A few months ago the Nobel Prize in physics was awarded to two teams of astronomers for a discovery that has been hailed as one of the most important astronomical observations ever. And today, after briefly describing what they found, I'm going to tell you about a highly controversial framework for explaining their discovery, namely the possibility that way beyond the Earth, the Milky Way and other distant galaxies, we may find that our universe is not the only universe, but is instead part of a vast complex of universes that we call the multiverse.
Il y a quelques mois le Prix Nobel de physique a été décerné à deux équipes d'astronomes pour une découverte qui a été reconnue comme l'une des observations astronomiques les plus importantes de tous les temps. Et aujourd'hui, après avoir décrit brièvement ce qu'ils ont découvert, je vais vous parler d'une théorie très controversée qui explique leur découverte, c'est-à-dire la possibilité que bien au-delà de la Terre, de la Voie Lactée et d'autres galaxies éloignées, il se pourrait que notre univers ne soit pas le seul univers, mais fasse en fait partie d'un ensemble d'univers que nous appelons le multivers.
Now the idea of a multiverse is a strange one. I mean, most of us were raised to believe that the word "universe" means everything. And I say most of us with forethought, as my four-year-old daughter has heard me speak of these ideas since she was born. And last year I was holding her and I said, "Sophia, I love you more than anything in the universe." And she turned to me and said, "Daddy, universe or multiverse?" (Laughter)
L'idée d'un multivers est étrange. La plupart d'entre nous avons grandi en croyant que le mot « univers » veut tout dire. En disant la plupart d'entre nous je suis prévoyant, puisque ma fille de 4 ans m'entend parler de ça depuis qu'elle est née. L'année dernière je la tenais dans mes bras et je lui ai dit, « Sophia, je t'aime plus que tout dans l'univers. » Elle s'est retournée et m'a dit, « Papa, univers ou multivers ? » (Rires)
But barring such an anomalous upbringing, it is strange to imagine other realms separate from ours, most with fundamentally different features, that would rightly be called universes of their own. And yet, speculative though the idea surely is, I aim to convince you that there's reason for taking it seriously, as it just might be right. I'm going to tell the story of the multiverse in three parts. In part one, I'm going to describe those Nobel Prize-winning results and to highlight a profound mystery which those results revealed. In part two, I'll offer a solution to that mystery. It's based on an approach called string theory, and that's where the idea of the multiverse will come into the story. Finally, in part three, I'm going to describe a cosmological theory called inflation, which will pull all the pieces of the story together.
Mais mis à part cette éducation anormale, il est bizarre d’imaginer d’autres mondes différents du nôtre, avec des caractéristiques fondamentalement différentes, qu'on pourrait à juste titre appeler des univers à part entière. Cependant, bien que l’idée soit certainement spéculative, je veux vous convaincre qu’il y a une raison pour la prendre au sérieux puisque ça pourrait être vrai. Je vais vous raconter l’histoire du multivers en trois parties. Dans la première partie, je vais vous décrire les résultats des lauréats du Prix Nobel pour mettre en évidence un mystère profond que ces résultats ont dévoilé. Dans la deuxième partie, je vais vous proposer une solution à ce mystère. Elle se base sur une approche appelée la théorie des cordes, et c'est là que l’idée du multivers entre dans l’histoire. Enfin, dans la troisième partie, je vais vous décrire une théorie cosmologique appelée inflation, qui va rassembler toutes les pièces de l’histoire.
Okay, part one starts back in 1929 when the great astronomer Edwin Hubble realized that the distant galaxies were all rushing away from us, establishing that space itself is stretching, it's expanding. Now this was revolutionary. The prevailing wisdom was that on the largest of scales the universe was static. But even so, there was one thing that everyone was certain of: The expansion must be slowing down. That, much as the gravitational pull of the Earth slows the ascent of an apple tossed upward, the gravitational pull of each galaxy on every other must be slowing the expansion of space.
Ok, la première partie remonte à 1929 quand le grand astronome Edwin Hubble s'est rendu compte que les galaxies lointaines s’éloignaient toutes de nous, en établissant que l'espace même s'étire, il est en extension, C’était révolutionnaire. La sagesse prédominante était que sur la plus grande échelle l’univers était statique. Et pourtant il y avait une chose dont on était tous certain : l’expansion doit être en train de ralentir. Que tout comme la force de gravité de la Terre ralentit la montée d'une pomme lancée en l'air, la force de gravité d’une galaxie sur toutes les autres doit ralentir l'expansion de l'espace.
