The universe is really big. We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy. There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy. And if you take a camera and you point it at a random part of the sky, and you just keep the shutter open, as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope, it will see something like this. Every one of these little blobs is a galaxy roughly the size of our Milky Way -- a hundred billion stars in each of those blobs. There are approximately a hundred billion galaxies in the observable universe. 100 billion is the only number you need to know. The age of the universe, between now and the Big Bang, is a hundred billion in dog years. (Laughter) Which tells you something about our place in the universe.
Visata yra didžiulė. Mes gyvename galaktikoje - Paukščių Take. Paukščių take yra apie šimtas milijardų žvaigždžių. Ir jei paimtumėte kamerą ir nukreiptumėte ją į atsitiktinį tašką danguje, paliktumėte sklendę atvirą tol, kol jūsų kamera sektų Hablo kosminį teleskopą, pamatytumėte kažką tokio. Kiekviena iš šių mažų dėmelių yra maždaug Paukščių Tako dydžio galaktika - šimtas milijardų žvaigždžių kiekvienoje iš šių dėmių. Yra maždaug šimtas milijardų galaktikų mūsų stebimoje visatoje. 100 milijardų yra vienintelis skaičius, kurį jums reikia žinoti. Visatos amžius nuo dabar iki Didžiojo sprogimo yra šimtas milijardų šuns metų. (Juokas) Tai kažką pasako apie mūsų vietą visatoje.
One thing you can do with a picture like this is simply admire it. It's extremely beautiful. I've often wondered, what is the evolutionary pressure that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve to really enjoy pictures of galaxies when they didn't have any. But we would also like to understand it. As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this? One big clue we have is that the universe is changing with time. If you looked at one of these galaxies and measured its velocity, it would be moving away from you. And if you look at a galaxy even farther away, it would be moving away faster. So we say the universe is expanding.
Vienas dalykas, kurį galima daryti su šia nuotrauka, tai tiesiog mėgautis ja. Ji nepaprastai graži. Aš dažnai susimąstau, kokios evoliucinės sąlygos išugdė mūsų pirmykščių protėvių Afrikos savanose gebėjimus mėgautis galaktikų vaizdais, kuomet jų dar neturėjo. Tačiau mes taip pat norėtume tai suprasti. Kaip kosmologas noriu paklausti, kodėl visata yra tokia? Viena didelė užuomina sako, kad visata laikui bėgant keičiasi. Jei pažvelgtumėme į vieną iš šių galaktikų ir pamatuotumėme jos greitį, pastebėtume, kad ji tolsta. O jei stebėtume dar tolimesnę galaktiką, ji toltų dar greičiau. Todėl sakome, kad visata plečiasi.
What that means, of course, is that, in the past, things were closer together. In the past, the universe was more dense, and it was also hotter. If you squeeze things together, the temperature goes up. That kind of makes sense to us. The thing that doesn't make sense to us as much is that the universe, at early times, near the Big Bang, was also very, very smooth. You might think that that's not a surprise. The air in this room is very smooth. You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out." But the conditions near the Big Bang are very, very different than the conditions of the air in this room. In particular, things were a lot denser. The gravitational pull of things was a lot stronger near the Big Bang.
Tai žinoma reiškia, kad praeityje viskas buvo išsidėstę tankiau. Praeityje visata buvo tankesnė, o taip pat karštesnė. Didinant spaudimą temperatūra kyla. Tai mums lyg ir suprantama. Dalykas, kuris nelabai suprantamas, yra tai, kad visata pačioje pradžioje, iškart po Didžiojo sprogimo buvo labai labai tolygi. Galima pagalvoti, jog tai joks siurprizas. Oras šioje patalpoje yra labai tolygus. Galima sakyti, „Ką gi, greičiausiai viskas tiesiog išsilygino.“ Bet sąlygos po Didžiojo sprogimo buvo visiškai kitokios nei oro sąlygos šioje patalpoje. Tiksliau medžiagos tankis buvo daug didesnis. Gravitacinė trauka po Didžiojo sprogimo buvo daug didesnė.
