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.
Вселенная очень велика. Мы живем в галактике, в галактике Млечный Путь. В галактике Млечный Путь около ста миллиардов звёзд. И если вы возьмёте фотокамеру, направите её на любую часть неба и просто оставите затвор открытым, если ваша фотокамера прикреплена к Космическому Телескопу Хабл, она зафиксирует что-то вроде этого. Каждое из этих маленьких пятнышек – это галактика примерно того же размера, что и наш Млечный Путь – сто миллиардов звёзд в каждом из этих пятен. В обозримой вселенной примерно сто миллиардов галактик. Вам надо выучить только одно это число – сто миллиардов. Возраст вселенной между настоящим моментом и Большим Взрывом – сто миллиардов в собачьих годах. (Смех) Это кое-что говорит вам о нашем месте во вселенной.
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.
Этой фотографией можно просто восхищаться. Она невероятно красива. Я часто размышлял, что это было за эволюционное давление, которое заставило наших предков в вельде [южноафриканской степи] развиться до такой степени, чтобы наслаждаться фотографиями галактик: ведь у них не было таких фотографий. Но мы также хотели бы понять её. Как космолог, я хочу спросить, почему вселенная такова? У нас есть одна большая подсказка – вселенная меняется со временем. Если бы вы взяли одну из этих галактик и измерили её скорость, оказалось бы, что она удаляется от вас. А если бы вы взяли более далёкую галактику, оказалось бы, что она удаляется быстрее. Поэтому мы говорим, что вселенная расширяется.
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.
Это, конечно, означает, что в прошлом всё было ближе друг к другу. В прошлом вселенная была более плотная, а также более горячая. Если вы сжимаете что-то, температура растёт. Это нам более-менее понятно. Что нам не особенно понятно, это то, что вселенная на ранних этапах, вскоре после Большого Взрыва, была также очень и очень однородной. Вы можете подумать, что в этом нет ничего удивительного. Воздух в этой комнате очень однороден. Вы можете сказать, "Ну, возможно, вещи просто сами становятся однородными". Но условия вскоре после Большого Взрыва совершенно другие по сравнению с условиями воздуха в этой комнате. А именно, плотность была гораздо выше. Гравитационное притяжение было гораздо сильнее сразу после Большого Взрыва.
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.
Вы должны подумать о том, что у нас есть вселенная со ста миллиардами галактик, со ста миллиардами звёзд в каждой. На ранних этапах эти сто миллиардов галактик были сжаты примерно до таких размеров – буквально, в древнейшие времена. И представьте себе такое сжатие без каких-либо дефектов, без каких-либо уплотнений, где было бы больше атомов, чем в других местах. Если бы уплотнения были, они бы сжались под действием гравитации в огромную чёрную дыру. Сохранение однородности вселенной на ранних этапах – это непростая и тонкая вещь. Это признак того, что ранняя вселенная не появилась случайно. Что-то сделало её такой. Мы бы хотели знать что.
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.
Частично такое понимание нам дал Людвиг Больцман, австрийский физик 19 века. Вклад Больцмана заключался в том, что он помог нам понять энтропию. Вы слышали об энтропии. Это случайность, беспорядочность и хаотичность в некоторых системах. Больцман дал нам формулу, которая теперь выбита на его могиле и которая действительно позволяет измерить энтропию. По сути формула говорит нам, что энтропия – это число способов перемещения элементов в системе так, чтобы это не было заметно, чтобы макроскопически она выглядела бы так же. Если взять воздух в этой комнате, вы не замечаете каждый отдельный атом. Конфигурация с низкой энтропией – это когда лишь несколько вариантов расположения выглядят таким образом. Конфигурация с высокой энтропией – это та, где есть много вариантов расположения, которые выглядят таким образом. Это критично важное понятие, потому что оно помогает нам объяснить второй закон термодинамики – он гласит, что энтропия увеличивается во вселенной и в каждой отдельной части вселенной.
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.
Энтропия увеличивается просто потому, что есть гораздо больше способов быть в состоянии высокой энтропии, чем низкой. Это прекрасный прорыв в понимании, но он кое-что не учитывает. Кстати, именно понятие увеличения энтропии стоит за тем, что мы называем осью времени, разницей между прошлым и будущим. Любая разница, какая есть между прошлым и будущем существует потому, что энтропия увеличивается – тот факт, что вы можете помнить прошлое, но не будущее, тот факт, что вы рождаетесь, потом живёте, и потом умираете, всегда в таком порядке, – это потому что энтропия увеличивается. Больцман объяснил, что если вы начинаете с низкой энтропией, естественно, что она будет увеличиваться, потому что есть больше способов быть в высокой энтропии. Но он не объяснил, почему энтропия изначально была низкой.
