יוגה, תנועה ופיזיקה – מעבר למזרן – מדוע מתרגלי תנועה צריכים להכיר את סודות היקום / דודו רווח

בס"ד

יוגה, תנועה ופיזיקה -מעבר למזרן- מדוע מתרגלי תנועה צריכים להכיר את סודות היקום:                                                 

עבור רבים, יוגה ואומנויות תנועה הן מסעות פנימיים, חיפוש אחר איזון, גמישות ושקט נפשי דרך הגוף. אולם, אם נרים את מבטנו מעבר למזרן או לאולם האימונים, נגלה שהעקרונות העמוקים המנחים את התרגולים הללו מהדהדים באופן מפתיע עם התגליות המדהימות של הפיזיקה המודרנית. הכרת תיאוריית היחסות, תיאוריית הקוונטים ותיאוריית המיתרים יכולה לא רק להעשיר את ההבנה שלנו את היקום, אלא גם להעמיק את החוויה הגופנית והרוחנית שלנו. משתף כמה כיווני מחשבה צנועים שכל מתרגל ומתרגלת יכולים לפתח מתוך ניסיונם היומי בתרגול.

תיאוריית היחסות: ריקוד המרחב והזמן                                                                                                                    

תיאוריית היחסות של איינשטיין מגלה לנו שהמרחב והזמן אינם ישויות נפרדות ומוחלטים, אלא מרקם דינמי אחד – מרחב-זמן – שמעוות על ידי מסה ואנרגיה. בדומה לכך, בתרגול תנועה, אנו חווים את הקשר האינטימי בין הגוף שלנו (מסה) לתנועה במרחב ובזמן. כל תנוחה (אסאנה) היא ארגון מרחבי ייחודי של הגוף ברגע נתון בזמן. הבנת היחסיות יכולה לעזור לנו להעריך את הזרימה הבלתי פוסקת של התנועה, את השינויים המתמידים במרחב הפנימי והחיצוני שלנו, ואת האופן שבו כל תנוחה משפיעה על הרגע הבא.

תורת הקוונטים: עולם של אפשרויות וקשרים נסתרים                                                                                                    

תורת הקוונטים חושפת עולם תת-אטומי מוזר ומרתק, שבו חלקיקים יכולים להתקיים במספר מצבים בו-זמנית (סופרפוזיציה) ולהיות קשורים זה לזה באופן מידי, ללא קשר למרחק ביניהם (שזירה קוונטית). עקרונות אלה מהדהדים עם התחושה האינטואיטיבית של אחדות וחיבוריות המצויה בבסיס רבות מהמסורות הרוחניות. בתרגול, אנו שואפים לחבר את חלקי הגוף השונים, את הנשימה והתודעה, לכדי חוויה הוליסטית אחת. תורת הקוונטים מזכירה לנו שהמציאות עשויה להיות גמישה וזורמת יותר ממה שאנו תופסים בדרך כלל, ושהקשרים הסמויים בין דברים עמוקים ומשמעותיים.

תורת המיתרים: הרמוניה של היקום                                                                                                                             

תורת המיתרים, הנמצאת בחזית המחקר הפיזיקלי, מציעה תיאור של חלקיקי היסוד כרטטים של "מיתרים" זעירים במרחב רב-ממדי. תיאוריה זו מבקשת לאחד את תורת היחסות ותורת הקוונטים לכדי תיאוריה אחת של הכל. באופן אנלוגי, תרגול תנועה יכול להיתפס כחיפוש אחר הרמוניה פנימית, שילוב של כוח וגמישות, יציבות וזרימה. כל תנועה היא מעין "רטט" ייחודי של הגוף, ובחיבור התנועות זו לזו אנו יוצרים "סימפוניה" שלמה. תורת המיתרים מזכירה לנו את הפוטנציאל לאחדות ולשלמות הטמון בבסיס הקיום.

העשרה מעשית ורוחנית                                                                                                                                         

ההיכרות עם התיאוריות הפיזיקליות הללו אינה רק הרחבה אינטלקטואלית. היא יכולה להעמיק את ההבנה שלנו את טבע המציאות, את מקומנו בתוכה, ואת הפוטנציאל הטמון בתרגול התנועה. היא יכולה לעורר השראה חדשה, להרחיב את גבולות התפיסה שלנו, ולחזק את תחושת החיבור שלנו לעצמנו, לאחרים וליקום כולו. ככל שנתעמק בסודות היקום, כך נוכל להעריך יותר את הפלא של הגוף שלנו ואת כוחה של התנועה ככלי לגילוי עצמי ולחיבור עמוק יותר עם העולם הסובב אותנו.