Now let's fast-forward to the 1990s when those two teams of astronomers I mentioned at the outset were inspired by this reasoning to measure the rate at which the expansion has been slowing. And they did this by painstaking observations of numerous distant galaxies, allowing them to chart how the expansion rate has changed over time. Here's the surprise: They found that the expansion is not slowing down. Instead they found that it's speeding up, going faster and faster. That's like tossing an apple upward and it goes up faster and faster. Now if you saw an apple do that, you'd want to know why. What's pushing on it?
Avançons rapidement aux années 90 quand ces deux équipes d' astronomes que j'ai citées au début ont été inspirées par ce raisonnement pour mesurer le taux auquel l'expansion ralentit. Et elles l'ont fait en suivant des observations minutieuses de nombreuses galaxies lointaines, qui leur ont permis de représenter comment le taux d'expansion a changé dans le temps. Voilà la surprise : Ils ont découvert que l'expansion ne ralentit pas. Par contre ils ont découvert qu'elle accélère, de plus en plus. C'est un peu si vous lancez une pomme en l'air et qu'elle accélère de plus en plus. Si vous voyez une pomme faire ça, vous voudriez savoir pourquoi. Qu'est-ce qui la pousse ?
Similarly, the astronomers' results are surely well-deserving of the Nobel Prize, but they raised an analogous question. What force is driving all galaxies to rush away from every other at an ever-quickening speed? Well the most promising answer comes from an old idea of Einstein's. You see, we are all used to gravity being a force that does one thing, pulls objects together. But in Einstein's theory of gravity, his general theory of relativity, gravity can also push things apart.
De même, les résultats des astronomes méritent sûrement le prix Nobel, mais ils ont soulevé une question analogue.. Quelle force pousse les galaxies à s'éloigner les unes des autres à une vitesse croissante ? La réponse la plus prometteuse nous vient d'une vieille idée d'Einstein. Nous sommes tous habitués à la gravité comme étant une force qui ne fait qu'une chose, elle fait attirer les objets entre eux. Mais dans la théorie de la gravité d'Einstein, sa théorie générale de la relativité, la gravité peut également faire s'éloigner les choses entre elles.
How? Well according to Einstein's math, if space is uniformly filled with an invisible energy, sort of like a uniform, invisible mist, then the gravity generated by that mist would be repulsive, repulsive gravity, which is just what we need to explain the observations. Because the repulsive gravity of an invisible energy in space -- we now call it dark energy, but I've made it smokey white here so you can see it -- its repulsive gravity would cause each galaxy to push against every other, driving expansion to speed up, not slow down. And this explanation represents great progress.
Comment ? Selon les calculs d’Einstein, si l'espace est uniformément rempli d'une énergie invisible, comme une sorte de brouillard uniforme et invisible, alors la gravité générée par ce brouillard serait répulsive, une gravité répulsive, qui est pile ce dont nous avons besoin pour expliquer les observations. Parce que la gravité répulsive d'une énergie invisible dans l'espace -- nous l'appelons maintenant énergie sombre, mais ici je l'ai représentée par une fumée blanche pour que vous puissiez la voir, sa gravité répulsive entrainerait chaque galaxie à se repousser les unes des autres, en poussant l'expansion à accélérer, pas à ralentir. Et cette explication représente un grand progrès.
But I promised you a mystery here in part one. Here it is. When the astronomers worked out how much of this dark energy must be infusing space to account for the cosmic speed up, look at what they found. This number is small. Expressed in the relevant unit, it is spectacularly small. And the mystery is to explain this peculiar number. We want this number to emerge from the laws of physics, but so far no one has found a way to do that.
Mais je vous ai promis un mystère dans cette première partie. Le voilà. Quand les astronomes ont découvert la quantité d’énergie sombre contenue dans l’espace responsable de l’accélération cosmique, regardez ce qu’ils ont découvert. Le chiffre est petit. exprimé dans l'unité appropriée, c’est spectaculairement petit. Et le mystère c’est expliquer ce chiffre aussi petit. Nous voulons que ce chiffre ressorte des lois de la physique, mais jusque là personne n’a trouvé le moyen de le faire.