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?
Тот факт, что энтропия вселенной была низкой, было отражением факта, что ранняя вселенная была очень и очень однородной. Мы бы хотели понять это. Это наша задача как космологов. К сожалению, мы уделяли недостаточно внимания этой проблеме. Этот вопрос – далеко не первое, что вы бы услышали, если бы вы спросили современного космолога, какие проблемы мы пытаемся решить. Одним из тех людей, которые понимали, что это проблема, был Ричард Фейнман. 50 лет назад он читал цикл различных лекций. Он читал популярные лекции, которые стали книгой "Характер физических законов". Он читал лекции студентам КалТеха [Калифорнийского технологического института], которые стали книгой "Фейнмановские лекции по физике" Он читал лекции выпускникам КалТеха, которые стали книгой "Фейнмановские лекции по гравитации". В каждой из этих книг, в каждом из этих циклов лекций он подчеркивал эту загадку: Почему у ранней вселенной была такая низкая энтропия?
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.
И он говорит – я не буду имитировать акцент – он говорит, "По какой-то причине вселенная когда-то имела слишком низкую энтропию для той энергии, которую она содержала, и с того момента энтропия увеличивалась. Мы не можем полностью понять ось времени, пока загадка начала истории вселенной не продвинется дальше от предположений к пониманию." Так что, это наша задача. Это было 50 лет назад, и вы сейчас думаете: "Наверняка мы это уже выяснили". Но это неправда, ничего мы не выяснили.
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.
Проблема стала скорее ещё сложнее, а не легче, потому что в 1998 году мы узнали кое-что важное о вселенной, чего мы не знали прежде. Мы узнали, что она ускоряется. Вселенная не только расширяется. Если вы посмотрите на галактику, – она удаляется. Если вы вернетесь через миллиард лет и посмотрите ещё раз, то она будет удаляться быстрее. Отдельные галактики уносятся от нас быстрее и быстрее. Поэтому мы говорим, что вселенная ускоряется. В отличие от низкой энтропии ранней вселенной, хотя мы и не знаем ответа на этот вопрос, у нас хотя бы есть хорошая теория, которая может объяснить это, если эта теория верна, – это теория тёмной энергии. Это идея о том, что пустое пространство само по себе обладает энергией.
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.
В каждом маленьком кубическом сантиметре пространства, неважно, есть ли в нём хоть что-то, неважно, есть ли в нём частицы, материя, излучение или что-либо ещё, всегда есть энергия, даже в пространстве самом по себе. И эта энергия, согласно Энштейну, оказывает отталкивающее давление на вселенную. Это постоянный импульс, который отталкивает галактики друг от друга. Потому что тёмная энергия, в отличие от материи или излучения, не разбавляется по мере расширения вселенной. Количество энергии в каждом кубическом сантиметре остается тем же, даже по мере того, как вселенная становится больше и больше. Этот имеет очень важные следствия о том, как вселенная будет вести себя в будущем. Одно из них – это то, что вселенная будет расширяться бесконечно.
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.
Когда я был в вашем возрасте, мы не знали, как будет вести себя вселенная. Некоторые считали, что вселенная в будущем снова сожмётся. Энштейну нравилась эта идея. Но если есть тёмная энергия, и тёмная энергия не исчезает, вселенная просто будет расширяться вечно. 14 миллиардов лет в прошлом, 100 миллиардов собачьих лет, но бесконечное число лет в будущем. Пока что, во всех отношениях пространство кажется нам конечным. Пространство может быть конечным или бесконечным, но из-за того, что вселенная ускоряется, есть части её, которые мы не можем увидеть, и никогда не увидим. Есть конечный участок пространства, окруженный горизонтом, к которому у нас есть доступ. Поэтому хотя время и бесконечно, пространство ограничено для нас. В конце концов, пустое пространство имеет температуру.
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?
