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.
Kilka miesięcy temu przyznano Nagrodę Nobla z fizyki dwóm zespołom astronomów za odkrycie okrzyknięte jedną z najważniejszych obserwacji astronomicznych w historii. Po krótkim wyjaśnieniu ich odkrycia opowiem o kontrowersyjnym kontekście, w jakim je wyjaśniono. Mianowicie o możliwości, że daleko poza Ziemią, Drogą Mleczną i innymi galaktykami, odkryjemy, że nasz Wszechświat nie jest jedynym wszechświatem, lecz tylko częścią wielkiego zbioru wszechświatów nazywanej Wieloświatem.
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)
Koncepcja Wieloświata jest dziwna. Większość z nas dorastała w przekonaniu, że Wszechświat oznacza wszystko. Mówię większość, bo moja 4 letnia córka słyszy o Wieloświecie od urodzenia. W zeszłym roku powiedziałem: "Sophia, kocham cię najbardziej we wszechświecie". Zapytała: "We wszechświecie czy Wieloświecie?" (Śmiech)
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.
Ale bez takiego wychowania trudno sobie wyobrazić oddzielne światy, kompletnie różne od naszego, ale zasługujące na miano wszechświatów. Mimo że ten koncept jest oparty na domysłach, chcę was przekonać, że powinniśmy traktować go poważnie, bo może być prawdziwy. Prelekcję podzielę na trzy części: W części pierwszej powiem o badaniach laureatów Nagrody Nobla. Chcę zwrócić uwagę na tajemnicę, na którą wskazują te odkrycia. W części drugiej, postuluję jak rozwikłać tą tajemnicę w oparciu o teorię strun. To tutaj pojawia się Wieloświat. To tutaj pojawia się Wieloświat. W części trzeciej opowiem o teorii kosmologicznej, mianowicie o inflacji, która to wszystko zespoi.
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.
Część pierwsza zaczyna się w 1929 kiedy Edwin Hubble zrozumiał, że odlegle galaktyki oddają się od nas, bo przestrzeń się rozszerza. bo przestrzeń się rozszerza. To był przełom. Wcześniej Wszechświat był statyczny. Wszyscy zgadzali się co do jednego: Wszyscy zgadzali się co do jednego: Wszechświat rozszerza się coraz wolniej. Jak grawitacja Ziemi spowalnia jabłko podrzucone w górę, tak i siła grawitacji galaktyk działających na siebie na wzajem spowalnia rozszerzanie się przestrzeni. spowalnia rozszerzanie się przestrzeni.
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?
Przejdźmy do lat 90. XX wieku kiedy dwa zespoły astronomów, o których już wspomniałem, wpadły na pomysł, by zmierzyć jak bardzo zwalnia ekspansja przestrzeni. Osiągnęli to dzięki żmudnym obserwacjom wielu odległych galaktyk, które pozwoliły zobrazować zmianę tempa ekspansji w czasie. Byli zaskoczeni odkrywając, że ekspansja wcale nie spowalnia, lecz przyspiesza i to coraz bardziej. Pomyślcie, że podrzucone jabłko zaczyna przyśpieszać. Widząc takie zjawisko, chcielibyście zrozumieć przyczyny. Jakie siły na nie działają?
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.
Odkrycia tych astronomów zasłużyły na Nagrodę Nobla, ale nasunęły też pytanie: jaka siłą sprawia, że galaktyki oddalają się od siebie coraz szybciej? Obiecującą odpowiedź można wysnuć z koncepcji Einsteina. Przyzwyczailiśmy się, że grawitacja robi tylko jedno: przyciąga obiekty do siebie. Ale teoria grawitacji Einsteina, ogólna teoria względności, dopuszcza grawitację, która odpycha.
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.
Jak? Wyliczenia Einsteina pokazują, że gdy przestrzeń jest wypełniona energią, jak jednolitą, niewidoczną mgłą, wtedy grawitacja tej mgły odpycha. wtedy grawitacja tej mgły odpycha. Otrzymujemy antygrawitację, co wyjaśnia te obserwacje. Odpychająca grawitacja niewidzialnej energii, Odpychająca grawitacja niewidzialnej energii, czyli ciemnej energii, zabarwiona na szaro, żeby ją było widać, to antygrawitacja. Sprawia, że galaktyki odpychają się nawzajem, co przyśpiesza ekspansję, a nie ją spowalnia. To wyjaśnienie jest dowodem niezwykłego postępu.
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.
Ale obiecałem wam tajemnicę. To jej część pierwsza. Kiedy astronomowie obliczyli, Kiedy astronomowie obliczyli, ile ciemnej energii musi znajdować się w przestrzeni, by wyjaśnić akcelerację ekspansji wyszło im to. To mała wielkość. Wyrażona odpowiednią jednostką jest niesamowicie mała. Zagadka polega na wyjaśnieniu tej wielkości. Chcemy, żeby ta wielkość wynikła z praw fizyki, ale jeszcze nikomu się to nie udało.
