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.
Evren gerçekten büyüktür. Biz bir galaksi içinde yağıyoruz, Samanyolu galaksisi. Samanyolu galaksisi içinde yaklaşık 100 milyar yıldız var. Ve eğer bir kamera alır da gökyüzündeki rastgele bir yere tutar ve enstantanesini açık bırakırsanız kameranız Hubble Uzay teleskobuna bağlı olduğu sürece şuna benzer bir görüntü elde edersiniz. Bu baloncukların her biri hemen hemen bizim Samanyolu galaksimiz büyüklüğünde galaksiler -- her bir baloncukta 100 milyar yıldız var. Görülebilir evrende yaklaşık 100 milyar galaksi mevcut. Bilmeniz gereken tek sayı 100 milyar. Evrenin yaşı, yani Big Bang'den şimdiye kadarki zaman 100 milyar köpek yılı. (Gülüşmeler) Bunlar size bizim evrendeki yerimiz hakkında birşey söylüyor.
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.
Böyle bir resim karşısında yapabileceğiniz şeylerden biri onu takdir etmek. Gerçekten çok güzel. Sıklıkla merak etmişimdir, daha önce hüç görmemiş olmalarına rağmen bozkırda yaşayan atalarımızın galaksi resimlerini beğenecek şekilde evrimleşmeleri için gereken evrimsel baskı neydi acaba? AMa bizler onu anlamak da istiyoruz. Bir kozmolojist olarak, evrenin neden böyle olduğu sorusunu sormak istiyorum. Elimizdeki ipuçlarından biri evrenin zamanla değişiyor olması. Eğer bu galaksilerden birine bakar ve hızını ölçerseniz, sizden uzaklaştığını fark edersiniz. Daha uzaktaki bir galaksiye bakacak olursanız, daha da hızlı hareket ettiğini görürsünüz. Bu nedenle bizler evrenin genişlediğini söylüyoruz.
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.
Bu şu demek elbette, geçmişte herşey birbirine daha yakındı. Geçmişte evren çok daha yoğundu, ve daha da sıcaktı. Eğer cisimleri bir araya sıkıştırırsanız ısı artar. Bu bizim açımızdan oldukça mantıklı. Onun kadar mantıklı gelmeyen şey ise şu evren, eskiden, Big Bang zamanlarında aynı zamanda çok da düzenliydi. Bunun sürpriz olmadığını düşünebilirsiniz. BU odadaki hava oldukça düzenli. Şunu diyebilirsiniz;" Belki de kendiliğinden düzenli hale geldi." Ama Big Bang zamanındaki koşullar çok ama çok daha farklıydı, şu anda bu odanın koşullarından çok daha farklı. Özellikle, cisimler çok daha yoğundular. Cisimlerin çekimsel güçleri Big Bangie yakın zamanlarda çok daha fazlaydı.
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.
Şunu düşünmeniz lazım her biri 100 milyar yıldız içeren yüz milyar galaksimiz var. Erken dönemlerde, bu 100 milyar galaksi şu kadarcık bir alana sığıyorlardı -- mecazi anlamda değil, gerçekten. Ve bu sıkışmanın içinde hiç bir düzensizlik olmadığını hayal etmelisiniz, bir yerdekinden daha fazla sayıda atom bulunduran hiç bir düzensiz küme olmamış olmalı. Çünkü eğer olsaydı, bu noktalar çekimsel güç altında kendi içlerine çökerek dev kara delikler haline gelirlerdi. Erken dönemlerde evreni düzenli tutmak çok da kolay değil, epey hassas bir sistem gerektiriyor. Bu, erken evrenin rastgele seçilmediğini gçsteren bir ipucu. Onun bu şekilde olmasını saülayan bir şey vardı. Bizler bunun ne olduğunu anlamaya çalışıyoruz.
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.