В 1970-х годах Стивен Хокинг рассказал нам, что чёрная дыра, хоть вы и думаете, что она чёрная, вообще-то испускает излучение, если вы учитываете квантовую механику. Искривление пространства-времени вокруг чёрной дыры приводит в движение квантово-механическую флуктуацию, и чёрная дыра испускает излучение. В точности похожие вычисления Хокинга и Гари Гиббонса показали, что если в пустом пространстве есть тёмная энергия, то вся вселенная испускает излучение. Энергия пустого пространства приводит в движение квантовые флуктуации. И хотя вселенная будет существовать вечно, а обычная материя и излучение исчезнут, всегда будет некоторое излучение, некоторые термические флуктуации, даже в пустом пространстве. И это значит, что вселенная – как коробка с газом, которая существует вечно. Каковы же следствия этого?
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.
Следствия были изучены Больцманом в 19 веке. Он сказал, что энтропия увеличивается, потому что есть гораздо больше способов для вселенной иметь высокую энтропию, чем низкую. Но это вероятностное утверждение. Она, вероятно, увеличится, и вероятность этого громадна. Вам не стоит беспокоиться о том, что воздух вдруг соберётся в одной части этой комнаты, и мы задохнёмся. Это очень и очень маловероятно. Но если бы заперли двери и оставили бы нас здесь буквально навечно, это бы произошло. Всё, что возможно, каждая конфигурация, которую могут принять молекулы в этой комнате, в конце концов будет достигнута.
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.
И Больцман говорит, возможно, сначала вселенная находилась в температурном равновесии. Он не знал о Большом Взрыве. Он не знал о расширении вселенной. Он думал, что пространство и время были объяснены Исааком Ньютоном, – они были абсолютными, они просто останутся вечно. Поэтому его представление о естественной вселенной было таким, в котором молекулы воздуха были равномерно распределены везде, молекулы всего. Но если вы Больцман, вы знаете, что если ждать достаточно долго, случайные флуктуации этих молекул порой могут привести их в конфигурации с более низкой энтропией. И потом, конечно, в естественном течении вещей, они расширятся обратно. Так что энтропия не должна всегда увеличиваться – могут быть флуктуации в более низкую энтропию, в более организованные ситуации.
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.
Итак, если это правда, затем Больцману приходят в голову две очень современно звучащие идеи – мультивселенная и антропный принцип. Он говорит, что проблема с температурным равновесием в том, что мы не можем жить в нём. Помните, сама жизнь зависит от оси времени. Мы не смогли бы обрабатывать информацию, метаболизировать, ходить и говорить, если бы мы жили в температурном равновесии. Поэтому если вы представите очень большую вселенную, бесконечно большую вселенную со случайно сталкивающимися друг с другом частицами, иногда будут случаться флуктуации в состояние с более низкой энтропией, и потом они будут развеиваться обратно. Но также будут и большие флуктуации. Иногда образуется планета, или звезда, или галактика, или сто миллиардов галактик. Поэтому, говорит Больцман, мы будем жить только в той части мультивселенной, в той части этого бесконечно большого набора флуктуирующих частиц, где возможна жизнь. Это участок, где энтропия низкая. Может быть, наша вселенная – это одна из тех вещей, которые случаются время от времени.
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.
Итак, ваше домашнее задание – крепко подумать обо всем этом, обдумать, что это значит. Карл Саган однажды произнес известную фразу, – "для того, чтобы сделать яблочный пирог, надо создать вселенную." Но он был неправ. В сценарии Больцмана, если вы хотите приготовить яблочный пирог, вы просто ждёте, пока случайные движения атомов приготовят вам яблочный пирог. Это будет случаться гораздо чаще, чем случайные движения атомов, которые создадут вам яблоневый сад, немного сахара и духовку, и только потом яблочный пирог. Этот сценарий делает предсказания. И предсказание таково, что флуктуации, создающие нас, минимальны. Даже если представить, что комната, где мы находимся, существует, и она настоящая, и вот мы здесь, и у нас есть не только воспоминания, но и впечатление, что снаружи есть что-то, что называется КалТех, США и галактика Млечный Путь, этим впечатлением гораздо проще случайно флуктуировать в ваш мозг, чем случайно флуктуировать в настоящий КалТех, Соединенные Штаты и галактику.
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.