What you have to think about is we have a universe with a hundred billion galaxies, a hundred billion stars each. At early times, those hundred billion galaxies were squeezed into a region about this big -- literally -- at early times. And you have to imagine doing that squeezing without any imperfections, without any little spots where there were a few more atoms than somewhere else. Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull into a huge black hole. Keeping the universe very, very smooth at early times is not easy; it's a delicate arrangement. It's a clue that the early universe is not chosen randomly. There is something that made it that way. We would like to know what.
Pagalvokite, kad mūsų visatoje yra šimtas milijardų galaktikų, kurių kiekvienoje šimtas milijardų žvaigždžių. Pačioje pradžioje šis šimtas milijardų galaktikų buvo suspaustos į maždaug tokio dydžio regioną - iš tiesų, pačioje pradžioje. Įsivaizduokite šį suspaudimą be jokių netolygumų, be jokių mažų taškelių, kuriuose būtų šiek tiek daugiau atomų nei kituose. Nes jei jie būtų, dėl gravitacinės traukos jie kolapsuotų į didžiulę juodąją skylę. Išlaikyti visatą labai labai tolygią pačioje pradžioje nebuvo lengva, tai labai subtili kompozicija. Yra užuomina, kad ankstyvoji visata nebuvo atsitiktinė. Buvo kažkas, kas ją tokią padarė. Norėtume žinoti, kas.
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann, an Austrian physicist in the 19th century. And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy. You've heard of entropy. It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems. Boltzmann gave us a formula -- engraved on his tombstone now -- that really quantifies what entropy is. And it's basically just saying that entropy is the number of ways we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice, so that macroscopically it looks the same. If you have the air in this room, you don't notice each individual atom. A low entropy configuration is one in which there's only a few arrangements that look that way. A high entropy arrangement is one that there are many arrangements that look that way. This is a crucially important insight because it helps us explain the second law of thermodynamics -- the law that says that entropy increases in the universe, or in some isolated bit of the universe.
Dalį informacijos mums suteikė Ludwig'as Boltzmann'as, XIX a. austrų fizikas. O Boltzmann'as prisidėjo padėdamas mums suprasti entropiją. Jums teko girdėti apie entropiją. Tai yra kai kurių sistemų atsitiktinumas, netvarka, chaotiškumas. Boltzmann'as mums davė formulę - dabar ji išgraviruota ant jo paminklo - ji apskaičiuoja entropiją. O ji paprasčiausiai sako, kad entropija yra skaičius būdų, kuriais mes galime pertvarkyti sistemos sudėtines dalis nepakeičiant sistemos išvaizdos makroskopiniame lygmenyje. Kalbant apie orą šioje patalpoje, mes nematome kiekvieno atskiro atomo. Žemos entropijos sąranga yra tokia, kurioje yra tik keletas panašiai atrodančių išsidėstymų. Didelės entropijos išsidėstymas yra toks, kuriame yra daug panašiai atrodančių išsidėstymų. Tai yra itin svarbi įžvalga, nes ji padeda mums paaiškinti antrąjį termodinamikos dėsnį - dėsnį, kuris teigia, kad entropija didėja visatoje arba izoliuotoje visatos dalyje.
The reason why entropy increases is simply because there are many more ways to be high entropy than to be low entropy. That's a wonderful insight, but it leaves something out. This insight that entropy increases, by the way, is what's behind what we call the arrow of time, the difference between the past and the future. Every difference that there is between the past and the future is because entropy is increasing -- the fact that you can remember the past, but not the future. The fact that you are born, and then you live, and then you die, always in that order, that's because entropy is increasing. Boltzmann explained that if you start with low entropy, it's very natural for it to increase because there's more ways to be high entropy. What he didn't explain was why the entropy was ever low in the first place.