Bunu anlamamızdaki ilk adımı Ludwif Boltzmann attı, 19 yüzyılda yaşamış bir Avusturyalı fizikçi. Boltzmann'ın katkıları entropi kavramını anlamamıza yardımcı oldu. Entropi'yi duymuş olmalısınız. Bazı sistemlerin rastgelelik, karmaşıklık, kaos hali. Boltzmann bize bir formul verdi -- şu anda bu formül mezartaşında kazılı -- bu formül entrpinin ne olduğunu rakamlara döküyor. Kısaca şunu gösteriyor entropi, bir sistemin bileşenlerini makroskopik olarak aynı görünümü bozmadan, siz farkına varmadan yapılabilecek düzenlemelerin toplamıdır. Bu odada hava var, ve sizler her bir atomun farkında değilsiniz. Düşük entropili bir düzende böyle görünen az sayıdaki dağılımdan birisi bu. Yüksek entropili düzende ise bu şekilde görünen pek çok dağılımdan biri. Bu çok önemli bir nokta, çünkü bizim termodinamiğin ikinci yasasını açıklamamıza yardımcı oluyor -- bu yasa, evrende entropinin arttığını söyler, ya da evrenin bir köşesinde yalıtıldığını.
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.
Entropinin artmasının nedeni şu, yüksek entropiye gitme yolları, düşük entropiye gitme yollarından çok daha fazla sayıda. Bu çok güzel bir önsezi, ama bir şeyi unutuyor. Bu arada, bu entropinin gittikçe artması kavramı zaman oku dediğimiz kavramın arkasındaki ana neden, yani geçmişle gelecek arasındaki fark. Geçmiş ile gelecek arasındaki her bir farklılık bundan entropi artışından kaynaklanıyor -- yani geçmişi anımsayabilmeniz ama geleceği bilememeniz. Önce doğmanız, sonra yaşamanız ve sonunda ölmeniz, hep bu sırayla oluyor, nedeni artan entropi. Boltzmann şunu açıkladı, eğer işe düşük entropi ile başlarsanız onun artması son derece doğaldır, çünkü entropi artışı ile sonlacak alternatifler çok fazla sayıda. Ama açıklamadığı bir şey vardı neden entropi en başta düşüktü?
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?
Genç evrende entrpğinin düşün olması genç evrenin aslında çok düzenli olmasından kaynaklanıyor. Bunu anlamayı çok istiyoruz. Bizlerin, kozmoljist olarak işimiz bu. Ama, ne yazık ki bu soru çok fazla üzerinde uğraştığımız bir soru değil. Bu günümüzde yaşayan bir kozmoloğa "Son zamanlarda uğraştığınız ana sorunlar nelerdir?" diye sorduğunuzda alacağınız yanıtların başında gelmiyor. Bu durumun ciddi bir sorun olduğunu anlayan insanların başında Richard Feynman vardı. 50 yıl önce bir dizi konuşma yaptı. Daha sonra "Fizik Kanunlarının Özellikleri" olarak ünlenecek bir grup konuşma yaptı. Caltech üniversitesi öğrencilerine verdiği dersler "Feynman'ın Fizik Üzerine Dersleri" haline geldi. Caltechideki yüksek lisans öğrencilerine verdiği dersler de "Feynman'ın Yerçekimi Dersleri" oldu. Bu kitapların her biri, bu konuşmaların her birinde bu bilmecenin altını çizdi: Neden genç evrenin entropisi bu kadar düşüktü?
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.
Burada diyor ki -- yok, aksanını taklit etmeyeceğim -- "Bir nedenden ötürü, bir zamanlar, evrenin enerji içeriğinin entropisi çok düşüktü, o zamandan beri entropi arttı. Evrenin başlangıcının tarihi ile ilgili gizem ortadan kaldırılmadığı sürece, zamanın akışı ile ilgili bildiğimiz şeyler birer spekülasyondan öteye gidemez." Yani, bizim işimiz bu. Bunu bilmek istiyoruz. -- bu konuşma 50 yıl önceki bir konuşma. Elbette "artık bunu bulmuşuzdur" diye düşünüyor olmalısınız. Ama bunu bulduğumuzu söyleyemeyeceğim size.
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.
Sorunun eskisinden daha da kötü hale gelmesinin nedeni, 1998 yılında evren hakkında daha önce bilmediğimiz temel bir şey daha öğrenmiş olmamız. Onun hızlandığını farkettik. Evren sadece genişlemiyor, eğer galaksilere bakarsanız, daha uzağa gidiyorlar. Eğer bir milyar yıl sonra gelir tekrar bakarsanız, daha da hızlı uzaklaştıklarını görürsünüz. Galaksiler birer birer bizden daha uzaklara gidiyorlar. Bu nedenle evrenin hızlandığını söylüyoruz. Evrenin başlangıcındaki düşük entropi sorunun aksine bu konuda tam bir yanıtımız olmasa da, onu açıklayacak iyi bir teorimiz var. Bu teori doğruysa elbet, teorinin adı Karanlık Enerji Teorisi. Uzayın kendisinin bir enerjisi olduğuna dayalı.
