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.
Pred pár mesiacmi bola udelená Nobelova cena za fyziku dvom tímom astronómov za objav, ktorý bol vyhlásený za jeden z najdôležitejších astronomických pozorovaní vôbec. Dnes vám krátko opíšem, čo našli, a poviem vám o vysoko kontroverznej schéme, ktorá vysvetľuje ich objav, a to, že ďaleko za Zemou, Mliečnou dráhou a inými vzdialenými galaxiami môžeme zistiť, že náš vesmír nie je jediným vesmírom, ale namiesto toho je súčasťou rozsiahleho komplexu vesmírov, ktorý voláme multivesmír.
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)
Myšlienka multivesmíru je čudná. Myslím tým, že väčšina z nás vyrástla v presvedčení, že slovo „vesmír“ znamená všetko. A hovorím väčšina z prezieravosti, lebo moja štvorročná dcéra ma počúvala rozprávať o týchto myšlienkach odkedy sa narodila. A minulý rok som ju držal a povedal som: „Sophia, ľúbim ťa viac, ako čokoľvek vo vesmíre.“ A ona sa obrátila na mňa a povedala: „Ocko, vo vesmíre alebo v multivesmíre?“ (Smiech)
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 s výnimkou takejto nezvyčajnej výchovy, je čudné predstaviť si iné svety izolované od nášho, väčšinou s podstatne inými vlastnosťami, ktoré by sa právom nazývali vesmírmi. Akokoľvek špekulatívna je táto myšlienka, mierim k tomu, aby som vás presvedčil, že existuje dôvod, prečo to brať vážne, nakoľko to môže byť pravda. Porozprávam vám príbeh o multivesmíre v troch častiach. V prvej časti opíšem výsledky, ktoré vyhrali Nobelovu cenu a poukážem na dômyselnú záhadu, ktorú tieto výsledky odhalili. V druhej časti ponúknem riešenie tejto záhady. Je založená na tzv. teórii strún a na tomto mieste myšlienka multivesmíru vstúpi do príbehu. Nakoniec v tretej časti opíšem kozmologickú teóriu nazývanú inflácia, ktorá spojí všetky časti príbehu.
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, prvá časť. Začína sa v roku 1929, keď si veľký astronóm Edwin Hubble uvedomil, že vzdialené galaxie sa ženú od nás preč, čím preukázal, že samotný vesmír sa rozpína, rozširuje sa. Bolo to revolučné zistenie. Prevládala verejná mienka, že vesmír je statický. Ale aj tak tu bola jedna vec, ktorou si všetci boli istí -- rozširovanie sa musí spomaľovať. Ako gravitačný ťah Zeme spomaľuje stúpanie jablka vrhnutého nahor, tak aj vzájomný gravitačný ťah jednotlivých galaxií musí spomaľovať rozširovanie vesmíru.
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?
Teraz sa presunieme do 90-tych rokov, keď dva tímy astronómov, ktoré som spomenul na začiatku, boli inšpirované týmto argumentovaním, aby zmerali mieru, akou sa rozpínanie spomaľuje. Usilovne pozorovali početné vzdialené galaxie, čo im umožnilo zaznamenať, ako sa miera rozpínania menila v čase. Tu je to prekvapenie -- zistili, že rozpínanie sa nespomaľuje. Namiesto toho zistili, že sa zrýchľuje, ide rýchlejšie a rýchlejšie. Je to ako vrhnúť jablko nahor a ono stúpa rýchlejšie a rýchlejšie. Keby ste videli, že to nejaké jablko dokáže, chceli by ste vedieť prečo. Čo ho poháňa?
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.
Podobne, výsledky astronómov si isto zaslúžia Nobelovu cenu, ale nastolili obdobnú otázku. Aká sila poháňa všetky galaxie, aby sa hnali jedna od druhej čoraz väčšou rýchlosťou? Nuž, najsľubnejšia odpoveď pochádza zo starej Einsteinovej myšlienky. Aby ste rozumeli, všetci sme zvyknutí na to, že gravitácia je sila, ktorá priťahuje objekty k sebe. Ale v Einsteinovej teórii gravitácie, všeobecnej teórii relativity, gravitácia môže tiež veci od seba odtláčať.
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.