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.
Zastanawiacie się pewnie czy to ważne. Może wyjaśnienie to tylko kwestia techniczna, szczegół ważny dla ekspertów, o nikłym znaczeniu dla innych. Faktycznie, chodzi o szczegół, ale niektóre szczegóły są bardzo ważne. Niektóre szczegóły to okna na niezbadaną rzeczywistość. Ta liczba otworzyła takie okno, bo żeby ją wyjaśnić musimy dopuścić istnienie innych wszechświatów. To konsekwencja teorii strun, którą zaraz wyjaśnię.
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.
Na chwilę zapomnijcie o ciemnej materii, bo chcę wyjaśnić trzy podstawy teorii strun. Po pierwsze, co to jest? To próba urzeczywistnienia marzenia Einsteina o jednolitej teorii w fizyce, o jednolitej siatce pojęć która opisałaby wszystkie siły we Wszechświecie. Sedno teorii strun jest całkiem proste. Mówi, że oglądając materię z coraz mniejszej odległości z początku widzimy cząsteczki, potem atomy i cząstki elementarne. Teoria mówi, że na skali jeszcze mniejszej niż pozwala dzisiejsza technologia zobaczymy, że cząstki składają się z małych, wibrujących włókien energii, wibrujących strun. Tak jak w skrzypcach każda struna wibruje inaczej produkując różne dźwięki. Te podstawowe struny różnie wibrując tworzą różne cząstki. Elektrony, kwarki, neutrina, fotony i inne cząstki elementarne. Wszystkie połączone jedną teorią, bo powstają dzięki wibrującym strunom. To kuszący pomysł, kosmiczna symfonia, której bogactwo widoczne w naszym świecie powstaje z muzyki granej przez maleńkie struny.
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.
Ale elegancka unifikacja ma też swoją cenę, bo lata badań wykazały, że teoria strun nie do końca działa. Zawiera niespójności, jeśli nie wprowadzimy całkiem nowego elementu: dodatkowych wymiarów przestrzeni. Znamy trzy wymiary przestrzeni. Znacie je jako wysokość, szerokość i długość. Teoria strun mówi, że w małych skalach istnieją dodatkowe wymiary ściśnięte do tak małych rozmiarów, że ich nie wykryliśmy. Mimo że wymiary są ukryte, wpływają na rzeczy dla nas widoczne, bo ich kształt ogranicza wibrowanie strun. W teorii strun wibracje określają wszystko. Masę cząstek, siłę oddziaływań i, co najważniejsze, ilość ciemnej energii, która też jest określana przez kształt dodatkowych wymiarów. Jeśli poznamy ich kształt, będziemy mogli obliczyć te cechy i ilość ciemnej energii.
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.
Największe wyzwanie stanowi dla nas fakt, że nie znamy kształtu tych wymiarów. Mamy tylko listę możliwych kształtów dopuszczonych przez wyliczenia. Gdy rozwijano te teorie, było tylko pięć możliwych kształtów. Wyobraźcie sobie ich analizę jednego po drugim by sprawdzić, czy prowadzą do obserwowanych cech. Z czasem lista się wydłużyła, bo naukowcy postulowali nowe kształty. Z pięciu zrobiło się setki, a potem tysiące. Spore zadanie, ale nadal wykonalne, bo w końcu doktoranci też muszą mieć zajęcie. Jednak lista robiła się coraz dłuższa dopuszczając miliony i miliardy. Dziś lista możliwych kształtów rozrosła się do 10 do pięćsetnej potęgi.
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.
Co więc zrobić? Niektórzy się zniechęcili, bo liczne kształty dawały początek innym własnościom fizycznym, więc teorii strun nigdy nie da się zweryfikować. Inni wywrócili wszystko do góry nogami, rozważając możliwość istnienia Wieloświata. Zaraz to wyjaśnię. Może każdy z nich ma taką samą rację bytu. Każdy kształt jest tak samo prawdziwy w tym sensie, że jest wiele wszechświatów, każdy z innymi kształtami dodatkowych wymiarów. Ta radykalna propozycja ma wielki wpływ na naszą zagadkę, na wyznaczoną ilość ciemnej energii.
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?