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.
Uzaydaki her bir santimetreküp, içinde bir madde barındırsa da, içinde parçacıklar, cisimle, radyasyon ya da neyse olsun olmasın enerji içeriyor, hatta uzayın kendisinin bir enerjisi var. Einstein'a göre bu enerji, evrene itici bir güç veriyor. Galaksileri birbirinden uzaklaştıran, onları iten enerji de bu. Çünkü karanlık enerji, madde veya radyasyonun aksine, evren genişledikçe seyrelmiyor. Her bir santimetrekipteki enerji miktarı sabit kalıyor, evren gittikçe genişliyor olsa bile. Bu durumun evrenin ilerde başına gelecekler üzerinde çok öenmli bir etkisi var. Mesela, evren sonsuza dek genişlemeye devam edecek.
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.
Ben sizin yaşlarınızda iken, evrenin ne yapacağını bilemiyorduk. Bu nedenle bazıları evrenin ileride içine çökerek küçüleceğine inanıyorlardı. Einstein bu fikre çok sıcak bakıyordu. Ama karanlık enerji orada, ve bir yere de gitmiyor, bu nedenle evren sonsuza dek genişlemeye deva edecek. Geçmişte 14 milyar yıl var, ya da 100 milyar köpek yılı, ama geleceğindeki süre sonsuz. Ama bütün bunlara rağmen, bizler için evren sonlu görünüyor. Uzak sonlu ya da sonsuz olabilir, ama evren hızlandığı iin bizim görmediğimiz ve ileride de asla göremeyeceğimiz kısımlar var. Bizim evrende uaşabileceğimiz alan sınırlı, hatta bir ufukla sınırlı. Her ne kadar zaman sonsuza dek gitse de, uzay bizim için sonsuz değil. Son olarak da, boş uzayın bir ısısı var.
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?
1970'lerde Stephen Hawking bizlere kara deliklerin, her ne kadar onları kara düşünseniz de radyasyon yaydığını söylemişti, quantim mekaniğini göz önüne alırsanız durum bu. Kara delik etrafındaki uzay-zamanın eğimi quantum mekanik dalgalanmalarını canlandırıyor, böylece kara delik ışınım yayıyor. Hawking ve Gary Gibbons tarafından yapılan hesaplamalar şunu gösterdi, eğer boş uzayda karanlık enerji varsa, tüm evren ışınım salıyor. Boş uzayın enerjisi kuantum dalgalanmalarını canlandırıyor. Yani her ne kadar evren sonsuza kadar sürerken, bildiğimiz maddeler ve radyasyon gittikçe azalıp zayıflayacak, ama her zaman bir ışınım, bir tür termal dalgalanma kalacak, bomboş uzayda bile. Bu une benziyor, evren bir kutu dolusu gaz gibi sonsuza dek devam edecek. Bunun sonuçları neler?
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.
Bu konuyu Boltzmann 19 yüzyılda irdeledi. Dedi ki, entropi artıyor çünkü entropinin artması için pek çok ama pek çok farklı yol var, ama entropinin azlaması için böyle değil durum. Bu biraz sıkıntılı bir ifade. Muhtemelen entropi artacak, ve bu olasılık oldukça fazla. Yani pek düşünüp dert etmeye değmez -- bu odadaki havanın odanın bir tarafında kümelenmesi ve bizim boğulmamız oldukça, oldukça düşük bir ihtimal. Ama eğer kapılaı kapar ve bizleri burada sonsuza dek tutacak olursanız, geçekten sonsuza dek, bu olacaktır. Bu odadaki moleküllerin bir şekilde bulunacakları her tür kombinasyon sonuçta ortaya çıkacaktır, uzun zaman diliminde bu olacaktır.
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.