Entropijos didėjimo priežastis yra ta, kad daug daugiau variantų galimi didelėje entropijoje nei mažoje entropijoje. Tai nuostabi įžvalga, bet ji kai ką nutyli. Tarp kitko, už šios įžvalgos, kad entropija didėja, kaip ir už mūsų vadinamos laiko strėlės, slepiasi skirtumas tarp praeities ir ateities. Kiekvienas skirtumas tarp praeities ir ateities yra dėl entropijos didėjimo - faktas, kad mes galime atsiminti praeitį, bet ne ateitį. Faktas, kad mes gimstame, tada gyvename, o tada mirštame, visuomet tokia pačia tvarka, visa tai dėl didėjančios entropijos. Boltzmann'as paaiškino, kad jei pradėtume nuo mažos entropijos, labai natūralu, kad ji didės, nes yra daugiau būdų būti didelės entropijos. Jis nepaaiškino, kodėl entropija iš pat pradžių buvo maža.
The fact that the entropy of the universe was low was a reflection of the fact that the early universe was very, very smooth. We'd like to understand that. That's our job as cosmologists. Unfortunately, it's actually not a problem that we've been giving enough attention to. It's not one of the first things people would say, if you asked a modern cosmologist, "What are the problems we're trying to address?" One of the people who did understand that this was a problem was Richard Feynman. 50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures. He gave the popular lectures that became "The Character of Physical Law." He gave lectures to Caltech undergrads that became "The Feynman Lectures on Physics." He gave lectures to Caltech graduate students that became "The Feynman Lectures on Gravitation." In every one of these books, every one of these sets of lectures, he emphasized this puzzle: Why did the early universe have such a small entropy?
Faktas, kad entropija buvo maža, buvo atspindys fakto, kad ankstyvoji visata buvo labai labai glotni. Norėtume tai suprasti. Tai mūsų - kosmologų - darbas. Deja, tai išties nėra problema, kuriai skyrėme pakankamai dėmesio. Tai nėra vienas pirmų dalykų, kurio žmogus paklaustų šiuolaikinio kosmologo, „Kokias problemas jūs mėginate spręsti?“. Vienas iš žmonių, kurie suprato šią problemą, buvo Richard'as Feynman'as. Prieš 50 metų jis skaitė galybę skirtingų paskaitų. Jis dėstė populiarias paskaitas, kurios pavadintos "Fizinių dėsnių būdas". Jis dėstė Caltech'o studentams, paskaitos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie fiziką". Jis dėstė paskaitas Caltech'o magistrantams, jos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie gravitaciją". Kiekvienoje jo knygoje, kiekvienoje paskaitoje, jis pabrėžė šį galvosūkį: Kodėl ankstyvoji visata buvo tokios mažos entropijos?
So he says -- I'm not going to do the accent -- he says, "For some reason, the universe, at one time, had a very low entropy for its energy content, and since then the entropy has increased. The arrow of time cannot be completely understood until the mystery of the beginnings of the history of the universe are reduced still further from speculation to understanding." So that's our job. We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking, "we've figured it out by now." It's not true that we've figured it out by now.
Taigi, jis sako - akcentuoju tai - jis sako: „Dėl kažkokių priežasčių visata vienu metu turėjo labai mažą savo energijos turinio entropiją ir nuo tada ši entropija didėja. Laiko strėlė negali būti pilnai suvokta nebent visatos istorijos pradžios paslaptis bus vis toliau atskleidžiama spėliones keičiant supratimu.“ Taigi, tai mūsų darbas. Mes norime žinoti - tai buvo prieš 50 metų, „Tikriausiai", jūs pagalvosite, „mes jau tai išsiaiškinom." Tai netiesa, kad mes tai jau išsiaiškinom.
The reason the problem has gotten worse, rather than better, is because in 1998 we learned something crucial about the universe that we didn't know before. We learned that it's accelerating. The universe is not only expanding. If you look at the galaxy, it's moving away. If you come back a billion years later and look at it again, it will be moving away faster. Individual galaxies are speeding away from us faster and faster so we say the universe is accelerating. Unlike the low entropy of the early universe, even though we don't know the answer for this, we at least have a good theory that can explain it, if that theory is right, and that's the theory of dark energy. It's just the idea that empty space itself has energy.