הסבר מעמיק על תאוריות אלו בפיזיקה:

תורת היחסות, כפי שפותחה על ידי אלברט איינשטיין בתחילת המאה ה-20, כוללת שתי תיאוריות מרכזיות: תורת היחסות הפרטית (פורסמה ב-1905) ותורת היחסות הכללית (פורסמה ב-1915). כל אחת מהן מתמודדת עם היבטים שונים של המרחב, הזמן והכבידה.

תורת היחסות הפרטית 

תורה זו עוסקת בגופים הנעים במהירות קבועה יחסית זה לזה, ואינה כוללת את השפעות הכבידה. היא מבוססת על שתי הנחות יסוד מרכזיות:

1. עקרון היחסות:  חוקי הפיזיקה זהים בכל מערכות הייחוס האינרציאליות (מערכות שנמצאות במנוחה או בתנועה קבועה). המשמעות היא שאין "מערכת ייחוס מועדפת" או "מוחלטת" שביחס אליה ניתן למדוד תנועה אמיתית. כל התנועות הן יחסיות.
2. קביעות מהירות האור:  מהירות האור בריק (c≈3×108m/s) היא קבועה עבור כל הצופים, ללא קשר למהירות מקור האור או מהירות הצופה. זהו אחד הרעיונות המהפכניים ביותר בתורה, שכן הוא סותר את האינטואיציה היומיומית שלנו לגבי חיבור מהירויות.

השלכות מרכזיות של תורת היחסות הפרטית:

• התארכות זמן :  (Time Dilation) זמן אינו מוחלט. שעון נע יראה זמן שחולף לאט יותר ביחס לשעון במנוחה של צופה אחר. ככל שהמהירות היחסית גדלה, כך התארכות הזמן נעשית משמעותית יותר. הנוסחה המתארת זאת היא : Δt′=1−c2v2​​Δt​  כאשר  Δt′ הוא פרק הזמן שנמדד על ידי הצופה במנוחה, Δt הוא פרק הזמן שנמדד על ידי הצופה הנע עם השעון, ו-v היא המהירות היחסית בין הצופים.
• התקצרות אורך (Length Contraction) : אורך של עצם נע יראה קצר יותר בכיוון התנועה שלו ביחס לאורכו במנוחה. הנוסחה המתארת זאת היא: L′=L1−c2v2​​  כאשר L′  הוא האורך הנמדד על ידי הצופה במנוחה, ו-L  הוא האורך העצמי של העצם (אורכו במערכת הייחוס שבה הוא נמצא במנוחה).
• שקילות מסה ואנרגיה (E=mc2) : אחת התוצאות המפורסמות ביותר של תורת היחסות הפרטית היא הקשר בין מסה לאנרגיה. מסה ואנרגיה הן שני ביטויים שונים של אותו דבר, וניתן להמיר אחת לשנייה. הנוסחה E=mc2  מראה שכמות קטנה של מסה יכולה להפוך לכמות עצומה של אנרגיה, ולהיפך. זהו הבסיס לתהליכים גרעיניים כמו ביקוע גרעיני ומיזוג גרעיני.
• יחסיות הסימולטניות:  שני אירועים שנראים סימולטניים (מתרחשים בו-זמנית) עבור צופה אחד, לא בהכרח ייראו סימולטניים עבור צופה אחר שנמצא בתנועה יחסית אליו.

תורת היחסות הכללית 

תורה זו מרחיבה את תורת היחסות הפרטית וכוללת בתוכה את השפעות הכבידה. איינשטיין הציג רעיון מהפכני נוסף:

• עקרון השקילות:  אין הבדל פיזיקלי בין כוח הכבידה לבין כוח אינרציאלי הנובע מתאוצה. לדוגמה, אדם שנמצא בתוך מעלית מואצת כלפי מעלה ירגיש כוח כלפי מטה בדיוק כפי שהיה מרגיש בגלל כוח הכבידה על פני כדור הארץ.