Boltzmann diyor ki, bakın ile termak eşitlikte bir evren ile başlayabilirsiniz. Onun Big Bang hakkında bir bilgisi yoktu, evrenin genişlediğinden de haberdar değildi. Uzay ve evrenin İsaac Newton tarafından açıklandığını düşünüyordu: Değişmezdileri, sonsuza dek ortalıkta olacaklardı. Onun kafasındaki ideal evren hava moleküllerinin her yere eşit oranda dağıldığı yapıya benzer bir yapıdaydı -- tüm molekillerin dağıldığı bir yapı. Ama eğer Boltzmann iseniz, şunu bilirsiniz ki, eğer yeterince uzun beklerseniz, bu moleküllerin rastlantısal dalgalanmaları eninde sonunda onları daha düşük entropi yapısına sahip düzenlemelere götürecektir. Bu olduğunda da, olayın doğası gereği, tekrar genişleyecekler. Yani aslında entropi her zaman kesintisiz olarak artmıyor -- arada düşük entropiye giden dalgalanmalar da oluyor, daha organize durumlara giden dalgalanmalar.
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.
Eğer bu doğru ise, Boltzmann çok modern iki fikrin fikir babası olmuş durumda-- "çoklu evren" ve "insana bağımlılık presibi". Diyor ki, termal denge ile ilgili sorun bizim orada yağayamıyor olmamız. Anımsayın, yaşam zaman akışına ihtiyaç duyar. Eğer termal denge durumunda yaşıyor olsaydık, bilgiyi işleyemez, yürüyemez, konuşamaz hatta bilgiyi işleyemezdik. yani eğer çok ama çok büyük bir evren düşünürseniz, birbirine rastgele çarpan parçacıkların bulunduğu sonsuz büyüklikte bir evren, sonuçta daha düşük entropili durumlara ufak da olsa dalgalanmalar olacaktır, daha sonra da eski haline dönecektir. Ama berbaerinde daha büyük dalgalanmalar da olacaktır. Nadiren bu dalgalanmalar bir gezegen ya da bir yıldız, bir galaksi veya yüz milyar galaksinin ortaya çıkmasına neden olabilir. Boltzmann diyor ki, bizler, bu çoklu evrenin bir dizi büyük partikül dalgalanmaları olan ve yaşamın mümkün olduğu bir bölgesindeyiz. Burası entropinin düşük olduğu bir bölge. Belki de bizim evrenimiz arada olan şeylerden yanlızda bir tanesi.
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.
Şimdi size bir ödev, bunu iyice düşünün derinlemesine, ne anlama geldiğini anlatmaya çalışın. Carl Sagan bir zamanlar şu meşhur lafı söylemişti: "Elmalı turta yapmak için, önce evreni icat etmeniz gerekir." Ama söylediği doğru değil. Boltzmann'ın modeline göre, eğer elmalı turta yapmak isterseniz önce atomların rastgele tesadüfi hareketlerinin size bir elmalı turta yapacağı anı beklemeniz gerekli. Bu durum, aynı atomların rastgele hareketlerinin size bir elma bahçesi, biraz şeker, bir fırın ortaya çıkarmasından ve bunları kullanarak elmalı turta pişirmenizdeni çok daha yüksek olasılıkla ve sık ortaya çıkacaktır. Bu model öngörülerde bulunuyor. Bu öngörülere göre bizi ortaya çıkaran dalgalanmalar minimal dalgalar. Şu an içinde bulunduğumuz odanın var olduğunu ve gerçek olduğunu hayal edelim, hatta sadece hayal değil, bu odanın dışında da Caltech diye bir şey olduğunu onun ötesinde Amerika Birleşik Devletleri ve hatta Samanyolu galaksisi olduğunu varsayalım bu imgelerin beyninizde rastgele oluşan dalgalanmalarla ortaya çıkması her birinin ayrı ayrı oluşan dalgalarla var olmasından, Caltech'i Amerika'yı, hatta galaksiyi oluşturmasından çok daha kolay.
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.