Now you might wonder, should you care? Maybe explaining this number is just a technical issue, a technical detail of interest to experts, but of no relevance to anybody else. Well it surely is a technical detail, but some details really matter. Some details provide windows into uncharted realms of reality, and this peculiar number may be doing just that, as the only approach that's so far made headway to explain it invokes the possibility of other universes -- an idea that naturally emerges from string theory, which takes me to part two: string theory.
Vous vous demandez peut-être, si c’est important. Peut-être qu’expliquer ce chiffre n'est qu'une question technique, un détail technique qui n’intéresse que les experts, sans importance pour n’importe qui d’autre. C’est sûrement un détail technique, mais certains détails sont importants. Certains détails fournissent des ouvertures sur des domaines inexplorés de la réalité, et ce chiffre particulier pourrait justement faire ça, puisque la seule approche utilisée jusqu’à aujourd’hui pour l’expliquer invoque la possibilité de l’existence d’autres univers -- une idée qui ressort directement de la théorie des cordes, ce qui m’amène à la deuxième partie : la théorie des cordes.
So hold the mystery of the dark energy in the back of your mind as I now go on to tell you three key things about string theory. First off, what is it? Well it's an approach to realize Einstein's dream of a unified theory of physics, a single overarching framework that would be able to describe all the forces at work in the universe. And the central idea of string theory is quite straightforward. It says that if you examine any piece of matter ever more finely, at first you'll find molecules and then you'll find atoms and subatomic particles. But the theory says that if you could probe smaller, much smaller than we can with existing technology, you'd find something else inside these particles -- a little tiny vibrating filament of energy, a little tiny vibrating string. And just like the strings on a violin, they can vibrate in different patterns producing different musical notes. These little fundamental strings, when they vibrate in different patterns, they produce different kinds of particles -- so electrons, quarks, neutrinos, photons, all other particles would be united into a single framework, as they would all arise from vibrating strings. It's a compelling picture, a kind of cosmic symphony, where all the richness that we see in the world around us emerges from the music that these little, tiny strings can play.
Gardez donc à l’esprit le mystère de l’énergie sombre pendant que je vous raconte trois points clé sur la théorie des cordes. Tout d’abord, qu’est-ce que c’est ? C’est une approche pour réaliser le rêve d’Einstein d’une théorie unifiée de la physique, une structure globale unique qui serait en mesure de décrire toutes les forces de l’univers. Et l’idée centrale de la théorie des cordes est assez simple. Elle dit que si vous examinez de plus en plus près n’importe quel morceau de matière, au début vous trouverez des molécules et ensuite vous trouverez des atomes et des particules subatomiques. Mais la théorie dit que si vous pouviez aller encore plus loin, bien plus loin que ce que nous pouvons faire avec la technologie actuelle, vous trouveriez autre chose dans ces particules : un minuscule filament d’énergie qui vibre, une minuscule corde qui vibre. Et tout comme les cordes d’un violon, elles peuvent vibrer selon des modèles différents en produisant des notes différentes. Ces petites cordes fondamentales, en vibrant selon différents modèles, produisent différents types de particules -- des électrons, des quarks, des neutrinos, des photons, et toutes les autres particules se retrouveraient unies dans une seule structure, puisqu'elles seraient toutes issues de la vibration des cordes. C’est un cadre convaincant, une sorte de symphonie cosmique, où toute la richesse que nous voyons dans le monde qui nous entoure émerge de la musique que ces petites cordes minuscules peuvent jouer.
But there's a cost to this elegant unification, because years of research have shown that the math of string theory doesn't quite work. It has internal inconsistencies, unless we allow for something wholly unfamiliar -- extra dimensions of space. That is, we all know about the usual three dimensions of space. And you can think about those as height, width and depth. But string theory says that, on fantastically small scales, there are additional dimensions crumpled to a tiny size so small that we have not detected them. But even though the dimensions are hidden, they would have an impact on things that we can observe because the shape of the extra dimensions constrains how the strings can vibrate. And in string theory, vibration determines everything. So particle masses, the strengths of forces, and most importantly, the amount of dark energy would be determined by the shape of the extra dimensions. So if we knew the shape of the extra dimensions, we should be able to calculate these features, calculate the amount of dark energy.
