(Music) Sometimes when I'm on a long plane flight, I gaze out at all those mountains and deserts and try to get my head around how vast our Earth is. And then I remember that there's an object we see every day that would literally fit one million Earths inside it. The sun seems impossibly big, but in the great scheme of things, it's a pinprick, one of about 400 billion stars in the Milky Way galaxy, which you can see on a clear night as a pale, white mist stretched across the sky. And it gets worse. There are maybe 100 billion galaxies detectable by our telescopes, so if each star was the size of a single grain of sand, just the Milky Way has enough stars to fill a 30 foot by 30 foot stretch of beach three feet deep with sand. And the entire Earth doesn't have enough beaches to represent the stars in the overall universe. Such a beach would continue for literally hundreds of millions of miles. Holy Stephen Hawking, that is a lot of stars. But he and other physicists now believe in a reality that is unimaginably bigger still. I mean, first of all, the 100 billion galaxies within range of our telescopes are probably a minuscule fraction of the total. Space itself is expanding at an accelerating pace. The vast majority of the galaxies are separating from us so fast that light from them may never reach us. Still, our physical reality here on Earth is intimately connected to those distant, invisible galaxies. We can think of them as part of our universe. They make up a single, giant edifice, obeying the same physical laws and all made from the same types of atoms, electrons, protons, quarks, neutrinos that make up you and me. However, recent theories in physics, including one called string theory, are now telling us there could be countless other universes, built on different types of particles, with different properties, obeying different laws. Most of these universes could never support life, and might flash in and out of existence in a nanosecond, but nonetheless, combined they make up a vast multiverse of possible universes. in up to 11 dimensions, featuring wonders beyond our wildest imagination. And the leading version of string theory predicts a multiverse made of up to 10 to the 500 universes. That's a one followed by 500 zeroes, a number so vast that if every atom in our observable universe had its own universe and all of the atoms in all of those universes each had their own universe, and you repeated that for two more cycles, you'd still be at a tiny fraction of the total -- namely, one trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillionth. But even that number is minuscule compared to another number: infinity. Some physicists think the space-time continuum is literally infinite, and that it contains an infinite number of so-called pocket universes with varying properties. How's your brain doing? But quantum theory adds a whole new wrinkle. I mean, the theory's been proven true beyond all doubt, but interpreting it is baffling. And some physicists think you can only un-baffle it if you imagine that huge numbers of parallel universes are being spawned every moment, and many of these universes would actually be very like the world we're in, would include multiple copies of you. In one such universe, you'd graduate with honors and marry the person of your dreams. In another, not so much. There are still some scientists who would say, hogwash. The only meaningful answer to the question of how many universes there are is one, only one universe. And a few philosophers and mystics might argue that even our own universe is an illusion. So, as you can see, right now there is no agreement on this question, not even close. All we know is, the answer is somewhere between zero and infinity. Well, I guess we know one other thing: This is a pretty cool time to be studying physics. We just might be undergoing the biggest paradigm shift in knowledge that humanity has ever seen.
(Muziek) Tijdens een langeafstandsvlucht staar ik soms naar bergen en woestijnen en vorm me een idee van hoe groot onze Aarde is. Dan bedenk ik dat er iets is dat we elke dag zien en waarin letterlijk een miljoen Aardes zouden passen. De zon lijkt onmogelijk groot, maar in het grote plan der dingen is het een speldenprik, één van de 400 miljard sterren van het Melkwegstelsel, dat je op heldere nachten kan zien als een bleke, witte mist, uitgestrekt in de hemel. Het wordt erger. Er zijn wellicht 100 miljard melkwegstelsels die we met telescopen kunnen waarnemen. Als elke ster zo groot was als een zandkorrel, dan heeft de Melkweg alleen al genoeg sterren om een strook zand van 9 meter bij 9 meter, 90 cm diep te vullen. De aarde heeft niet genoeg stranden om de sterren voor te stellen in het hele universum. Zo'n strand zou zich letterlijk honderden miljoenen km ver uitstrekken. Bij Stephen Hawking, dat zijn een hoop sterren. Maar hijzelf en andere fysici geloven nu in een realiteit die nog onvoorstelbaar veel groter is. Ten eerste zijn de 100 miljard melkwegstelsels binnen bereik van onze telescopen waarschijnlijk een minuscule fractie van het totaal. De ruimte zelf zet uit tegen alsmaar hogere snelheid. De meeste melkwegstelsels verwijderen zich zo snel van ons dat hun licht ons misschien nooit bereikt. Toch is onze fysieke realiteit hier op Aarde intiem verbonden met die verre, onzichtbare sterrenstelsels. We kunnen ze als deel van ons universum zien. Ze vormen één enkel, reusachtig gebouw, volgens dezelfde fysicawetten, met dezelfde soorten atomen, elektronen, protonen, quarks, neutrino's waar jij en ik uit bestaan. Maar recente natuurkundetheorieën, waaronder de zogenaamde snaartheorie, zeggen ons nu dat er oneindig veel andere universums kunnen zijn, gebouwd van andere soorten deeltjes, met andere eigenschappen, volgens andere wetten. De meeste van die universums zouden nooit leven kunnen herbergen en flitsen in en uit hun bestaan binnen één nanoseconde, maar niettemin vormen ze samen een enorm multiversum van mogelijke universums, in tot 11 dimensies, met wonderen die we ons niet kunnen voorstellen. De heersende versie van de snaartheorie voorspelt een multiversum dat bestaat uit tot 10 tot de 500ste universums. Dat is een één met 500 nullen, een getal dat zo enorm is dat als elk atoom in ons waarneembare universum zijn universum had, en elk van de atomen in die universums zelf zijn eigen universum had, en je dat nog twee keer zou doen, je nog steeds maar een kleine fractie van het geheel had, namelijk één biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoen biljoenste. Maar zelfs dat getal is zeer klein, vergeleken met een ander getal: oneindig. Sommige fysici denken dat het ruimte-tijd-continuüm letterlijk oneindig is, en dat het een oneindig aantal zogenaamde pocket-universums bevat met wisselende eigenschappen. Hoe gaat het met je brein? Quantumtheorie geeft er een bijkomende draai aan. De theorie is volledig bewezen, maar ze is verbluffend moeilijk te interpreteren. Sommige fysici denken dat je ze alleen kan 'ont-bluffen' als je je voorstelt dat er grote aantallen parallelle universums ontstaan op elk moment. Vele van deze universums zouden erg lijken op onze wereld en vele kopieën van jezelf bevatten. In één van die universums zou je met onderscheiding afstuderen en met je droompartner trouwen. In een ander niet echt. Sommige wetenschappers zeggen: nonsens. Het enige goede antwoord op de vraag hoeveel universums er zijn, is één, één enkel universum. Een paar filosofen en mystici zeggen misschien dat ons eigen universum een illusie is. Dus je ziet, vandaag is er geen overeenstemming over deze vraag, zelfs geen beetje. We weten dat het antwoord tussen nul en oneindig ligt. We weten één ander ding: dit is een fantastisch moment om fysica te studeren. Misschien vindt vandaag de grootste paradigmaverschuiving plaats die de mensheid ooit heeft gekend.