Priežastis, kodėl problema pasidarė dar didesnė, o ne mažesnė, yra ta, kad 1998-aisiais mes apie visatą sužinojome kai ką labai svarbaus, ko anksčiau nežinojome. Mes nustatėme, kad ji greitėja. Visata ne tik plečiasi. Žiūrint į galaktiką, ji tolsta nuo mūsų. Jei grįžtume po milijardo metų ir vėl pažiūrėtume, ji toltų dar greičiau. Pavienės galaktikos tolsta nuo mūsų greičiau ir greičiau. Todėl teigiame, kad visata greitėja. Ne taip, kaip žema ankstyvosios visatos entropija, nors ir nežinome atsakymo į tai, bent jau turime gerą teoriją, galinčią tai paaiškinti, jei ji yra teisinga. Tai yra teorija apie tamsiąją energiją. Tai mintis, kad tuščia erdvė vis tiek turi energijos.
In every little cubic centimeter of space, whether or not there's stuff, whether or not there's particles, matter, radiation or whatever, there's still energy, even in the space itself. And this energy, according to Einstein, exerts a push on the universe. It is a perpetual impulse that pushes galaxies apart from each other. Because dark energy, unlike matter or radiation, does not dilute away as the universe expands. The amount of energy in each cubic centimeter remains the same, even as the universe gets bigger and bigger. This has crucial implications for what the universe is going to do in the future. For one thing, the universe will expand forever.
Kiekviename mažyčiame kubiniame erdvės centimetre, nesvarbu ar joje yra kas, ar ne, nesvarbu, ar joje yra dalelių, materijos, radiacijos ar bet ko kito, joje vis tiek yra energijos, net pačioje erdvėje. O ši energija, pasak Einšteino, sukelia visatos plėtimąsi. Tai yra amžinas impulsas, kuris atstūmė galaktikas vieną nuo kitos. Nes tamsioji energija, priešingai nei materija ar radiacija, nesilpnėja visatai plečiantis. Energijos kiekis kiekviename kubiniame centimetre išlieka toks pats, netgi visatai nuolat didėjant ir didėjant. Tai turi lemtingos reikšmės tam, ką visata darys ateityje. Pirmiausia visata plėsis amžinai.
Back when I was your age, we didn't know what the universe was going to do. Some people thought that the universe would recollapse in the future. Einstein was fond of this idea. But if there's dark energy, and the dark energy does not go away, the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever. 14 billion years in the past, 100 billion dog years, but an infinite number of years into the future. Meanwhile, for all intents and purposes, space looks finite to us. Space may be finite or infinite, but because the universe is accelerating, there are parts of it we cannot see and never will see. There's a finite region of space that we have access to, surrounded by a horizon. So even though time goes on forever, space is limited to us. Finally, empty space has a temperature.
Kada buvau jūsų amžiaus, mes nežinojome, kaip elgsis visata. Vieni žmonės manė, kad visata ateityje vėl susitrauks. Einšteinas palaikė šią idėją. Bet jei yra tamsioji energija, o tamsioji energija niekur nedingsta, visata plėsis per amžių amžius. Prabėgo 14 milijardų metų, 100 milijardų šuns metų, tačiau begalybė metų laukia ateityje. Tačiau visais atžvilgiais kosmosas mums atrodo baigtinis. Kosmosas gali būti baigtinis arba begalinis, tačiau dėl visatos plėtimosi, yra vietų, kurių mes negalime pamatyti ir niekada nepamatysime. Yra apibrėžta kosmoso dalis, kuri mums prieinama, ji apribota horizonto. Todėl nors laikas ir nuolat teka, erdvė mums yra ribota. Galiausiai, tuščia erdvė turi temperatūrą.
