הפיזיקאי הכומר שנגע בראשית היקום
20 ביוני, 2016 זמן קריאה משוער 5 דקות 5 ד׳
50 שנה למותו של ז'ורז' למטר, איש דת, אסטרונום ופיזיקאי שהניח את היסודות לתיאוריית המפץ הגדול
ז'ורז' הנרי ז'וזף אדוארד למטר (Lemaître) נולד ב-17 ביולי 1894 בשרלרואה, בלגיה. בגיל 17 סיים את התיכון הישועי בעירו, שבו התמקד בלימודים קלאסיים, והחל ללמוד הנדסה אזרחית באוניברסיטה הקתולית של לובן. ב-1914, עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה, הפסיק את לימודיו והתגייס לצבא הבלגי כקצין תותחנים. הוא אף קיבל עיטור גבורה על פעילותו במלחמה.
לאחר המלחמה פנה למטר ללימודי פיזיקה ומתמטיקה, ובד בבד למד תיאולוגיה לקראת הסמכתו לכמורה. בשנת 1920 קיבל תואר דוקטור במתמטיקה, על מחקרו שעסק בפונקציות רבות משתנים ממשיים. כעבור שלוש שנים הוסמך לכמורה ויצא לאוניברסיטת קיימברידג' באנגליה, שם היה לתלמיד מחקר באסטרופיזיקה. למטר למד אצל האסטרונום האנגלי הידוע ארתור אדינגטון (Eddington), שפתח בפניו את העולמות המופלאים של הקוסמולוגיה המודרנית, האסטרונומיה והאנליזה הנומרית.
ב-1924 יצא למטר להשתלם באוניברסיטת הרווארד ובמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בארצות הברית. כעבור שנה שב לבלגיה, וקיבל משרת מחקר באוניברסיטה הקתולית של לובן, שם נשאר במשך כל הקריירה המדעית שלו.
ב-1916 פרסם אלברט איינשטיין את תורת היחסות הכללית – התיאוריה המהפכנית ששינתה את פני הפיזיקה. אדינגטון – המנחה של למטר בקיימברידג' – קנה את עולמו כשהוכיח ב-1919 את אחד מרעיונות היחסות הכללית, והראה באמצעות תצפית על ליקוי חמה כי כוח הכבידה מעקם קרני אור. כאשר בדק איינשטיין את משוואות תורת היחסות, הבחין כי על פי מקצת הפתרונות היקום אינו סטטי, כפי שחשבו אז הפיזיקאים, אלא מתפשט או מתכווץ, בהתאם למצב ההתחלתי שלו. לכן הוסיף לתיאוריה עוד מרכיב, הקבוע הקוסמולוגי, שנועד לשמר את היקום במצב בלתי משתנה.
פיזיקה מתועבת
למטר בדק בעצמו פתרונות אפשריים למשוואות של איינשטיין, והגיע למסקנה כי על פי תורת היחסות עצמה, בלי הקבוע הקוסמולוגי, היקום אכן מתפשט. הוא לא ידע זאת, אך כמה שנים קודם לכן הגיע למסקנות דומות הפיזיקאי והמתמטיקאי הרוסי אלכסנדר פרידמן (Friedmann). איינשטיין דחה תחילה על הסף את הפתרונות של פרידמן, וכשהתחיל להרהר בהם ברצינות כבר היה מאוחר מדי מבחינת פרידמן, שמת מטיפוס הבטן ב-1925, בגיל 37 בלבד.
למטר פרסם את ממצאיו ב-1927, בכתב עת מאוד בלתי מוכר – שנתון האקדמיה המדעית של בריסל. הוא הציג במאמר את הרעיון של יקום מתפשט וגם את מה שנקרא לימים חוק האבל (Hubble), הקובע כי עצמים רחוקים מאוד ביקום נעים במהירות יחסית למרחקם מאיתנו. האבל אימת בתצפיות את מהירותן של הגלקסיות המרוחקות, ופרסום ממצאיו ב-1929 היה אבן דרך נוספת בהכרה ביקום המתפשט. עם זאת, המודל של למטר זכה בהכרה מועטה עד שאדינגטון קידם אותו במאמר פרשנות שפרסם ב-1930 בירחון החברה הבריטית לאסטרופיזיקה, שבו הגדיר אותו כ"פתרון מבריק של הבעיות התלויות ועומדות בקוסמולוגיה".
ב-1931, בכינוס שנערך בלונדון, הציג למטר לראשונה את הצעתו שהיקום התרחב מנקודה ראשונית, שאותה כינה "האטום הקדמוני" או "ביצה קוסמית המתפוצצת ברגע בריאת העולם". הרעיון הזה נמצא ביסוד תיאוריית "המפץ הגדול", שפיתחו בהמשך עוד כמה חוקרים.
ההשערה של למטר שהיקום מתפשט, וכי התחיל את התפשטותו מנקודה אחת, התקבלה בקהילה המדעית בספקנות רבה. אפילו אדינגטון כינה את הרעיון של למטר "דוחה", ואיינשטיין העיר לו "המתמטיקה שלך נכונה, אבל הפיזיקה שלך מתועבת". אבל הפיזיקה ה"מתועבת" ניצחה. עד מהרה הצטברו עוד ועוד ראיות להתפשטות היקום, ובסופו של דבר גם לתיאוריית המפץ הגדול (שקיבלה את השם הזה רק כמה שנים מאוחר יותר).
ההסבר היפה ביותר של הבריאה. ז'ורז' למטר | צילום: Science Photo Library
שתי חוויות
איינשטיין הודה בטעותו בסופו של דבר, וכינה את הקבוע הקוסמולוגי "הטעות הגדולה של חיי". לאחר שנכח בהרצאה של למטר ב-1933, הוא אמר "זה ההסבר היפה ומשביע הרצון ביותר של הבריאה ששמעתי אי פעם".
למטר זכה להכרה רבה על תרומתו לפיזיקה. הוא קיבל את העיטור המדעי הבלגי הגבוה ביותר, פרס פרנקי (Francqui); נבחר לאקדמיה האפיפיורית למדעים (וב-1960 אף נבחר לנשיאה); נבחר לאקדמיה המלכותית הבלגית ואף היה הראשון שקיבל (ב-1953) את מדליית אדינגטון, שמעניקה החברה הבריטית לאסטרונומיה.
הכנסייה הקתולית התנגדה בתחילה לתיאוריה של למטר ולרעיון המפץ הגדול בכללותו, אבל בהדרגה שינתה את עמדתה, וב-1951 הכריז האפיפיור פיוס ה-12 כי התיאוריה של למטר מספקת תוקף מדעי לקתוליות. למטר התרעם על ההכרזה, ויחד עם היועץ המדעי של הוותיקן, שכנע את האפיפיור שלא לעסוק עוד בקוסמולוגיה. כקתולי אדוק התנגד למטר לעירוב של מדע ודת, אם כי סבר שאין סתירה בין שתי החוויות האנושיות האלה.
למטר המשיך ללמד באוניברסיטת לובן, עד פרישתו לגמלאות ב-1964. לאחר מכן המשיך במחקריו במעמד של פרופסור אמריטוס, ועסק בין השאר בפיתוח מחשבים ובשפות תכנות. הוא הלך לעולמו ב-20 ביוני 1966, זמן קצר לאחר שנודע על גילוי קרינת הרקע הקוסמית, גילוי שהיה ראיה נוספת להשערה המקורית שלו על היווצרות היקום במפץ אחד גדול.