Ako? Podľa Einsteinovej matematiky, ak je priestor rovnomerne naplnený neviditeľnou energiou, niečo ako rovnomerná, neviditeľná hmla, potom by gravitácia generovaná touto hmlou bola odpudivá. Odpudivá gravitácia je práve to, čo potrebujeme na vysvetlenie pozorovaní. Kvôli odpudivej gravitácii neviditeľnej energie vo vesmíre -- voláme ju tmavá energia, ale tu je biela, aby ste ju mohli vidieť -- jej odpudivá gravitácia by spôsobila, že galaxie by na seba vzájomne tlačili, poháňajúc rozpínanie, aby sa zrýchľovalo, nie spomaľovalo. Toto vysvetlenie predstavuje veľký pokrok.
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 sľúbil som vám záhadu, tu, v prvej časti. Nech sa páči. Keď astronómovia prepočítali koľko tmavej energie musí byť napustenej do priestoru, aby vysvetlili kozmické zrýchľovanie, pozrite, na čo prišli. Toto číslo je malé. Vyjadrené v príslušnej jednotke, je okázalo malé. A záhadou je, ako vysvetliť toto zvláštne číslo. Chceme, aby vyplynulo zo zákonov fyziky, ale zatiaľ nikto nenašiel spôsob ako.
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.
Môžete si lámať hlavu, malo by nám na tom záležať? Možno vysvetliť to číslo je iba technickým problémom, technickým detailom, ktorý zaujíma expertov, ale pre ostatných je nepodstatné. Nuž, určite to je technický detail, ale na niektorých detailoch naozaj záleží. Niektoré poskytujú okná do nezmapovaných oblastí reality a toto zvláštne číslo môže byť takým oknom, keďže jediný prístup, ktorý dosiaľ pokročil k jeho vysvetleniu, evokuje možnosť existencie iných vesmírov -- myšlienka, ktorá vychádza najavo z teórie strún, ktorou sa dostávam do druhej časti: teória strún.
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.
Takže, záhadu tmavej energie nepúšťajte z hlavy, kým vám poviem tri kľúčové veci o teórii strún. Prvá -- čo to je? Je to prístup, ktorým si uvedomíte Einsteinov sen jednotnej teórie fyziky, jediná dominantná teória, ktorá by bola schopná opísať všetky fungujúce sily vo vesmíre. Hlavná myšlienka teórie strún je celkom priamočiara. Hovorí, že ak preskúmate hocijaký kúsok hmoty čoraz viac do hĺbky, najprv nájdete molekuly, a potom atómy a subatómové častice. Ale ak by ste mohli sondovať do menších rozmerov, oveľa menších, ako dokážeme s existujúcou technológiou, nájdete v časticiach niečo iné -- maličké, vibrujúce vlákna energie, maličké, vibrujúce struny. A tak ako aj struny na husliach, môžu vibrovať v rôznych vzorcoch, produkujúc rôzne hudobné tóny, keď tieto maličké, základné struny, vibrujú v rôznych vzorcoch, produkujú rôzne druhy častíc -- takže elektróny, kvarky, neutrína, fotóny a všetky ostatné častice by boli zjednotené do jediného systému, keďže by povstali z vibrujúcich strún. Je to pôsobivý obraz, istý druh kozmickej symfónie, kde sa všetko bohatstvo, ktoré vidíme vo svete okolo seba, vynára z hudby, ktorú tieto maličké struny dokážu zahrať.
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 toto elegantné zjednotenie si vyberá svoju daň, pretože roky výskumu ukázali, že matematika teórie strún až tak celkom nefunguje. Má vnútorné nezrovnalosti, pokiaľ neberieme do úvahy niečo celkom neznáme -- dodatočné dimenzie vesmíru. Všetci poznáme tri zvyčajné dimenzie vesmíru. Môžete o nich uvažovať ako o výške, šírke a hĺbke. Ale teória strún hovorí, že pri fantasticky malých rozmeroch existujú dodatočné dimenzie, zvinuté do drobných rozmerov, takých malých, že sme ich neobjavili. Ale aj keď sú dimenzie skryté, majú dopad na veci, ktoré môžeme pozorovať, pretože tvar dodatočných dimenzií obmedzuje to, ako môžu struny vibrovať. A v teórii strún vibrácia určuje všetko. Takže hmotnosti častíc, veľkosti síl a to najpodstatnejšie -- množstvo tmavej energie -- by boli určené tvarom dodatočných dimenzií. Takže ak poznáme tvar dodatočných dimenzií, mali by sme byť schopní vypočítať tieto vlastnosti, vypočítať množstvo tmavej energie.
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.