Mais cette unification élégante a un coût, parce que des années de recherche ont montré que les mathématiques de la théorie des cordes ne marchent pas vraiment. Il y a des contradictions internes, à moins que nous n’acceptions quelque chose de totalement inhabituel -- d’autres dimensions de l’espace. Nous connaissons tous les trois dimensions de l’espace. Et vous pouvez les voir comme hauteur, largeur et profondeur. Mais la théorie des cordes dit que, à des échelles extraordinairement petites, il y a d’autres dimensions écrasées à une taille si minuscule que nous ne les avons pas détectées. Mais même si les dimensions sont cachées, elles auraient un impact sur les choses que nous observons parce que la forme des dimensions supplémentaires détermine la manière dont les cordes vibrent. Et dans la théorie des cordes, la vibration détermine tout. La masse des particules, la puissance des forces, et surtout, la quantité d’énergie sombre seraient déterminées par la forme des dimensions supplémentaires. Si nous connaissions la forme de ces autres dimensions, nous serions capables de calculer ces éléments, de calculer la quantité d’énergie sombre.
The challenge is we don't know the shape of the extra dimensions. All we have is a list of candidate shapes allowed by the math. Now when these ideas were first developed, there were only about five different candidate shapes, so you can imagine analyzing them one-by-one to determine if any yield the physical features we observe. But over time the list grew as researchers found other candidate shapes. From five, the number grew into the hundreds and then the thousands -- A large, but still manageable, collection to analyze, since after all, graduate students need something to do. But then the list continued to grow into the millions and the billions, until today. The list of candidate shapes has soared to about 10 to the 500.
La difficulté vient du fait que nous ne connaissons pas la forme de ces autres dimensions. Tout ce que nous avons c’est une liste de formes possibles basées sur les maths. Quand ces idées ont été développées, il y avait seulement cinq formes possibles, vous pouvez donc imaginez de les analyser une par une pour déterminer si l’une d’entre elles nous donne les caractéristiques physiques que nous observons. Mais au fil du temps la liste s’est allongée et les chercheurs ont trouvé d’autres formes potentielles. De cinq, nous sommes passés à des centaines et ensuite à des milliers -- Une grande collection à analyser, mais encore maitrisable, puisque après tout, les étudiants doivent trouver quelque chose à faire. Mais ensuite la liste s'est encore allongée à des millions et des milliards, jusqu’à aujourd’hui. La liste de formes potentielles a atteint le chiffre de 10 à la puissance 500.
So, what to do? Well some researchers lost heart, concluding that was so many candidate shapes for the extra dimensions, each giving rise to different physical features, string theory would never make definitive, testable predictions. But others turned this issue on its head, taking us to the possibility of a multiverse. Here's the idea. Maybe each of these shapes is on an equal footing with every other. Each is as real as every other, in the sense that there are many universes, each with a different shape, for the extra dimensions. And this radical proposal has a profound impact on this mystery: the amount of dark energy revealed by the Nobel Prize-winning results.
Alors, que faire ? Certains chercheurs ont perdu courage, en concluant qu’il y avait tellement de formes possibles pour les dimensions supplémentaires, chacune donnant lieu à des caractéristiques physiques différentes, que la théorie des cordes ne pourrait jamais faire de prédictions décisives et vérifiables. Mais d’autres ont vu le problème différemment, en nous amenant à la possibilité d’un multivers. Voilà l’idée. Peut-être que chacune de ces formes est au même niveau que les toutes autres. Elles sont toutes réelles, dans le sens où il y a beaucoup d’univers, chacun avec une forme différente, pour les dimensions supplémentaires. Et cette proposition radicale a un impact profond sur ce mystère : la quantité d’énergie sombre révélée par les résultats des lauréats du prix Nobel.
Because you see, if there are other universes, and if those universes each have, say, a different shape for the extra dimensions, then the physical features of each universe will be different, and in particular, the amount of dark energy in each universe will be different. Which means that the mystery of explaining the amount of dark energy we've now measured would take on a wholly different character. In this context, the laws of physics can't explain one number for the dark energy because there isn't just one number, there are many numbers. Which means we have been asking the wrong question. It's that the right question to ask is, why do we humans find ourselves in a universe with a particular amount of dark energy we've measured instead of any of the other possibilities that are out there?
