(Musique)
On a typical day at school, endless hours are spent learning the answers to questions, but right now, we'll do the opposite. We're going to focus on questions where you can't learn the answers because they're unknown. I used to puzzle about a lot of things as a boy, for example: What would it feel like to be a dog? Do fish feel pain? How about insects? Was the Big Bang just an accident? And is there a God? And if so, how are we so sure that it's a He and not a She? Why do so many innocent people and animals suffer terrible things? Is there really a plan for my life? Is the future yet to be written, or is it already written and we just can't see it? But then, do I have free will? I mean, who am I anyway? Am I just a biological machine? But then, why am I conscious? What is consciousness? Will robots become conscious one day? I mean, I kind of assumed that some day I would be told the answers to all these questions. Someone must know, right? Guess what? No one knows. Most of those questions puzzle me more now than ever. But diving into them is exciting because it takes you to the edge of knowledge, and you never know what you'll find there. So, two questions that no one on Earth knows the answer to. (Music) [How many universes are there?] 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. It 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. The leading version of string theory predicts a multiverse made up of 10 to the 500 universes. That's a one followed by 500 zeros, a number so vast that if every atom in our observable universe had its own universe, and all of the atoms in all 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. (Laughter) 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? 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, and in another, not so much. Well, 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. (Music) [Why can't we see evidence of alien life?] Somewhere out there in that vast universe there must surely be countless other planets teeming with life. But why don't we see any evidence of it? Well, this is the famous question asked by Enrico Fermi in 1950: Where is everybody? Conspiracy theorists claim that UFOs are visiting all the time and the reports are just being covered up, but honestly, they aren't very convincing. But that leaves a real riddle. In the past year, the Kepler space observatory has found hundreds of planets just around nearby stars. And if you extrapolate that data, it looks like there could be half a trillion planets just in our own galaxy. If any one in 10,000 has conditions that might support a form of life, that's still 50 million possible life-harboring planets right here in the Milky Way. So here's the riddle: our Earth didn't form until about nine billion years after the Big Bang. Countless other planets in our galaxy should have formed earlier, and given life a chance to get underway billions, or certainly many millions of years earlier than happened on Earth. If just a few of them had spawned intelligent life and started creating technologies, those technologies would have had millions of years to grow in complexity and power. On Earth, we've seen how dramatically technology can accelerate in just 100 years. In millions of years, an intelligent alien civilization could easily have spread out across the galaxy, perhaps creating giant energy-harvesting artifacts or fleets of colonizing spaceships or glorious works of art that fill the night sky. At the very least, you'd think they'd be revealing their presence, deliberately or otherwise, through electromagnetic signals of one kind or another. And yet we see no convincing evidence of any of it. Why? Well, there are numerous possible answers, some of them quite dark. Maybe a single, superintelligent civilization has indeed taken over the galaxy and has imposed strict radio silence because it's paranoid of any potential competitors. It's just sitting there ready to obliterate anything that becomes a threat. Or maybe they're not that intelligent, or perhaps the evolution of an intelligence capable of creating sophisticated technology is far rarer than we've assumed. After all, it's only happened once on Earth in four billion years. Maybe even that was incredibly lucky. Maybe we are the first such civilization in our galaxy. Or, perhaps civilization carries with it the seeds of its own destruction through the inability to control the technologies it creates. But there are numerous more hopeful answers. For a start, we're not looking that hard, and we're spending a pitiful amount of money on it. Only a tiny fraction of the stars in our galaxy have really been looked at closely for signs of interesting signals. And perhaps we're not looking the right way. Maybe as civilizations develop, they quickly discover communication technologies far