Хорошая новость состоит в том, что, следовательно, этот сценарий не работает, он неверен. Этот сценарий предсказывает, что мы должны быть минимальной флуктуацией. Даже если забыть о нашей галактике, вы не получите сто миллиардов других галактик. И Фейнман тоже понимал это. Фейнман говорит, "Из гипотезы о том, что мир – это флуктуация, единственное предсказание – это то, что если мы посмотрим на часть мира, которую мы раньше не видели, мы найдем её перемешанной, и не такой, как часть, на которую мы только что посмотрели, – в состоянии высокой энтропии. Если бы наш порядок происходил от флуктуации, мы бы не ожидали увидеть порядок где-то еще, кроме как где мы его только что заметили. Таким образом, мы заключаем, что вселенная – это не флуктуация." Хорошо. Тогда вопрос – что же является правильным ответом? Если вселенная не флуктуация, почему ранняя вселенная имела низкую энтропию? И я бы с удовольствием сообщил вам ответ, но у меня заканчивается время.
(Laughter)
(Смех)
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.
Вот вселенная, о которой мы вам рассказываем, против вселенной, которая действительно существует – я вам уже показывал ту картинку. Вселенная расширяется последние 10 миллиардов лет или около того. Она охлаждается. Но сейчас мы знаем достаточно о будущем вселенной, чтобы сказать гораздо больше. Если тёмная энергия не рассеивается, всё ядерное топливо в звёздах вокруг нас закончится, и они перестанут гореть. Они превратятся в чёрные дыры. Мы будем жить во вселенной, в которой нет ничего, кроме чёрных дыр. Эта вселенная будет существовать 10 в 100-й степени лет – гораздо дольше, чем существовала наша маленькая вселенная. Будущее гораздо дольше, чем прошлое. Но даже чёрные дыры не существуют вечно. Они испарятся, и у нас останется только пустое пространство. Это пустое пространство существует вечно. Но заметим, что поскольку пустое пространство испускает излучение, есть температурные флуктуации, которые циклически повторяют все возможные различные комбинации степеней свободы, которые существуют в пустом пространстве. Поэтому, хотя вселенная существует вечно, есть только конечное число вещей, которые могут произойти во вселенной. Они все происходят за период времени равный 10 в степени 10 в степени 120 лет.
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.
Итак, у меня к вам два вопроса. Первый: если вселенная существует 10 в степени 10 в степени 120 лет, почему мы рождаемся в первые 14 миллиардов лет, в теплом, комфортном послесвечении после Большого Взрыва? Почему мы не в пустом пространстве? Вы можете сказать, "Ну, там нет ничего, в чём можно было бы жить", но это неправильно. Вы могли бы быть случайной флуктуацией из ничего. Почему вы ею не являетесь? Это вам ещё одно домашнее задание.
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.
Итак, как я уже сказал, я вообще-то не знаю ответа. Я расскажу вам мой любимый сценарий. Либо это просто так есть. Нет никакого объяснения. Это просто жестокий факт вселенной, который нужно научиться принимать как есть и не задавать вопросов. Или, возможно, Большой Взрыв – это не начало вселенной. Не разбитое яйцо – это конфигурация с низким уровнем энтропии, и тем не менее, когда мы открываем холодильник, мы не восклицаем, "Ха, как удивительно найти эту конфигурацию с низким уровнем энтропии в нашем холодильнике." Это потому что яйцо – не закрытая система, оно появляется из курицы. Может быть, вселенная появляется из вселенской курицы. Может быть, есть что-то, что естественным образом, через развитие законов физики, даёт начало вселенной вроде нашей в конфигурации с низким уровнем энтропии. Если это правда, то это бы случилось больше одного раза, мы были бы частью еще более обширной мультивселенной. Это мой любимый сценарий.
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.
Организаторы попросили меня закончить смелым предположением. Моё смелое предположение – что я буду полностью оправдан историей. И 50 лет спустя все мои текущие сумасшедшие идеи будут приняты за истину научным и прочими сообществами. Мы все будем считать, что наша маленькая вселенная – это только небольшая часть более обширной мультивселенной. И даже лучше – мы поймём, что произошло во время Большого Взрыва в терминах теории, которую мы сможем сравнить с наблюдениями. Вот вам предсказание. Я могу ошибаться. Но мы как человечество, много лет размышляли о том, какова наша вселенная и почему она стала такой, какой она стала. Очень волнующе думать, что когда-нибудь мы, возможно, узнаем ответ.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)