Parce que voyez-vous, s’il existe d’autres univers, et si ces univers ont chacun, disons, une forme différente pour les dimensions supplémentaires, alors les caractéristiques physiques de chaque univers seront différentes, et surtout, la quantité d’énergie sombre dans chaque univers sera différente. Ce qui signifie que le mystère qui explique la quantité d’énergie sombre que nous avons mesurée prend un caractère complètement différent. Dans ce contexte, les lois de la physique ne peuvent pas expliquer un seul chiffre pour l’énergie sombre parce qu’il y a n’y a pas un seul chiffre, il y a beaucoup de chiffres. Ce qui signifie que nous nous sommes posé la mauvaise question. Et la bonne question à poser est, pourquoi nous les humains sommes dans un univers avec une certaine quantité d’énergie sombre que nous avons mesurée au lieu de n’importe quelle autre possibilité disponible ?
And that's a question on which we can make headway. Because those universes that have much more dark energy than ours, whenever matter tries to clump into galaxies, the repulsive push of the dark energy is so strong that it blows the clump apart and galaxies don't form. And in those universes that have much less dark energy, well they collapse back on themselves so quickly that, again, galaxies don't form. And without galaxies, there are no stars, no planets and no chance for our form of life to exist in those other universes.
Et voilà la question qui nous permettra d’avancer. Parce que dans ces univers qui ont beaucoup plus d’énergie sombre que le nôtre, chaque fois que la matière essaye de se regrouper en galaxies, la force répulsive de la matière sombre est tellement forte qu’elle disperse ce qui se rassemble et les galaxies ne se forment pas Et dans ces univers qui ont beaucoup moins d’énergie sombre, ils s’effondrent sur eux-mêmes si rapidement qu'encore une fois les galaxies ne se forment pas Et sans galaxies, il n’y a pas d’étoiles, pas de planètes et aucune chance que notre forme de vie existe dans ces autres univers.
So we find ourselves in a universe with the particular amount of dark energy we've measured simply because our universe has conditions hospitable to our form of life. And that would be that. Mystery solved, multiverse found. Now some find this explanation unsatisfying. We're used to physics giving us definitive explanations for the features we observe. But the point is, if the feature you're observing can and does take on a wide variety of different values across the wider landscape of reality, then thinking one explanation for a particular value is simply misguided.
Nous nous trouvons donc dans un univers avec une certaine quantité d’énergie sombre que nous avons mesurée simplement parce que notre univers a des conditions favorables à notre forme de vie. Et tout est là. Mystère résolu, multivers trouvé. Certains trouvent cette explication insatisfaisante. Nous sommes habitués à une physique qui nous donne des explications définitives pour ce que nous observons. Mais le problème est que, si la caractéristique que nous observons peut et doit prendre un grand nombre de valeurs dans tout le vaste paysage de la réalité, alors penser à une explication pour une valeur particulière est tout simplement malavisé.
An early example comes from the great astronomer Johannes Kepler who was obsessed with understanding a different number -- why the Sun is 93 million miles away from the Earth. And he worked for decades trying to explain this number, but he never succeeded, and we know why. Kepler was asking the wrong question.
Un premier exemple nous vient du grand astronome Kepler qui était obsédé par la compréhension d’un autre chiffre -- pourquoi le Soleil se trouve à 150 millions de km de la Terre. Il a travaillé pendant des décennies pour expliquer ce chiffre, mais sans succès, et nous savons pourquoi. Kepler se posait la mauvaise question.
We now know that there are many planets at a wide variety of different distances from their host stars. So hoping that the laws of physics will explain one particular number, 93 million miles, well that is simply wrongheaded. Instead the right question to ask is, why do we humans find ourselves on a planet at this particular distance, instead of any of the other possibilities? And again, that's a question we can answer. Those planets which are much closer to a star like the Sun would be so hot that our form of life wouldn't exist. And those planets that are much farther away from the star, well they're so cold that, again, our form of life would not take hold. So we find ourselves on a planet at this particular distance simply because it yields conditions vital to our form of life. And when it comes to planets and their distances, this clearly is the right kind of reasoning. The point is, when it comes to universes and the dark energy that they contain, it may also be the right kind of reasoning.