Problémom je, že nepoznáme tvar dodatočných dimenzií. Všetko, čo máme, je zoznam kandidátskych tvarov povolených matematikou. Keď sa o týchto myšlienkach prvýkrát hovorilo, existovalo okolo päť rôznych kandidátskych tvarov, takže si môžete predstaviť, ako ich analyzovali jeden po druhom, aby sa určilo, či niektorý nemá fyzikálne vlastnosti, ktoré pozorujeme. Ale časom zoznam rástol, nakoľko výskumníci objavili ďalšie kandidátske tvary. Z piatich počet rástol na stovky a potom na tisícky... Široká, ale stále zvládnuteľná zbierka na analýzu, keďže koniec-koncov absolventi potrebujú niečo robiť. Ale potom zoznam ďalej rástol na milióny a miliardy, až dodnes. Zoznam kandidátskych tvarov prudko narástol na 10 až 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.
Takže čo robiť? Niektorých výskumníkov opustilo nadšenie a usúdili, že kandidátskych tvarov bolo tak veľa a každý vyvolal iné fyzikálne vlastnosti, že teória strún by nedokázala urobiť definitívne predpovede, overiteľné testom. Ale iní sa chopili problému z opačnej strany a priviedli nás k možnosti multivesmíru. Ide o toto. Možno je každý z týchto tvarov na rovnakej úrovni. Každý z nich je skutočný v tom zmysle, že existuje veľa vesmírov, každý s iným tvarom pre dodatočné dimenzie. A tento radikálny návrh má vážny dopad na našu záhadu: množstvo tmavej energie odhalenej výsledkami, ktoré vyhrali Nobelovu cenu.
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?
Pretože ak existujú iné vesmíry, a ak z tých vesmírov každý má, povedzme, rôzny tvar pre dodatočné dimenzie, potom fyzikálne vlastnosti každého vesmíru budú rôzne, a predovšetkým množstvo tmavej energie v každom vesmíre bude rôzne. Čo znamená, že záhada, ako vysvetliť množstvo tmavej energie, ktoré máme teraz odmerané, by nadobudla úplne iný charakter. V tomto kontexte zákony fyziky nedokážu vysvetliť jedno číslo pre tmavú energiu, lebo neexistuje iba jedno číslo, existuje veľa čísiel. Čo znamená, že sme sa pýtali nesprávnu otázku. Správna otázka, ktorú sa treba pýtať, je: prečo sa my, ľudia, nachádzame vo vesmíre s konkrétnym množstvom tmavej energie, ktorú sme odmerali, namiesto hociktorej inej možnosti, ktorá tam vonku existuje?
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.
A to je otázka, ktorá nás môže doviesť ďalej. Pretože vo vesmíroch, ktoré majú oveľa viac tmavej energie ako náš, kedykoľvek sa hmota snaží zoskupiť do galaxií, odpudivý tlak tmavej energie je taký silný, že rozmetie zoskupenie na kúsky a galaxie sa nesformujú. A vo vesmíroch, ktoré majú oveľa menej tmavej energie, tie sa zrútia naspäť do seba tak rýchlo, že, galaxie sa opäť nesformujú. A bez galaxií niet hviezd, niet planét a niet šance pre našu formu života, aby existovala v týchto iných vesmíroch.
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.
Takže sa ocitáme vo vesmíre s konkrétnym množstvom tmavej energie, ktoré sme odmerali, jednoducho preto, lebo náš vesmír má podmienky, ktoré sú priaznivé pre našu formu života. A to je tak všetko. Záhada vyriešená, multivesmír objavený. Niektorým sa toto vysvetlenie zdá neuspokojivé. Sme zvyknutí, že fyzika nám dáva konečné vysvetlenia pre vlastnosti, ktoré pozorujeme. Ale podstata je, že ak vlastnosť, ktorú pozorujete, môže a aj vezme na seba širokú rozmanitosť rôznych hodnôt naprieč širšiemu obzoru reality, potom rozmýšľať o jednom vysvetlení pre jednu konkrétnu hodnotu je jednoducho zavádzajúce.
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.
Raný príklad pochádza od veľkého astronóma Johannesa Keplera, ktorý bol posadnutý pochopením iného čísla -- prečo je Slnko vzdialené od Zeme 93 miliónov míľ. Na objasnení tohto čísla pracoval desaťročia, ale nikdy neuspel a my vieme prečo. Kepler sa pýtal nesprávnu otázku.
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.