more sophisticated and useful than electromagnetic waves. Maybe all the action takes place inside the mysterious recently discovered dark matter, or dark energy, that appear to account for most of the universe's mass. Or, maybe we're looking at the wrong scale. Perhaps intelligent civilizations come to realize that life is ultimately just complex patterns of information interacting with each other in a beautiful way, and that that can happen more efficiently at a small scale. So, just as on Earth, clunky stereo systems have shrunk to beautiful, tiny iPods, maybe intelligent life itself, in order to reduce its footprint on the environment, has turned itself microscopic. So the Solar System might be teeming with aliens, and we're just not noticing them. Maybe the very ideas in our heads are a form of alien life. Well, okay, that's a crazy thought. The aliens made me say it. But it is cool that ideas do seem to have a life all of their own and that they outlive their creators. Maybe biological life is just a passing phase. Well, within the next 15 years, we could start seeing real spectroscopic information from promising nearby planets that will reveal just how life-friendly they might be. And meanwhile, SETI, the Search for Extraterrestrial Intelligence, is now releasing its data to the public so that millions of citizen scientists, maybe including you, can bring the power of the crowd to join the search. And here on Earth, amazing experiments are being done to try to create life from scratch, life that might be very different from the DNA forms we know. All of this will help us understand whether the universe is teeming with life or whether, indeed, it's just us. Either answer, in its own way, is awe-inspiring, because even if we are alone, the fact that we think and dream and ask these questions might yet turn out to be one of the most important facts about the universe. And I have one more piece of good news for you. The quest for knowledge and understanding never gets dull. It doesn't. It's actually the opposite. The more you know, the more amazing the world seems. And it's the crazy possibilities, the unanswered questions, that pull us forward. So stay curious.
Lors d''une journée d'école type on passe des heures interminables à apprendre les réponses à des questions, mais à partir de maintenant, nous allons faire l'inverse. Nous allons nous concentrer sur les questions dont on ne peut pas apprendre les réponses parce qu'on ne les connait pas. Quand j'étais enfant, j'avais l'habitude de réfléchir à beaucoup de choses, par exemple : qu'est-ce que ça ferait d'être un chien ? Est-ce que les poissons ressentent la douleur ? Et qu'en est-il des insectes? Le Big Bang n'est-il qu'un accident ? Y a-t-il un Dieu ? Et si c'est le cas, comment être sûr qu'il s'agit de Lui et non d'Elle? Pourquoi tant de gens et d'animaux innocents subissent-ils des choses terribles ? Ma vie est-elle vraiment planifiée ? Est-ce que le futur reste encore à écrire, ou a-t-il déjà été écrit et nous ne le voyons tout simplement pas ? Mais alors, ai-je mon libre arbitre ? Je veux dire, qui suis-je en fait ? Est-ce que je ne suis qu'une machine biologique? Mais alors, pourquoi ai-je une conscience ? qu'est-ce que la conscience ? Est-ce que les robots deviendront conscients un jour ? Je veux dire, j'ai en quelque sorte supposé qu'un jour on me donnerait les réponses à toutes ces questions. Quelqu'un doit savoir, pas vrai ? Vous savez quoi ? Personne ne sait. La plupart de ces questions m’obsèdent aujourd'hui plus que jamais. Mais s'y plonger est tellement stimulant car ça vous emmène aux limites de la connaissance, et on ne sait jamais ce qu'on va y découvrir. Donc, deux questions -- les questions dont personnes sur Terre ne possède la réponse. (Musique) Parfois quand je suis sur un vol de longue durée, je regarde toutes ces montagnes et ces déserts et j'essaie de comprendre combien notre Terre est vaste. Et je me souviens alors qu'il y a un objet que nous voyons tous les jours et qui pourrait littéralement contenir un million de Terres : le soleil. Il parait invraisemblablement grand. Mais dans le grand schéma des choses, c'est une tête d'épingle, une des quelques 400 milliards d'étoiles de la Voie Lactée, qu'on peut admirer lorsque la nuit est claire quand une brume pâle et blanche s'étire à travers le ciel. Et il y a pire. Il y a peut-être 100 milliards de galaxies détectables par nos télescopes. Donc, si chaque étoile avait la taille d'un grain de sable, la Voie Lactée à elle seule a assez d'étoiles pour remplir une plage de 9 x 9 mètres d'une épaisseur de sable de 9 mètres. Et la Terre entière ne possède pas assez de plages pour représenter les étoiles de l'ensemble de l'univers. Une telle plage s'étendrait littéralement sur des centaines de millions de kilomètres. Par Saint Stephen Hawking, ça fait