Nous savons maintenant qu’il y a beaucoup de planètes à différentes distances de leurs étoiles hôtes. Espérer que les lois de la physique expliquent un chiffre en particulier, 150 millions de km, c’est tout simplement faire fausse route. La bonne question à poser est plutôt, pourquoi nous les humains nous trouvons-nous sur une planète à cette distance précise, au lieu d’une autre ? Encore une fois, c’est une question à laquelle nous pouvons répondre. Ces planètes qui sont plus proches d’une étoile comme le Soleil seraient tellement chaudes que notre forme de vie n’existerait pas. Et ces planètes qui sont beaucoup plus éloignées de l’étoile, seraient tellement froides que notre forme de vie ne pourrait pas se développer. Nous nous trouvons donc sur une planète à une distance précise simplement parce qu’elle fournit les conditions essentielles à notre forme de vie. Et quand il s’agit des planètes et de leurs distances, c’est manifestement le bon raisonnement. Le fait est que quand il s’agit d’univers et de l’énergie sombre qu’ils contiennent, ce pourrait être aussi le bon raisonnement.
One key difference, of course, is we know that there are other planets out there, but so far I've only speculated on the possibility that there might be other universes. So to pull it all together, we need a mechanism that can actually generate other universes. And that takes me to my final part, part three. Because such a mechanism has been found by cosmologists trying to understand the Big Bang. You see, when we speak of the Big Bang, we often have an image of a kind of cosmic explosion that created our universe and set space rushing outward.
Une différence clé, bien sûr, c’est que nous savons qu’il existe d’autres planètes, mais jusqu’ici j’ai juste supposé qu’il puisse y avoir d’autres univers. Donc, pour tout mettre ensemble il nous faut un mécanisme qui puisse vraiment créer d’autres univers. Et cela m’amène à la dernière partie, la troisième partie. Parce que les cosmologistes ont trouvé un tel mécanisme en essayant de comprendre le Big Bang. Quand nous parlons du Big Bang, nous en avons souvent une image d’une sorte d’explosion cosmique qui a créé notre univers en déclenchant l’expansion.
But there's a little secret. The Big Bang leaves out something pretty important, the Bang. It tells us how the universe evolved after the Bang, but gives us no insight into what would have powered the Bang itself. And this gap was finally filled by an enhanced version of the Big Bang theory. It's called inflationary cosmology, which identified a particular kind of fuel that would naturally generate an outward rush of space. The fuel is based on something called a quantum field, but the only detail that matters for us is that this fuel proves to be so efficient that it's virtually impossible to use it all up, which means in the inflationary theory, the Big Bang giving rise to our universe is likely not a one-time event. Instead the fuel not only generated our Big Bang, but it would also generate countless other Big Bangs, each giving rise to its own separate universe with our universe becoming but one bubble in a grand cosmic bubble bath of universes.
Mais il y a un petit secret. Le Big Bang ne prend pas en compte une chose très importante, le Bang. Il nous dit comment l’univers a évolué après le Bang, mais ne nous donne aucune idée de ce qui a déclenché le Bang même. Et cette lacune a finalement été comblée par une version améliorée de la théorie du Big Bang. Elle s’appelle l'inflation cosmique, ce qui a identifié un certain type de combustible qui produit naturellement une expansion de l’espace. Le combustible est basé sur ce qui s’appelle un champ quantique, mais le seul détail qui compte pour nous c’est que ce combustible est tellement efficace qu’il est virtuellement impossible de tout l’utiliser, ce qui signifie dans la théorie de l’inflation, que le Big Bang qui a donné naissance à notre univers n’est tout probablement pas un évènement isolé. Au contraire, le combustible a non seulement créé notre univers, mais il a aussi généré d’innombrables Big Bang, chacun donnant naissance à son propre univers séparé et notre univers ne serait qu’une bulle dans un gros bain de bulles d’univers.
And now, when we meld this with string theory, here's the picture we're led to. Each of these universes has extra dimensions. The extra dimensions take on a wide variety of different shapes. The different shapes yield different physical features. And we find ourselves in one universe instead of another simply because it's only in our universe that the physical features, like the amount of dark energy, are right for our form of life to take hold. And this is the compelling but highly controversial picture of the wider cosmos that cutting-edge observation and theory have now led us to seriously consider.