In the 1970s, Stephen Hawking told us that a black hole, even though you think it's black, it actually emits radiation when you take into account quantum mechanics. The curvature of space-time around the black hole brings to life the quantum mechanical fluctuation, and the black hole radiates. A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons showed that if you have dark energy in empty space, then the whole universe radiates. The energy of empty space brings to life quantum fluctuations. And so even though the universe will last forever, and ordinary matter and radiation will dilute away, there will always be some radiation, some thermal fluctuations, even in empty space. So what this means is that the universe is like a box of gas that lasts forever. Well what is the implication of that?
8-ajame dešimtmetyje Stephen'as Hawking'as pareiškė, kad juodoji skylė, nors turėtų būti juoda, visgi skleidžia spinduliuotę, jei atsižvelgtume į kvantinę mechaniką. Erdvėlaikio išlinkimas aplink juodąją skylę sukelia kvantinius mechaninius svyravimus, o juodoji skylė spinduliuoja. Labai panašūs Hawking'o ir Gary Gibbons'o skaičiavimai parodė, kad tamsiajai energijai esant tuščioje erdvėje, visa visata spinduliuoja. Tuščios erdvės energija sukelia kvantinius svyravimus. Ir nors visata bus amžinai, o įprastinė materija ir radiacija išsisklaidys, vis tiek liks kažkiek radiacijos, kažkiek temperatūrinių svyravimų, netgi tuščioje erdvėje. Tai reiškia, kad visata yra tartum dujų talpa, kuri niekada nesibaigia. Na ir kokia gi to reikšmė?
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century. He said, well, entropy increases because there are many, many more ways for the universe to be high entropy, rather than low entropy. But that's a probabilistic statement. It will probably increase, and the probability is enormously huge. It's not something you have to worry about -- the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us. It's very, very unlikely. Except if they locked the doors and kept us here literally forever, that would happen. Everything that is allowed, every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room, would eventually be obtained.
Tai studijavo Boltzmann'as XIX-ame amžiuje. Jis sakė, ką gi, entropija didėja, nes yra daug daugiau galimybių visatai būti didelės entropijos nei mažos entropijos. Bet tai tikimybinis teiginys. Ji greičiausiai padidės ir ši tikimybė yra milžiniškai didelė. Tai nėra kažkas, dėl ko reikėtų jaudintis - visas oras šiame kambaryje susikaups vienoje vietoje ir mes uždusime. Labai labai neįtikima. Nebent kas nors užrakintų duris ir laikytų mus čia amžinai, tiesiogine šio žodžio prasme, tuomet tai įvyktų. Viskas, kas įmanoma, kiekviena konfigūracija, kuri gali susidaryti iš molekulių esančių šiame kambaryje, galų gale įvyktų.
So Boltzmann says, look, you could start with a universe that was in thermal equilibrium. He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe. He thought that space and time were explained by Isaac Newton -- they were absolute; they just stuck there forever. So his idea of a natural universe was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere -- the everything molecules. But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough, the random fluctuations of those molecules will occasionally bring them into lower entropy configurations. And then, of course, in the natural course of things, they will expand back. So it's not that entropy must always increase -- you can get fluctuations into lower entropy, more organized situations.
Taigi, Boltzmann'as teigia: štai, pradėkime nuo visatos, jai būnant temperatūrinėje pusiausvyroje. Jis nežinojo apie Didįjį sprogimą. Jis nežinojo apie visatos plėtimąsi. Jis manė, jog erdvę ir laiką paaiškino Isaac'as Newton'as - šios dimensijos buvo absoliučios, jos čia tiesiog buvo visada. Todėl jo natūralios visatos idėja buvo tokia, kurioje oro molekulės tiesiog pasiskirstė visur vienodai - visko molekulės. Bet jei esi Boltzmann'as, tu žinai, kad pakankamai ilgai palaukus, atsitiktiniai šių molekulių svyravimai laikas nuo laiko sudarys mažesnės entropijos konfigūracijas. O tuomet, žinoma, natūralioje eigoje jos vėl išsiplės. Taigi, nėra taip, kad entropija turi nuolatos didėti - galimi svyravimai į mažesnę entropiją, labiau organizuotas situacijas.