השלכות מרכזיות של תורת היחסות הכללית:

• כבידה כעיקום של המרחב-זמן:  במקום לתאר את הכבידה ככוח הפועל בין מסות, תורת היחסות הכללית מתארת אותה כתוצאה של עיקום במבנה המרחב-זמן הנגרם על ידי נוכחות של מסה ואנרגיה. ככל שיש יותר מסה או אנרגיה, כך העיקום חזק יותר. גופים נעים ב"קוים ישרים" במרחב-זמן המעוקם הזה, וזה מה שאנחנו תופסים ככוח הכבידה.
• הסברים לתופעות שלא הוסברו על ידי ניוטון: תורת היחסות הכללית מסבירה במדויק תופעות שהמודל הניוטוני לא הצליח להסביר במלואן, כמו הפרצסיה של מסלול כוכב חמה סביב השמש, והסטייה של אור כשהוא עובר ליד גופים מסיביים.
• חיזוי תופעות חדשות:  התורה ניבאה קיום של תופעות חדשות שאושרו מאוחר יותר, כמו גלים כבידתיים (שיבושים במרחב-זמן המתפשטים כגלים) וחורים שחורים (אזורים במרחב-זמן שבהם כוח הכבידה כה חזק שאפילו אור לא יכול להימלט מהם).
• הבסיס לקוסמולוגיה מודרנית: תורת היחסות הכללית היא המסגרת התיאורטית המרכזית להבנת המבנה וההתפתחות של היקום בקנה מידה גדול. היא משמשת בתיאור המפץ הגדול, התפשטות היקום, והיווצרות מבנים קוסמיים.

סיכום קצר:

• תורת היחסות הפרטית: עוסקת בתנועה יחסית במהירות קבועה וקובעת שמהירות האור קבועה לכל הצופים. היא מובילה למושגים כמו התארכות זמן, התקצרות אורך ושקילות מסה ואנרגיה.
• תורת היחסות הכללית: מרחיבה את תורת היחסות הפרטית ומתארת את הכבידה כעיקום של המרחב-זמן הנגרם על ידי מסה ואנרגיה. היא מסבירה תופעות כבידה בצורה מדויקת יותר ומנבאת תופעות חדשות.

תורת היחסות היא אחת מאבני היסוד של הפיזיקה המודרנית, והיא שינתה באופן קיצוני את ההבנה שלנו על המרחב, הזמן והכבידה. היא ממשיכה להיות רלוונטית במחקרים מתקדמים בתחומי האסטרופיזיקה, הקוסמולוגיה ופיזיקת החלקיקים.

_____________________________________________________

תורת הקוונטים היא ענף מרכזי בפיזיקה המתאר את התכונות הפיזיקליות של הטבע בקנה מידה של אטומים וחלקיקים תת-אטומיים. שלא כמו מכניקה קלאסית, שבה גדלים פיזיקליים כמו מיקום ותנע יכולים להיות ידועים בדיוק רב, בתורת הקוונטים ישנה אי-ודאות בסיסית לגבי גדלים אלה.

הנה כמה מושגי מפתח בתורה הקוונטית:

• קוונטיזציה: גדלים פיזיקליים מסוימים, כמו אנרגיה, יכולים לקבל רק ערכים בדידים ספציפיים, הנקראים קוונטים. זהו מקור השם "תורת הקוונטים".
• דואליות גל-חלקיק: חלקיקים אלמנטריים, כמו אלקטרונים ופוטונים, יכולים להפגין התנהגות הן של גלים והן של חלקיקים, בהתאם לתנאים הניסיוניים.
• עקרון האי-ודאות של הייזנברג: עקרון זה קובע כי קיימת מגבלה על הדיוק שבו ניתן לדעת בו-זמנית זוגות מסוימים של תכונות פיזיקליות של חלקיק, כגון מיקום ותנע. ככל שאנו יודעים את אחד מהם בדיוק רב יותר, כך פחות נוכל לדעת את השני. מבחינה מתמטית, עבור מיקום (Δx) ותנע (Δp) לאורך אותו ציר, עקרון האי-ודאות מנוסח כך: ΔxΔp≥2ℏ​ כאשר ℏ הוא קבוע פלאנק המצומצם.
• פונקציית גל:  מצב של חלקיק קוונטי מתואר על ידי פונקציית גל (ψ), שהיא פונקציה מתמטית המכילה את כל המידע האפשרי על החלקיק. ריבוע הערך המוחלט של פונקציית הגל (∣ψ∣2) נותן את צפיפות ההסתברות למצוא את החלקיק במיקום מסוים.
• משוואת שרדינגר:  זוהי משוואה דיפרנציאלית יסודית בתורת הקוונטים המתארת כיצד מצבה הקוונטי של מערכת פיזיקלית משתנה עם הזמן. קיימות שתי צורות עיקריות של המשוואה:
  • משוואת שרדינגר התלויה בזמןiℏ∂t∂​Ψ(r,t)=H^Ψ(r,t) :
  • משוואת שרדינגר הבלתי תלויה בזמןH^ψ(r)=Eψ(r) :  כאשר  Ψ היא פונקציית הגל התלויה בזמן, ψ  היא פונקציית הגל הבלתי תלויה בזמן, H^ הוא אופרטור ההמילטוניאן (המייצג את האנרגיה הכוללת של המערכת), ו-E היא האנרגיה של המערכת.