Et maintenant, en mélangeant ceci avec la théorie des cordes, voici où cela nous mène. Chaque univers a d’autres dimensions. Les dimensions supplémentaires ont une grande variété de formes. Les différentes formes produisent des caractéristiques différentes. Et nous nous retrouvons dans un univers plutôt que dans un autre simplement parce que seul notre univers a les caractéristiques physiques, comme la quantité d’énergie sombre, qui conviennent pour que notre forme de vie s’installe. Et c’est donc l’image fascinante mais très controversée d’un cosmos plus vaste que ces observations et théories de pointe nous ont amenés à considérer sérieusement.
One big remaining question, of course, is, could we ever confirm the existence of other universes? Well let me describe one way that might one day happen. The inflationary theory already has strong observational support. Because the theory predicts that the Big Bang would have been so intense that as space rapidly expanded, tiny quantum jitters from the micro world would have been stretched out to the macro world, yielding a distinctive fingerprint, a pattern of slightly hotter spots and slightly colder spots, across space, which powerful telescopes have now observed. Going further, if there are other universes, the theory predicts that every so often those universes can collide. And if our universe got hit by another, that collision would generate an additional subtle pattern of temperature variations across space that we might one day be able to detect. And so exotic as this picture is, it may one day be grounded in observations, establishing the existence of other universes.
Il reste une dernière grande question : Pourrons-nous un jour confirmer l’existence d’autres univers ? Laissez-moi vous décrire une façon dont cela pourrait arriver un jour. La théorie de l’inflation s'appuie déjà sur de solides observations. Parce que la théorie prévoit que le Big Bang a été tellement fort que pendant que l’espace s'étendait rapidement, de minuscules sursauts quantiques du micromonde se seraient étirés vers le macromonde, en produisant une empreinte distinctive, un modèle avec des endroits un peu plus chauds et un peu plus froids, dans tout l’espace, que les télescopes puissants ont maintenant observé. En allant plus loin, s’il y a d’autres univers, la théorie prévoit que de temps en temps ces univers peuvent entrer en collision. Et si notre univers en heurte un autre, cette collision provoque un autre modèle subtil de variations de température dans tout l’espace que nous pourrions un jour détecter. Et pour autant que cette image puisse paraitre farfelue, elle pourrait un jour se fonder sur des observations, établissant l’existence d’autres univers.
I'll conclude with a striking implication of all these ideas for the very far future. You see, we learned that our universe is not static, that space is expanding, that that expansion is speeding up and that there might be other universes all by carefully examining faint pinpoints of starlight coming to us from distant galaxies. But because the expansion is speeding up, in the very far future, those galaxies will rush away so far and so fast that we won't be able to see them -- not because of technological limitations, but because of the laws of physics. The light those galaxies emit, even traveling at the fastest speed, the speed of light, will not be able to overcome the ever-widening gulf between us. So astronomers in the far future looking out into deep space will see nothing but an endless stretch of static, inky, black stillness. And they will conclude that the universe is static and unchanging and populated by a single central oasis of matter that they inhabit -- a picture of the cosmos that we definitively know to be wrong.
Je terminerai par une implication frappante de toutes ces idées pour l'avenir très lointain. Vous voyez, nous avons appris que notre univers n’est pas statique, que l’espace est en expansion, que cette expansion accélère et qu’il pourrait y avoir d’autres univers tout cela en examinant attentivement de faibles points de lumière d'étoiles qui nous arrivent de galaxies lointaines. Mais puisque cette expansion accélère, dans un avenir très lointain, ces galaxies s’éloigneront tellement, et tellement vite que nous ne pourrons plus les voir -- non pas à cause de limitations technologiques, mais à cause des lois de la physique. La lumière émise par ces galaxies, même en voyageant à la grande vitesse, la vitesse de la lumière, ne pourra pas surmonter le fossé sans cesse grandissant entre nous. Les astronomes dans un avenir lointain qui observeront le fin-fond de l’espace ne verront qu’une étendue infinie d’immobilité statique, sombre, noire. Et ils en concluront que l’univers est statique et immuable et peuplé d’une seul oasis centrale de matière qu’ils habitent -- une image de l’univers que nous savons être absolument fausse.