Teraz vieme, že existuje veľa planét v najrôznejších vzdialenostiach od ich hostiteľských hviezd. Takže nádej, že zákony fyziky vysvetlia jedno konkrétne číslo -- 93 miliónov míľ -- je jednoducho zvrátená. Namiesto toho je správnou otázkou, prečo sa my, ľudia, nachádzame na planéte v tejto konkrétnej vzdialenosti, namiesto ktorejkoľvek inej? A znova je to otázka, na ktorú poznáme odpoveď. Tie planéty, ktoré sú oveľa bližšie k hviezde ako Slnko, by boli také horúce, že naša forma života by neexistovala. A planéty, ktoré sú oveľa ďalej od hviezdy, sú také chladné, že, znova, naša forma života by sa neujala. Takže sa nachádzame na planéte v tejto konkrétnej vzdialenosti jednoducho preto, že poskytuje podmienky nevyhnutné pre našu formu života. A keď sa jedná o planéty a ich vzdialenosti, toto je zjavne ten správny spôsob argumentácie. Podstata je, že keď sa jedná o vesmíry a tmavú energiu, ktorú obsahujú, môže to byť tiež ten správny spôsob argumentácie.
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.
Jeden kľúčový rozdiel je, samozrejme, že vieme, že existujú ďalšie planéty, ale zatiaľ som iba špekuloval o možnosti, že môžu existovať iné vesmíry. Takže, aby som to zhrnul, potrebujeme mechanizmus, ktorý vlastne dokáže vytvoriť iné vesmíry. A to ma privádza k záverečnej, tretej časti. Pretože takýto mechanizmus bol nájdený kozmológmi, ktorí sa snažili pochopiť Veľký tresk. Viete, keď rozprávame o Veľkom tresku, často si predstavujeme nejaký kozmický výbuch, ktorý stvoril náš vesmír a spôsobil, že sa vesmír rozpína.
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 je tu malé tajomstvo. Veľký tresk vynecháva niečo dosť podstatné -- samotný tresk. Hovorí nám, ako sa vesmír vyvíjal po tresku, ale nehovorí o tom, čo by mohlo tresk poháňať. A táto medzera bola konečne zaplnená rozšírenou verziou teórie o Veľkom tresku. Nazýva sa inflačná kozmológia a identifikovala konkrétny druh paliva, ktorý vyvolal prirodzené rozpínanie vesmíru. Palivo je založené na tzv. kvantovom poli, ale jediný detail, na ktorom nám záleží, je ten, že toto palivo sa osvedčilo za také výkonné, že je prakticky nemožné vyčerpať ho, čo v inflačnej teórii znamená, že Veľký tresk, ktorý umožnil vznik nášho vesmíru, nie je pravdepodobne jednorázová záležitosť. Namiesto toho palivo vytvorilo nielen náš Veľký tresk, ale tiež by vytvorilo nespočetne veľa iných Veľkých treskov, ktoré by umožnili vznik svojim izolovaným vesmírom, s tým, že náš vesmír by sa stal iba jednou bublinou vo veľkolepom kozmickom bublinkovom kúpeli vesmírov.
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.
A keď to spojíme s teóriou strún, tu je obraz, ku ktorému nás to dovedie. Každý z týchto vesmírov má dodatočné rozmery. Dodatočné rozmery nadobúdajú najrôznejšie tvary. Rôzne tvary majú rôzne fyzikálne vlastnosti. A ocitáme sa v jednom vesmíre namiesto druhého jednoducho preto, že iba v našom vesmíre sú fyzikálne vlastnosti, ako napríklad množstvo tmavej energie, v správnom množstve, aby sa mohla ujať naša forma života. A toto je ten pôsobivý, ale vysoko kontroverzný obraz širšieho kozmosu, ku zváženiu ktorého nás priviedli prelomové pozorovania a teórie.
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.
Zostáva nám jedna veľká otázka -- mohli by sme niekedy dokázať existenciu iných vesmírov? Dovoľte mi opísať jeden spôsob, ktorý by sa jedného dňa mohol uplatniť. Inflačná teória má už teraz silnú podporu pozorovania. Nakoľko teória predpovedá, že Veľký tresk bol taký intenzívny, že ako sa vesmír rýchlo zväčšoval, drobné, kvantové vibrácie z mikrosveta sa roztiahli do makrosveta, pričom zanechali zreteľný otlačok naprieč vesmírom -- obrazec mierne teplejších a mierne chladnejších miest, ktoré boli v súčasnosti pozorované výkonnými teleskopmi. A ak ideme ešte ďalej, ak existujú iné vesmíry, teória predpovedá, že môžu príležitostne kolidovať. A ak do nášho vesmíru vrazí iný, kolízia by vytvorila ďalší jemný obrazec teplotných odchýlok naprieč vesmírom, ktorý by sme mohli jedného dňa objaviť. A akokoľvek exoticky tento obrazec vyzerá, jedného dňa môže byť založený na pozorovaniach a dokázať tak existenciu iných vesmírov.