beaucoup d'étoiles. Mais lui et d'autres physiciens croient à présent à une réalité qui est pourtant plus grande qu'on ne peut l'imaginer. Je veux dire, tout d'abord, que les 100 milliards de galaxies à portée de nos télescopes sont probablement une minuscule fraction de cet ensemble. L'expansion de l'espace même est en accélération croissante . La grande majorité des galaxies s'éloignent de nous si vite que la lumière qui en provient pourrait ne jamais nous atteindre. Pourtant, notre réalité physique ici sur Terre est intimement liée à ces galaxies distantes et invisibles . Nous pouvons les considérer comme faisant partie de notre univers. Elles forment un édifice unique et géant qui obéit aux mêmes lois physiques et sont constituées des mêmes sortes d'atomes -- électrons, protons quarks, neutrinos -- dont nous sommes faits, vous est moi. Cependant, de récentes théories en physique, y compris celle que l'on appelle la théorie des cordes, nous disent à présent qu'il pourrait y avoir d’innombrables autres univers constitués de types de particules différents , avec des propriétés différentes, obéissant à des lois différentes. La vie ne pourrait exister dans la plupart de ces univers, et pourraient surgir en un éclair et disparaitre aussitôt en une nanoseconde. Néanmoins, combinées, elles forment un vaste multivers d'univers possibles pouvant avoir jusqu'à 11 dimensions différentes présentant des merveilles qui dépassent notre imagination la plus folle. La version principale de la théorie des cordes prédit un multivers composé de 10 à 500 univers. C'est un 1 suivi de 500 zéros, un nombre tellement vaste que si chaque atome dans notre univers observable avait son propre univers, et que tous les atomes de tous ces univers avait chacun leur propre univers, et qu'on répète ça pendant deux cycles de plus, on n'en serait encore qu'à une infime fraction de cet ensemble, soit un trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillion de trillionième. Mais même ce nombre est minuscule comparé à une autre nombre : l'infini. Certains physiciens pensent que le continuum espace temps est littéralement infini et qu'il contient un nombre infini nombre de ce que l'on appelle des univers de poche avec des propriétés variables. Comment va votre cerveau ? La théorie quantique ajoute une toute nouvelle piste. Je veux dire, la théorie a été prouvée de façon indubitable, mais l'interpréter est déroutant, et certains physiciens pensent qu'on ne peut la rendre accessible que si on imagine que des nombre gigantesque d'univers parallèles naissent à chaque instant. et que beaucoup de ces univers seraient très similaires au monde où nous nous trouvons, comporteraient de multiples copies de vous. Dans un de ces univers-là, vous seriez diplômé avec mention et marié à la personne de vos rêves, et dans un autre, ce ne serait pas tellement le cas. Bon, il y a encore des scientifiques qui diraient que c'est de la foutaise. La seule réponse valable à la question de savoir combien il y a d'univers est: un. Un seul univers. Et quelques philosophes et mystiques pourraient soutenir que notre propre univers est une illusion. Donc, comme vous pouvez le voir, à l'heure actuelle tout le monde n'est pas d'accord sur cette question, loin de là. Tout ce que nous savons c'est que la réponse se trouve entre le zéro et l'infini. Et bien, je suppose que nous savons une autre chose. C'est une période assez cool pour étudier la physique. Il se pourrait que nous soyons en train de subir le plus grand changement de modèle de connaissance que l'humanité n'a jamais vu. (Musique) Quelque part,dans ce vaste univers il y a certainement d'innombrables autres planètes qui grouillent de vie. Mais pourquoi n'en voyons-nous aucune preuve ? Et bien, c'est la célèbre question posée par Enrico Fermi en 1950 : Où est tout le monde ? Des théoriciens du complot prétendent que des OVNI nous rendent visite tout le temps et que les rapports sont tout simplement dissimulés, mais franchement, ils ne sont pas très convaincants. Mais ça nous laisse une réelle énigme. L'an dernier, l'observatoire spatial Kepler a découvert des centaines de planètes dans les environs immédiats des étoiles voisines. Et si on extrapole ces données, on dirait qu'il pourrait y avoir un demi-trillion de planètes rien que dans notre propre galaxie Et si une seule sur 10.000 possède les conditions favorables à une certaine forme de vie, ça nous laisse 50 millions de planètes possibles pouvant abriter la vie ici même dans notre Voie Lactée. Voici donc l'énigme : notre Terre n'a été formée qu'environ 9 milliards d'années après le Big Bang. D'innombrables autres planètes dans notre galaxie devraient avoir été formées plus tôt, et avoir donné une chance à la vie de se développer des milliards, ou certainement bien des millions, d'années avant que cela n'arrive sur