תורת הקוונטים היא תיאוריה מאוד מוצלחת המסבירה מגוון רחב של תופעות, החל מהתנהגות אטומים ומולקולות ועד לאינטראקציה של אור וחומר. היא מהווה את הבסיס להבנת טכנולוגיות מודרניות רבות, כגון לייזרים, טרנזיסטורים ומחשבים קוונטיים.

_______________________________________________________

תיאוריית המיתרים היא ניסיון שאפתני ומסקרן בפיזיקה תיאורטית לאחד את כל הכוחות והחלקיקים היסודיים בטבע במסגרת תיאורטית אחת. במקום להתייחס לחלקיקים יסודיים כנקודות חסרות ממד, התיאוריה הזו מציעה שהם למעשה מיתרים זעירים, רוטטים וחד-ממדיים.

תחשובו על זה כמו על מיתר בגיטרה. אופן הרטט של המיתר קובע איזה צליל הוא מפיק. באופן דומה, אופן הרטט של מיתר יסודי קובע איזה סוג של חלקיק הוא יהיה – אלקטרון, פוטון, קווארק, ואפילו חלקיק הכבידה התיאורטי, הגרוויטון.

הנה כמה נקודות מפתח לגבי תיאוריית המיתרים:

• איחוד כוחות: אחת המוטיבציות העיקריות לתיאוריה היא הרצון לאחד את תורת היחסות הכללית של איינשטיין, המתארת את כוח הכבידה ואת מבנה היקום בקנה מידה גדול, עם תורת הקוונטים, המתארת את הכוחות והחלקיקים ברמה התת-אטומית. שתי התיאוריות הללו מצליחות מאוד בתחומן, אך הן סותרות זו את זו כאשר מנסים לשלב אותן. תיאוריית המיתרים מציעה מסגרת שיכולה באופן פוטנציאלי לגשר על הפער הזה.
• יותר ממדים: כדי שהמתמטיקה של תיאוריית המיתרים תעבוד באופן עקבי, היא דורשת קיום של יותר משלושת ממדי המרחב ואחד ממד הזמן שאנו מכירים. התיאוריה המקורית (תיאוריית המיתר הבוזוני) דרשה 26 ממדים, בעוד שגרסאות מתקדמות יותר כמו תיאוריית העל-מיתרים דורשות 10 או 11 ממדים. הממדים הנוספים הללו, על פי התיאוריה, מכווצים לגדלים קטנים מאוד ולכן אינם נצפים על ידינו ביום-יום.
• תיאוריה "של הכל" פוטנציאלית: מכיוון שהיא שואפת לאחד את כל הכוחות והחלקיקים, תיאוריית המיתרים מכונה לעיתים "התיאוריה של הכל (Theory of Everything)  " . אם היא תתברר כנכונה, היא תוכל לספק תיאור בסיסי ומאוחד של כל התופעות הפיזיקליות ביקום.
• אתגרים וביקורת: למרות הפוטנציאל הרב שלה, תיאוריית המיתרים עדיין לא אומתה באופן ניסויי. האנרגיות הנדרשות כדי לבחון את קנה המידה של מיתרי פלאנק (אורך של כ-∼10−35 מטר) הן הרבה מעבר ליכולות הטכנולוגיות הנוכחיות שלנו. בנוסף, קיימות גרסאות רבות ושונות של תיאוריית המיתרים, מה שמקשה על גיבוש תיאוריה אחת מגובשת. ישנם פיזיקאים המבקרים את התיאוריה בטענה שהיא אינה ניתנת לבדיקה ניסויית ולכן אינה מדעית במובן הקלאסי.

לסיכום, תיאוריית המיתרים היא גישה תיאורטית מרתקת לפיזיקה, המציעה תמונה חדשה של החלקיקים היסודיים כרוטטים חד-ממדיים ופוטנציאל לאיחוד כל הכוחות בטבע. למרות האתגרים והביקורות, היא ממשיכה להיות תחום מחקר פעיל ומרכזי בפיזיקה תיאורטית.

מאת : דודו רווח – בית הספר לתנועה אינטגרטיבית