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.
Skončím s neobyčajnou implikáciou všetkých týchto myšlienok pre veľmi ďalekú budúcnosť. Viete, zistili sme, že náš vesmír nie je statický, že vesmír sa rozpína, že to rozpínanie sa zrýchľuje a že môžu existovať iné vesmíry. A to všetko podrobným preskúmaním nejasných bodov hviezdneho svetla prichádzajúceho k nám zo vzdialených galaxií. Ale keďže sa rozširovanie zrýchľuje, vo veľmi vzdialenej budúcnosti sa budú galaxie vzďaľovať tak ďaleko a tak rýchlo, že ich nebudeme schopní vidieť -- nie kvôli technologickým obmedzeniam, ale kvôli zákonom fyziky. Svetlo, ktoré tieto galaxie emitujú, aj keď cestuje najväčšou rýchlosťou, rýchlosťou svetla, nebude schopné prekonať čoraz väčšiu priepasť medzi nami. Takže astronómovia v ďalekej budúcnosti nebudú pri pohľade do hlbokého vesmíru vidieť nič, iba nekonečný priestor statickej, atramentovo-čiernej tichosti. A prídu k záveru, že vesmír je statický a nemenný a obývaný jedinou centrálnou oázou hmoty, ktorú obývajú -- obraz kozmosu, o ktorom rozhodne vieme, že je nesprávny.
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.
Možno budúci astronómovia budú mať záznamy zo skorších dôb napríklad z našej, ktoré svedčia o rozpínajúcom sa kozmose, ktorý je plný galaxií. Ale budú títo budúci astronómovia veriť takým starobylým vedomostiam? Alebo budú veriť v čierny, statický, prázdny vesmír, ktorý odhalia ich súčasné pozorovania? Obávam sa, že skôr to druhé. Znamená to, že žijeme v mimoriadne privilegovanej dobe, keď sú niektoré hlboké pravdy o kozmose stále na dosah ľudského ducha bádania. No zdá sa, že to nemusí byť vždy tak. Lebo súčasní astronómovia, ktorí natáčajú výkonné teleskopy na oblohu zachytili hŕstku čisto informatívnych fotónov -- čo je istý druh kozmického telegramu, ktorý putuje miliardy rokov. A správa, ktorá sa ozýva vekmi, je jasná. Niekedy si príroda stráži svoje tajomstvá neprekonateľným zovretím fyzikálnych zákonov. Inokedy nám skutočnou povahou reality máva pred očami.
Thank you very much.
Ďakujem veľmi pekne.
(Applause)
(Potlesk)
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, ďakujem ti. Rozsah myšlienok, o ktorých si rozprával, je závratný, osviežujúci, neuveriteľný. Čo si myslíte o tom, kde sa kozmológia nachádza dnes, z historického aspektu? Sme podľa vás uprostred niečoho historicky nezvyčajného?
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: Ťažko povedať. Keď zistíme, že astronómovia ďalekej budúcnosti nemusia mať dostatok informácii, aby veci odhalili, prirodzená otázka je, že možno sme už v tej pozícii a niektoré závažné, zásadné vlastnosti vesmíru už unikli našej schopnosti pochopiť, kvôli tomu, ako sa kozmológia vyvíja. Takže z tohto uhla pohľadu si možno vždy budeme klásť otázky, no nikdy nebudeme schopní plne ich zodpovedať.
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.
Na druhej strane, teraz dokážeme pochopiť, aký starý je vesmír. Môžeme sa dozvedieť, ako chápať údaje z mikrovlnného žiarenia kozmického pozadia, ktoré bolo zaznamenané pred 13,72 miliárd rokmi -- dokonca môžeme v súčasnosti výpočtami predpovedať, ako to bude vyzerať a zhoduje sa to. Pánafera! To je úžasné. Takže na druhej strane, je to jednoducho neuveriteľné, kam sme sa dostali, ale ktovie, na aké prekážky možno narazíme v budúcnosti.
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: Zostávate tu ešte niekoľko dní. Možno niektorý z týchto rozhovorov bude pokračovať. Ďakujem. Ďakujem, Brian. (BG: S radosťou.)
(Applause)
(Potlesk)