Well if that's true, Boltzmann then goes onto invent two very modern-sounding ideas -- the multiverse and the anthropic principle. He says, the problem with thermal equilibrium is that we can't live there. Remember, life itself depends on the arrow of time. We would not be able to process information, metabolize, walk and talk, if we lived in thermal equilibrium. So if you imagine a very, very big universe, an infinitely big universe, with randomly bumping into each other particles, there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states, and then they relax back. But there will also be large fluctuations. Occasionally, you will make a planet or a star or a galaxy or a hundred billion galaxies. So Boltzmann says, we will only live in the part of the multiverse, in the part of this infinitely big set of fluctuating particles, where life is possible. That's the region where entropy is low. Maybe our universe is just one of those things that happens from time to time.
Na, jei tai tiesa, Boltzmann'as sukuria dvi labai šiuolaikiškai skambančias idėjas - daugialypę visatą bei antropinį principą. Jis teigia, kad temperatūrinės pusiausvyros bėda tame, kad joje negalime gyventi. Atsiminkite, kad gyvybė priklausoma nuo laiko strėlės. Mes negalėtume apdoroti informacijos, vykdyti medžiagų apykaitos, vaikščioti ir kalbėti, jei gyventume temperatūrinėje pusiausvyroje. Todėl, jei įsivaizduotume labai labai didelę visatą, begalinio dydžio visatą, su atsitiktinai tarpusavyje susiduriančiomis dalelėmis, nuolatos egzistuotų maži svyravimai į mažesnės entropijos būseną, o vėliau vėl išsisklaidytų. Bet taip pat egzistuos ir dideli svyravimai. Kartais susidarys planeta, arba žvaigždė, arba galaktika, arba šimtas milijardų galaktikų. Taigi, Boltzmann'as teigia, kad mes gyvensime tik dalyje daugialypės visatos, dalyje šio begalinio dydžio svyruojančių dalelių rinkinyje, kuriame gyvybė yra įmanoma. Tai regionas, kuriame yra maža entropija. Galbūt mūsų visata yra vienas iš tų dalykų, kurie laikas nuo laiko nutinka.
Now your homework assignment is to really think about this, to contemplate what it means. Carl Sagan once famously said that "in order to make an apple pie, you must first invent the universe." But he was not right. In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie, you just wait for the random motion of atoms to make you an apple pie. That will happen much more frequently than the random motions of atoms making you an apple orchard and some sugar and an oven, and then making you an apple pie. So this scenario makes predictions. And the predictions are that the fluctuations that make us are minimal. Even if you imagine that this room we are in now exists and is real and here we are, and we have, not only our memories, but our impression that outside there's something called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy, it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain than for them actually to randomly fluctuate into Caltech, the United States and the galaxy.
Štai jūsų namų darbų užduotis - iš tiesų pagalvokite apie tai, pasvarstykite, ką tai reiškia. Kartą Carl'as Sagan'as pasakė žymią frazę, kad "norint pagaminti obuolių pyragą, pirmiausia turite išrasti visatą." Bet jis buvo neteisus. Pagal Boltzmann'o scenarijų, jei nori pagaminti obuolių pyragą, tiesiog lauk atsitiktinio atomų judėjimo, kuris tau pagamins obuolių pyragą. Tai atsitiks daug dažniau nei atsitiktiniai atomų judėjimai sudarys jums obelų sodą ir truputį cukraus bei orkaitę, o tuomet pagamins jums obuolių pyragą. Taip šis scenarijus pateikia prognozes. O prognozės yra tokios, kad mus sudarantys svyravimai yra minimalūs. Net jei jūs suvokiate, kad kambarys, kuriame dabar esame egzistuoja ir yra tikras bei mes jame esame, ir mes, ne vien savo atmintimi, bet ir suvokimu suprantame, kad lauke yra kažkas pavadintas Caltech bei Jungtinės Valstijos ir Paukščių Tako galaktika, daug lengviau šiems įspūdžiams atsitiktinai susidaryti jūsų smegenyse, nei atsitiktinai susidaryti Caltech'ui, Jungtinėms Valstijoms bei galaktikai.