Otóż jeśli istnieją inne wszechświaty Otóż jeśli istnieją inne wszechświaty i jeśli dzięki dodatkowym wymiarom mają one inne kształty, to każdy będzie miał własne cechy fizyczne, a w szczególności ilość ciemnej energii w każdym będzie inna. Kluczem do wyjaśnienia obliczonej ilości ciemnej energii będzie zupełnie co innego. Prawa fizyki nie mogą wyjaśnić konkretnej ilości ciemnej energii, bo nie jest to jedna wartość, ale wiele wartości. Co oznacza, że zadawaliśmy złe pytanie. Powinniśmy zapytać, czemu znaleźliśmy się we wszechświecie, który zawiera tyle właśnie ciemnej energii, zamiast w innym z możliwych wszechświatów? zamiast w innym z możliwych wszechświatów?
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.
To pytanie oznacza postęp. Te wszechświaty, które mają więcej ciemnej energii, nie pozwalają na powstanie galaktyk, bo antygrawitacja ciemnej energii odpycha materię, nie pozwalając na formowanie galaktyk. Wszechświaty, które mają mniej ciemnej energii bardzo szybko się zapadają, więc tam też nie powstają galaktyki. Bez galaktyk nie ma gwiazd ani planet, i nie ma szansy na powstanie życia w znanej nam formie.
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.
Jesteśmy we Wszechświecie, który zawiera konkretną ilość ciemnej energii, bo warunki w naszym Wszechświecie sprzyjają powstaniu znanych nam form życia. To wszystko. Zagadka rozwiązana, Wieloświat odnaleziony. Niektórym to wyjaśnienie nie wystarczy. Polegamy na fizyce, która wyjaśnia obserwowalny świat. Chodzi jednak o to, że cechy, które widzimy przybierają różne formy i wartości przybierają różne formy i wartości w szeroko rozumianej rzeczywistości. Przyjmowanie jednego wyjaśnienia dla konkretnej wartości jest błędne.
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.
Wczesnym tego przykładem jest praca Keplera, który miał obsesję na punkcie zrozumienia pewnej wartości: czemu Słońce dzieli od Ziemi 150 mln. km? Kilkadziesiąt lat zmagał się z tym bezowocnie, a my wiemy czemu. Kepler zadawał niewłaściwe pytanie. Kepler zadawał niewłaściwe pytanie.
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.
Istnieje wiele planet w różnych odległościach od swoich gwiazd. Nadzieja, że prawa fizyki wyjaśnią konkretną wartość, 150 mln. km., jest płonna. Poprawne pytanie to: czemu ludzie są na planecie, która jest w tej konkretnej odległości od swojej gwiazdy? Na to pytanie możemy odpowiedzieć. Planety bliżej gwiazdy są za gorące dla istnienia znanych nam form życia. Planety, które są dalej, są za zimne, by życie mogło się na nich pojawić. Jesteśmy na planecie, w tej a nie innej odległości od Słońca, bo właśnie tutaj są warunki niezbędne do powstania życia. Badanie planet i ich położenia to właściwy trop. To samo się tyczy wszechświatów i ilości ciemnej energii, którą zawierają; to również właściwy trop.
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.
Zasadnicza różnica polega na tym, że wiemy o istnieniu innych planet, ale istnienie innych wszechświatów było do tej pory jedynie spekulacją. By to wszystko zebrać potrzebny nam mechanizm powstawania wszechświatów. To prowadzi nas do ostatniej, trzeciej części. Taki mechanizm został odkryty, przez kosmologów studiujących Wielki Wybuch. Mówiąc o Wielkim Wybuchu mamy w głowie obraz kosmicznej eksplozji, która stworzyła wszechświat i rozepchnęła przestrzeń.
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.
Ale jest mały sekret. Wielki Wybuch pomija ważną kwestię: sam Wybuch. Mówi nam o rozwoju wszechświata po Wybuchu, ale nie wyjaśnia przyczyny Wybuchu. Ta luka została zapełniona przez udoskonaloną teorię Wielkiego Wybuchu, zwaną inflacją kosmologiczną. Określa ona rodzaj paliwa, które może napędzać ekspansję przestrzeni. Paliwo jest oparte na polu kwantowym, ale dla nas ważne jest tylko to, że to paliwo jest tak wydajne, że praktycznie nie da się zużyć go w całości, co w teorii inflacji oznacza, że Wielki Wybuch nie jest odosobniony. Paliwo, które dało początek Wielkiemu Wybuchowi może dać początek innym Wielkim Wybuchom, z których każdy owocuje osobnym wszechświatem. Nasz Wszechświat staje się jedną bańką, w wielkiej kosmicznej pianie wszechświatów.
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.
Łącząc to z teorią strun, widzimy ten obraz: każdy ze wszechświatów ma dodatkowe wymiary. Te wymiary mogą mieć różne kształty. Różne kształty skutkują różnymi cechami fizycznymi. Jesteśmy w tym Wszechświecie a nie innym, bo tylko w naszym Wszechświecie te wielkości fizyczne, ilość ciemnej energii, sprzyjają powstaniu znanych nam form życia. To pociągający acz kontrowersyjny obraz większego kosmosu, który najnowsza technologia i teorie każą nam poważnie wziąć pod uwagę.