Terre. Si seulement quelques-unes d'entre elles avaient engendré une vie intelligente et commencé à concevoir des technologies, ces technologies auraient alors eu des millions d'années pour se développer en complexité et en puissance. Sur Terre, nous avons vu combien la technologie pouvait radicalement accélérer en tout juste 100 ans. Pendant des millions d'années, une civilisation extraterrestre intelligente pourrait facilement s'être répandue à travers la galaxie, en créant peut-être des artéfacts géants accumulateur d'énergie ou des flottes de vaisseaux colonisateurs ou de splendides œuvres d'art qui remplissent le ciel de la nuit. Au moins, on pourrait penser qu'ils auraient révélé leur présence, délibérément ou autrement, à travers des signaux électromagnétiques d'une genre ou d'un autre. Et pourtant nous n'en voyons aucune preuve convaincante. Pourquoi ? Et bien, il y a de nombreuses réponses possibles, dont certaines sont vraiment sombres Peut-être qu'une civilisation unique, superintelligente a effectivement envahi la galaxie et a imposé le silence radio absolu parce qu'elle est paranoïaque quant à d'éventuels concurrents. Elle est là, prête à anéantir tout ce qui pourrait devenir une menace. Ou peut-être qu'ils ne sont pas si intelligent que ça, ou peut-être que l'évolution d'une intelligence capable de créer une technologie sophistiquée est bien plus rare qu'on ne l'a supposé. Après tout, ça n'est arrivé qu'une foi sur Terre quatre milliards d'années. Peut-être même que ça a été une chance incroyable. Peut-être sommes-nous la première civilisation de ce genre dans notre galaxie. Ou, peut-être que la civilisation porte en elle les graines de sa propre destruction de par son incapacité à contrôler les technologies qu'elle crée. Mais il y a bien plus de réponses pleines d'espoir. Pour commencer, nous ne regardons pas si attentivement que ça, et nous y consacrons une somme d'argent pitoyable pour cela. Seule une minuscule fraction des étoiles de notre galaxie ont réellement été observées de près pour y déceler des signes de signaux intéressants. Et peut-être ne regardons-nous pas dans la bonne direction. Peut-être que quand les civilisations se développent, elles découvrent rapidement des technologies de communication bien plus sophistiquées et utiles que des ondes électromagnétiques. Peut-être que tout se place dans la mystérieuse matière noire ou énergie noire récemment découverte, qui semble constituer l'essentiel de la masse de l'univers. Ou, peut-être que nous ne regardons pas à la bonne échelle. Peut-être que des civilisations intelligentes ont fini par comprendre que la vie n'est en définitive qu'un schéma complexe d'informations interagissant les unes avec les autres d'une belle façon, et que cela peut se produire plus efficacement à petite échelle. Donc, de même que les chaînes stéréo encombrantes ont rétréci sur Terre pour devenir de beaux iPods minuscules, peut-être que la vie intelligente elle-même, pour réduire son empreinte sur l'environnement, s'est d'elle-même rendue microscopique. Le système solaire pourrait donc grouiller d'extraterrestres, et nous ne les avons simplement pas remarqués. Peut-être que toutes ces idées dans nos têtes sont une forme de vie extraterrestre. Bon, d'accord, c'est une pensée dingue. Les extraterrestres m'ont fait dire ça. Mais c'est superl que ces idées semblent avoir une vie propre et qu'elles survivent à leurs créateurs. Peut-être que la vie biologique est une phase de transition. Bon, dans les 15 prochaines années, on pourrait commencer à voir de véritables informations spectroscopiques venant de planètes avoisinantes prometteuses qui révéleront combien elles pourraient être propisces à la vie. Et pendant ce temps, SETI, le centre de recherche d'une intelligence extra-terrestre, ouvre en ce moment ses données au grand public afin que des millions de chercheurs citoyens, dont vous faites peut-être partie, puissent apporter la puissance de la foule pour participer aux recherches. Et ici, sur Terre, on fait des expériences incroyables pour tenter de créer la vie à partir de rien, une vie qui pourrait être différente des formes d'ADN que nous connaissons. Tout ceci nous aidera à comprendre si l'univers grouille de vie ou si, en fait, il n'y a que nous Quelle que soit la réponse, à sa façon, elle est grandiose, car même si nous sommes seuls, le fait que nous pensons, rêvons et nous posons ces questions pourrait encore se révéler être l'un des faits les plus importants concernant l'univers. Et j'ai encore une bonne nouvelle à vous annoncer. La quête de la connaissance et de la compréhension ne devient jamais ennuyeuse. Jamais. Elle est en fait tout le contraire. Plus vous en savez, plus le monde semble incroyable. Et ce sont les folles possibilités, les questions sans réponses, qui nous tirent vers l'avant. Alors restez curieux.