The good news is that, therefore, this scenario does not work; it is not right. This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation. Even if you left our galaxy out, you would not get a hundred billion other galaxies. And Feynman also understood this. Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation, all the predictions are that if we look at a part of the world we've never seen before, we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at -- high entropy. If our order were due to a fluctuation, we would not expect order anywhere but where we have just noticed it. We therefore conclude the universe is not a fluctuation." So that's good. The question is then what is the right answer? If the universe is not a fluctuation, why did the early universe have a low entropy? And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
Gera naujiena ta, kad dėl to šis scenarijus neveikia; jis neteisingas. Šis scenarijus spėja, kad mes esame minimalūs svyravimai. Net jei nekalbėtume apie mūsų galaktiką, kaip susidaryti šimtams milijardų kitų galaktikų. Feynman'as tai taip pat suprato. Feynman'as teigia, „Iš hipotezės, kad pasaulis yra svyravimas, visi spėjimai teigia, kad pažvelgus į anksčiau nematytą pasaulio dalį, mums ji atrodys netvarkinga, ne tokia, į kokią ką tik žvelgėme - didelės entropijos. Jei mūsų tvarka būtų dėl svyravimų, mes negalėtume tikėtis tvarkos niekur, išskyrus ten, kur ką tik ją pastebėjome. Dėl to galime daryti išvadą, kad visata nėra svyravimas." Gerai. Tuomet kyla klausimas, koks yra teisingas atsakymas? Jei visata nėra svyravimas, kodėl ankstyvoji visata buvo mažos entropijos? Ir norėčiau jums duoti atsakymą, tačiau mano laikas baigiasi.
(Laughter)
(Juokas)
Here is the universe that we tell you about, versus the universe that really exists. I just showed you this picture. The universe is expanding for the last 10 billion years or so. It's cooling off. But we now know enough about the future of the universe to say a lot more. If the dark energy remains around, the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning. They will fall into black holes. We will live in a universe with nothing in it but black holes. That universe will last 10 to the 100 years -- a lot longer than our little universe has lived. The future is much longer than the past. But even black holes don't last forever. They will evaporate, and we will be left with nothing but empty space. That empty space lasts essentially forever. However, you notice, since empty space gives off radiation, there's actually thermal fluctuations, and it cycles around all the different possible combinations of the degrees of freedom that exist in empty space. So even though the universe lasts forever, there's only a finite number of things that can possibly happen in the universe. They all happen over a period of time equal to 10 to the 10 to the 120 years.
Štai visata, apie kurią kalbėjom, prieš visatą, kuri iš tikrųjų egzistuoja. Ką tik parodžiau šį paveikslėlį. Visata plečiasi paskutinius 10 milijardų metų ar panašiai. Ji vėsta. Bet mes žinome pakankamai apie visatos ateitį, kad pasakytume daug daugiau. Jei tamsioji materija išliks, mus supančios žvaigždės sunaudos savo atominį kurą, jos nustos degti. Jos kolapsuos į juodąsias skyles. Mes gyvensime visatoje, kurioje nieko nebus, išskyrus juodąsias skyles. Tokia visata tęsis 10 šimtuoju laipsniu metų daug ilgiau nei mūsų maža visata kol kas gyveno. Ateitis daug ilgesnė už praeitį. Bet netgi juodosios skylės negyvena amžinai. Jos išgaruos, ir aplink mus teliks tuščia erdvė. Tuščia erdvė iš principo tęsiasi amžinai. Kaip bebūtų, jei pastebėjote, tuščiai erdvei spinduliuojant, iš tikrųjų susidaro temperatūriniai svyravimai ir tai vyksta cikliškai visais skirtingais įmanomais variantais, kokie tik galimi tuščioje erdvėje. Taigi, nors visata ir tęsiasi amžinai, yra baigtinis skaičius dalykų, kurie gali atsitikti visatoje. Jie visi atsitinka per tam tikrą laiko tarpą, lygų 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų.