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.
Pozostaje pytanie, czy kiedyś potwierdzimy istnienie innych wszechświatów? Opowiem w jaki sposób może do tego dojść. Teorię inflacji już można zweryfikować dzięki obserwacjom. Ta teoria przewiduje, że Wielki Wybuch był tak intensywny że gdy przestrzeń się rozszerzyła, kwantowe wibracje z mikro świata rozciągnęły się na makro świat, pozostawiając widoczny ślad: wzór gorętszych i zimniejszych obszarów kosmosu, wzór gorętszych i zimniejszych obszarów kosmosu, co potwierdziły silne teleskopy. Jeśli inne wszechświaty istnieją, to według teorii te wszechświaty się zderzają. Jeśli nasz wszechświat zderzył się z innym, pozostawiłoby to nieznaczny ślad w różnicach temperatury przestrzeni, który kiedyś może uda nam się odkryć. który kiedyś może uda nam się odkryć. Choć pomysł wydaje się dziwny, pewnego dnia może znaleźć poparcie w obserwacjach, potwierdzając istnienie innych wszechświatów.
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.
Zakończę prelekcję ważnym wnioskiem który wynika z tych koncepcji dla dalekiej przyszłości. Nauczyliśmy się, że Wszechświat nie jest statyczny, że następuje ekspansja przestrzeni, że jej tempo wzrasta, że mogą istnieć inne wszechświaty, a to wszystko dzięki analizie położenia nikłego światła gwiazd, pochodzącego z odległych galaktyk. Tempo ekspansji wzrasta, więc w odległej przyszłości te galaktyki będą się oddalać tak szybko, że nie będzie można ich dostrzec. Nie ze względu na ograniczenia technologiczne, ale ze względu na prawa fizyki. Światło galaktyk, nawet podróżując z prędkością światła, nie pokona poszerzającej się otchłani jaka między nami powstanie. Astronomowie w dalekiej przyszłości patrząc w niebo zobaczą tylko nieskończoną, nieruchomą ciemność. Wtedy uznają, że Wszechświat jest statyczny i niezmienny, z samotną oazą materii, w której mieszkają. Jak dobrze wiemy, taki obraz kosmosu jest błędny.
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.
Może astronomowie przyszłości dotrą do zapisów z wcześniejszej ery, które zaświadczą o ekspansji Wszechświata pełnego galaktyk. Ale czy dadzą wiarę starożytnej wiedzy? Czy raczej uwierzą w czarny, statyczny Wszechświat, potwierdzony przez ich własne obserwacje? Podejrzewam to drugie. Jesteśmy uprzywilejowani, żyjąc w tym niesamowitym okresie, kiedy podstawowe prawdy o wszechświecie są nadal w zasięgu ręki, gotowe do odkrycia. Nie zawsze tak będzie. Dzisiejsi astronomowie kierując teleskopy w niebo, wyłapali niezwykle pouczające fotony, które są jak kosmiczny telegram, w drodze od miliardów lat. Ta ponadczasowa wiadomość jest jasna. Czasami natura ukrywa swe sekrety w zaciśniętej pięści praw fizyki. Czasem prawda o rzeczywistości kryje się tuż za horyzontem.
Thank you very much.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)
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: Dziękuję Brian. Mówiłeś o tylu niesamowitych, oszałamiających i ekscytujących rzeczach. Twoim zdaniem, gdzie jest teraz kosmologia, z punktu widzenia historii? Czy jesteśmy w centrum czegoś niezwykłego?
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: Trudno powiedzieć. Wiedząc, że przyszli astronomowie nie będą mieli wystarczających danych, by cokolwiek odkryć, można zakładać, że kluczowe cechy Wszechświata również umknęły naszej możliwości pojmowania, bo kosmologia wciąż ewoluuje. Być może zawsze będziemy zadawać pytania, na które nigdy nie poznamy odpowiedzi.
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.
Z drugiej strony, teraz znamy wiek Wszechświata. Rozumiemy jak interpretować dane z mikrofalowego promieniowania tła, które powstało 13,72 mld lat temu. Dziś jesteśmy w stanie wyliczyć, jak miało wyglądać, i nasze obliczenia się sprawdzają. To niesamowite. Zaszliśmy niesamowicie daleko, ale kto wie, co nas czeka w przyszłości.
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: Będziesz z nami przez kilka dni. Może zdążymy jeszcze o tym porozmawiać. Dziękuję, Brian. BG: Nie ma za co.
(Applause)
(Brawa)