לאנשים רבים, התיאור האסטרונומי של המפץ הגדול דמיוני יותר מכל מיתוס בריאה. כחושבים ביקורתיים, חשוב שנבחן את סיפור הבריאה המדעי הזה ונשאל: עד כמה מודל המפץ הגדול מבוסס? והאם יש דרכים אחרות להסביר את היקום שאנחנו חיים בו, שמתאימות לנתונים באותה מידה? כפי שראינו בסעיפים אחרים, יש שלוש שורות ראיות מתועדות היטב למפץ הגדול, וכפי שנראה כאן, התיאוריות המתחרות לא נתמכו בנתונים באותה מידה.
בסוף שנות ה-40, כשהראיה היחידה למפץ הגדול הייתה ההיסט לאדום של רוב הגלקסיות, הציעה קבוצת תאורטיקנים קוסמולוגיה חלופית שנקראה מודל המצב היציב (steady state). לפי מודל המצב היציב, היקום הומוגני ואיזוטרופי: הוא זהה בכל הכיוונים, ובמבט רחב מספיק אין בו מבנה. השימוש הזה בעיקרון הקוסמולוגי כהנחה מתיישב עם היסוד של המפץ הגדול. אבל מודל המצב היציב קובע גם שלא הייתה ליקום התחלה, ולא הייתה סינגולריות שממנה צמח הכול. כדי להסביר את יחס האבל – מהירות ההתרחקות של הגלקסיות שגדלה עם המרחק – הציעה התיאוריה שאטומים נוצרים בהתמדה ובאופן ספונטני וממלאים את החללים שנוצרים מהתרחקות הגלקסיות. מדענים רבים ראו בהשערה הזאת הפרה שערורייתית של עקרון שימור המסה, אבל מגיני התיאוריה טענו שהיא כמעט אינה שערורייתית יותר מהרעיון שכל המסה של היקום הופיעה ברגע אחד, כמו במודל המפץ הגדול! פרד הויל, אחד מהוגי מודל המצב היציב, טבע את המונח "המפץ הגדול" (big bang). הוא התכוון ללעג, אבל המהלך שלו פעל נגדו, כי השם הקליט דבק. (באנגלית האסטרונומים גם מעדיפים לכתוב את big bang בלי אותיות גדולות, אולי כהערה אירונית על עוצמת הרעיון). מודל המצב היציב גווע אחרי גילוי קרינת הרקע הקוסמית, שלא היה לה הסבר טבעי ביקום שצפיפותו כמעט קבועה.
גם חלופות אחרות למפץ הגדול הוצעו ולא עמדו במבחן. לפי מודל "האור העייף" (tired light), האור מאבד אנרגיה כשהוא חוצה את המרחקים העצומים של החלל, וההיסטים לאדום נגרמים מהאפקט הזה ולא מהתפשטות המרחב. התצפיות פוסלות את מודל האור העייף: הסטות כאלה לא נצפו בתנאים מבוקרים. הפיזיקאי הבריטי פול דיראק, אחד ממייסדי תורת הקוונטים, הציע את הרעיון של כבידה משתנה. אילו כוח הכבידה היה נחלש במשך מיליארדי שנים, הדבר היה מחקה חלק מההשפעות של יקום מתפשט. גם התיאוריה הזאת נפסלה בתצפיות מודרניות ביקום הרחוק: לא נראים הבדלים לאורך הזמן בתנועות המסלוליות של כוכבים ושל גלקסיות בתוך צבירים. למעשה, יש גבולות הדוקים למדי לשינויים לאורך הזמן בעוצמה של כמה מקבועי היסוד.
בשנות ה-30 הציע ריצ'רד טולמן, פיזיקאי מקאלטק, מודל של יקום מתנודד, שבו התפשטות והתכווצות באות זו אחרי זו במחזור אינסופי. אבל רוג'ר פנרוז וסטיבן הוקינג הראו מאוחר יותר שעליית האנטרופיה חלה גם על יקום מתנודד: אחרי מחזורים רבים, היקום היה כאוטי הרבה יותר מזה שאנחנו רואים. אין גם מנגנון פיזיקלי שיסביר את התנודה (אם כי אין גם מנגנון פיזיקלי שמסביר את תחילת המפץ הגדול). בנוסף, המודל המתנודד היה מושך יותר כשהאסטרונומים חשבו שאולי יש ביקום מספיק מסה כדי לגרום להתפשטות עד גודל מרבי ואחריה לקריסה – מודל של יקום סגור. היקום שאנחנו חיים בו אינו סגור; הוא שטוח, והוא יתפשט לנצח, ולכן מודל היקום המתנודד אינו מועדף.
המודלים שנכשלו מראים שהמדענים ממשיכים להפגין כושר המצאה בחשיבה על דרכים להסביר את היקום. מודל המפץ הגדול שרד כי יש לו כוח הסבר וכוח ניבוי. "רשת" של ראיות תומכת ברעיון של שלב מוקדם, צפוף וחם של היקום. אנחנו רואים לא רק את התפשטות האבל, אלא גם קרינה ויסודות קלים שמקורם במצב חם יותר, ואנחנו רואים את האבולוציה הקוסמית של הגלקסיות ושל המבנים הגדולים. המפץ הגדול מקיים את כללי התיאוריה המדעית הטובה: הוא חוזה תחזיות, אפשר לבדוק אותו, ואפשר להפריך אותו. ובכל זאת, יהיה זה יהיר מצד המדענים להאמין שבידיהם פסק הדין הסופי על אירוע הבריאה. ההיסטוריה של הקוסמולוגיה מלמדת שסביר שמחכות לנו הפתעות.
מהי חזית המחקר על המפץ הגדול? יש לנו ראיות למפץ הגדול מהזמן שבו היקום היה בן 380,000 שנה וחם באלפי קלווין (קרינת הרקע הקוסמית), ומהזמן שבו היה בן דקות ספורות וחם בכמיליארד קלווין (שכיחות היסודות הקלים). הציון הבא בדרך יהיה הבנת הפיזיקה בסביבות מיקרו-שנייה אחרי המפץ הגדול, כשנוצרו הפרוטונים והנייטרונים, ולפני כן – כשנוצרה אי-הסימטריה בין חומר לאנטי-חומר. מטרה נוספת היא אישוש רעיון האינפלציה, שמגיע אחורה עד 10−35 שנייה בלבד אחרי המפץ, ולטמפרטורה של 1027 קלווין. מעבר לזה נמצא עידן פלאנק, גבול הידע שלנו, ב-10−43 שנייה ובטמפרטורה של 1032 קלווין. השאלות האולטימטיביות בקוסמולוגיה הן: מה גרם למפץ הגדול, ומה – אם בכלל – היה לפניו?
→ הסעיף הקודם: 17.19 גורל היקום | הסעיף הבא: 17.21 מרחב-זמן ←