So here's two questions for you. Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years, why are we born in the first 14 billion years of it, in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang? Why aren't we in empty space? You might say, "Well there's nothing there to be living," but that's not right. You could be a random fluctuation out of the nothingness. Why aren't you? More homework assignment for you.
Tai štai jums du klausimai. Pirmasis: jei visata tęsiasi 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų, kodėl mes gimėme per pirmuosius 14 milijardų metų, šiltoje, jaukioje Didžiojo sprogimo žaroje? Kodėl mes ne tuščioje erdvėje? Galėtumėte pasakyti, „Ten gi nieko nėra, kas leistų gyventi," bet tai ne visai tiesa. Jūs galėtumėte būti atsitiktiniais svyravimais iš nieko. Kodėl jūs nesate? Daugiau namų darbų jums.
So like I said, I don't actually know the answer. I'm going to give you my favorite scenario. Either it's just like that. There is no explanation. This is a brute fact about the universe that you should learn to accept and stop asking questions. Or maybe the Big Bang is not the beginning of the universe. An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration, and yet, when we open our refrigerator, we do not go, "Hah, how surprising to find this low entropy configuration in our refrigerator." That's because an egg is not a closed system; it comes out of a chicken. Maybe the universe comes out of a universal chicken. Maybe there is something that naturally, through the growth of the laws of physics, gives rise to universe like ours in low entropy configurations. If that's true, it would happen more than once; we would be part of a much bigger multiverse. That's my favorite scenario.
Taigi, kaip minėjau, iš tiesų aš nežinau atsakymo. Ketinu jums pateikti savo mėgstamiausią scenarijų. Arba taip tiesiog yra. Paaiškinimo nėra. Tai yra grubus faktas apie visatą, kurį turite išmokti priimti ir nustoti klausinėti. Arba Didysis sprogimas nėra visatos pradžia. Kiaušinis, nesudužęs kiaušinis, yra žemos entropijos konfigūracija, ir vis dėlto atidarę šaldytuvą mes nesakome: „O, kaip keista rasti mažos entropijos konfigūraciją savo šaldytuve." Taip yra dėl to, kad kiaušinis nėra uždara sistema; jis atsiranda iš vištos. Galbūt visata atsirado iš kosminės vištos. Galbūt yra kažkas, kas natūraliai, per fizikos dėsnių sąlygojamą augimą, sukuria tokią kaip mūsų visatą mažos entropijos konfigūracijoje. Jei tai tiesa, tai atsitiks daugiau nei vieną kartą; mes būtume daug didesnės daugialypės visatos dalimi. Tai yra mano mėgstamiausias scenarijus.
So the organizers asked me to end with a bold speculation. My bold speculation is that I will be absolutely vindicated by history. And 50 years from now, all of my current wild ideas will be accepted as truths by the scientific and external communities. We will all believe that our little universe is just a small part of a much larger multiverse. And even better, we will understand what happened at the Big Bang in terms of a theory that we will be able to compare to observations. This is a prediction. I might be wrong. But we've been thinking as a human race about what the universe was like, why it came to be in the way it did for many, many years. It's exciting to think we may finally know the answer someday.
Taigi, organizatoriai paprašė manęs užbaigti drąsiu spėjimu. Mano drąsus spėjimas teigia, kad istorija mane visiškai išteisins. O po 50 metų visos mano pakvaišusios idėjos bus priimtos kaip tiesos mokslininkų ir išorinių bendruomenių tarpe. Mes visi tikėsime, kad mūsų maža visata yra tik mažytė daug didesnės daugialypės visatos dalis. Dar geriau - mes suprasime, kas įvyko per Didįjį sprogimą dėka teorijos, kurią galėsime lyginti su stebėjimais. Tai spėjimas. Aš galiu klysti. Bet mes galvojame, kaip žmonių rasė, apie tai, kokia yra visata, kodėl ji yra tokia kokia yra daugybę metų. Jaudina mintis, kad galiausiai mes kada nors žinosime atsakymą.
Thank you.
Ačiū.
(Applause)
(Plojimai)