטר, התופעה מוסברת כהתארכות מבנית של הפוטון. כשהפוטון (שהוא הפרעה המעבירה אנרגיה) עובר דרך מיליארדי קילומטרים של סריג, הוא חווה מתיחה במבנה עקב אי הרציפות. שינוי מבנה זה מתבטא בהתארכות הגל שלו (היסט לאדום). "כך נעלם הצורך להמציא 'אנרגיה אפלה' שמנפחת את היקום, וניתן להסביר את התצפיות באמצעות מכניקה פשוטה", הוא מסביר.
5 צפייה בגלריה
התעייפות האור: הפוטון חווה "מתיחה" מבנית ככל שהוא עובר מרחק רב יותר בסריג, מה שמסביר את ההיסט לאדום ללא צורך בהתפשטות היקום
(הדמיה: באדיבות ד"ר רועי וינטר)
הפיזיקה של היום מלאה במונחים מופשטים כמו "עקימות מרחב-זמן" או "קסם קוונטי". על כן, התיאוריה הזו מחזירה את הפיזיקה למקום שאפשר לדמיין, תוך שהיא מאחדת את העולם הקוונטי (הקטן ביותר) עם הכבידה (הגדול ביותר) תחת מכניקה אחת פשוטה. "כמו שכל הבנה עמוקה של חומר הובילה למהפכה טכנולוגית – החשמל, הגרעין, השבבים – הבנה אמיתית של המרחב עשויה לפתוח פתח לתקשורת יעילה יותר, להפקת אנרגיה חדשה ולטכנולוגיות קוונטיות שנראות כיום דמיוניות", מסכם ד"ר וינטר.