Now maybe those future astronomers will have records handed down from an earlier era, like ours, attesting to an expanding cosmos teeming with galaxies. But would those future astronomers believe such ancient knowledge? Or would they believe in the black, static empty universe that their own state-of-the-art observations reveal? I suspect the latter. Which means that we are living through a remarkably privileged era when certain deep truths about the cosmos are still within reach of the human spirit of exploration. It appears that it may not always be that way. Because today's astronomers, by turning powerful telescopes to the sky, have captured a handful of starkly informative photons -- a kind of cosmic telegram billions of years in transit. and the message echoing across the ages is clear. Sometimes nature guards her secrets with the unbreakable grip of physical law. Sometimes the true nature of reality beckons from just beyond the horizon.
Peut-être que ces futurs astronomes auront des archives transmises depuis époque précédente, comme la nôtre, attestant d'un univers en expansion grouillant de galaxies. Mais est-ce que ces futurs astronomes croiront à ces anciennes connaissances ? Ou croiront-ils en un univers noir, vide, statique que leurs observations ultra-modernes révèleront ? Je penche pour cette dernière solution. Ce qui signifie que nous vivons dans une époque remarquablement privilégiée où certaines vérités profondes sur le cosmos sont encore à portée de l’esprit humain d’exploration. Il semble que ça pourrait ne pas être toujours le cas. Parce que les astronomes d’aujourd’hui, en dirigeant les télescopes puissants vers le ciel, ont capturé une poignée de photons absolument riches en informations -- une espèce de télégramme cosmique des milliards d’année en transit. Et le message qui résonne à travers les siècles est clair. Parfois la nature garde ses secrets avec l'emprise indomptable des lois physiques. Parfois la vraie nature de la réalité nous apparait juste au-delà de l’horizon.
Thank you very much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)
Chris Anderson: Brian, thank you. The range of ideas you've just spoken about are dizzying, exhilarating, incredible. How do you think of where cosmology is now, in a sort of historical side? Are we in the middle of something unusual historically in your opinion?
Chris Anderson : Brian, merci. L'étendue des idées dont vous avez parlé est étourdissante, exaltante, incroyable. Où pensez-vous que se situe la cosmologie maintenant, du point de vue historique ? Selon vous, sommes-nous en plein milieu de quelque chose d’historiquement inhabituel?
BG: Well it's hard to say. When we learn that astronomers of the far future may not have enough information to figure things out, the natural question is, maybe we're already in that position and certain deep, critical features of the universe already have escaped our ability to understand because of how cosmology evolves. So from that perspective, maybe we will always be asking questions and never be able to fully answer them.
BG : Difficile à dire. Quand nous apprenons que les astronomes d’un avenir lointain pourraient ne pas avoir assez d’informations pour comprendre les choses, la question qui vient est, nous sommes peut-être déjà dans cette position et certaines caractéristiques cruciales et profondes de l’univers ont déjà échappé à notre capacité de comprendre à cause de l’évolution cosmologique. De ce point de vue, nous nous poserons toujours des questions auxquelles nous ne pourrons jamais répondre.
On the other hand, we now can understand how old the universe is. We can understand how to understand the data from the microwave background radiation that was set down 13.72 billion years ago -- and yet, we can do calculations today to predict how it will look and it matches. Holy cow! That's just amazing. So on the one hand, it's just incredible where we've gotten, but who knows what sort of blocks we may find in the future.
D’autre part, nous pouvons maintenant dater l’univers. Nous savons comment interpréter les données du fond diffus cosmologique qui s’est produit il y a 13,72 milliards d’années -- et pourtant, nous pouvons faire aujourd’hui des calculs qui prévoient son aspect et ça correspond. La vache ! C’est stupéfiant. Donc, d’un côté, c’est incroyable de voir où nous en sommes, mais qui sait quelles sortes d’obstacles nous pourrons trouver à l’avenir.
CA: You're going to be around for the next few days. Maybe some of these conversations can continue. Thank you. Thank you, Brian. (BG: My pleasure.)
CA : Vous serez dans le coin dans les prochains jours. Peut-être que certaines de ces conversations peuvent se poursuivre. Merci. Merci, Brian, (BG : Tout le plaisir est pour moi.)
(Applause)
(Applaudissements)