Güzel haber şu ki, bu nedenle bu varsayım doğru değil. Bu senaryoya göre bizler minimal dalgalanma olmalıyız. Bizim galaksimizi bir kenara bırakacak olsanız bile diğer 100 milyar galaksiyi bu şekilde elde edemezsiniz. Feynman da bunu anlamıştı. Dedi ki " Dünyanın bir dalgalanma olduğu hipotezinden yola çıkarsak ve daha önce dünyanın hiç bilmediğimiz bir yerine bakarsak, onu karmakarışık görürüz, daha önce gördüklerimizden farklı -- yüksek entropili. Eğer bizim mevcut düzenimiz bir dalgalanmalaya bağlı ise sadece fark ettiğimiz nokta dışında herhangi bir düzen görmiyor olmamız gerekir. Bu nedenle evrenin bir dalgalanma olmadığı sonucuna varabiliriz. Bu çok iyi. Şİmdi sorumuz şu, bunların hangisi doğru cevap? Eğer evren bir dalgalanma değilse, neden genç evren düşük entropili idi? Size bu sorunun yanıtını vermeyi çok isterdim ama vaktim doluyor.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
Gerçekte var olan evren ile, bugün burada size anlattığımız evreni karşılaştıralım. Size bu resmi gösterdim. Evren son 10 milyar yıldır genişliyor. Gittikçe soğuyor. Ama evrenin geleceği hakkında daha çok öngörüde bulunmak için epey bilgiye sahibiz. Eğer karanlık madde ortalarda olmayı sürdürürse etrafımızdaki yıldızların yakıtları bitecek, yanmayı bırakacaklar. Birer karadelik haline gelecekler. İçinde karadelikten başka birey kalmamış olan bir evrende yaşayacağızç Bu evren 100 üzeri 10 yıl sürecek -- şu anki genç evrenimizden çok daha yaşlı olacak. Gelecek, geçmişten çok daha uzun sürecek. Ama kara delikler bile sonsuza dek sürmezler. Zamanla yok olacaklar, ve sonunca sadece bomboş bir uzay kalacak. Boş uzay, sonsuza dek devam edebilir. Ama fark ettiyseniz, boş uzayda da ışınım olduğundan aslında orada da termal dalgalanmalar olacak, ve olası pekçok farklı kombinasyonlar arasında, boş uzayın izin verdiği serbestlik derecesi ile sınırlı olarak gidip geliyor olacak. Yani, her ne kadar evren sonsuza dek sürse bile evrende ortaya çıkma ihtimali olan şeylerin sayısı sonsuz değil. Bunlar bir zaman dilimi içinde olacaklar, 120 üzeri 10 üzeri 10 sayısına eşit.
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.
Şimdi size iki soru. Birincisi: Eğer evren 120 üssü 10 üssü 10 yıl boyunca var olacaksa bizler neden onun ilk 14 milyarlık kısmında ortaya çıktık? Big Bang'i takiben gelen sıcak, rahat süreç içinde. Neden boş uzayda değiliz? Şunu düşünüyor olbilirsiniz, "Orada yaşayabilecek bir yer yok." Ama bu doğru değil. Boşluk içinden köken alan, rastlantısal bir dalgalanma olabilirdiniz. Neden olmadınız? Size bir başka ödev daha.
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.
Başta söylediğim gibi, cevabı ben de bilmiyorum. Bu nedenle size benim en sevdiğim senaryodan bahsedeceğim. Böyle olabilir de. Bir açıklaması yok. Evrenin kabul etmeniz gereken ve soru sormanızı durduran tuhaf bir kaba kuvveti var. Belki de Big Bang evrenin başlangıcı değildi. Yumurta, sağlam bir yumurta düşük entropili bir yapıya sahiptir. ama buzdolabınızı açıtğınızda, "Vay canına, buzdolabını açınca içinde bu düşük entropili yapıyı bulmak çok şaşırtıcı" demiyoruz. Çünki yumurta kapalı bir sistem değil; bir tavuktan çıkıyor. belki evren de evrensel bir tavuktan çıkıyor. Belki de fizik kurallarından köken alan bir şey doğal olarak bizimki gibi düşük entrpi yapısında olan evrenleri ortaya çıkarıyor. Eğer bu doğru ise, bu birden fazla defa olacaktır; bu durumda bizler de çoklu evrenin bir parçası haline gelmiş oluyoruz. Benim en sevdiğim senaryo bu.
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.
Buradaki organizatörler konuşmamı cesur bir spekülasyonla bitirmemi istediler öyle ki tarih beni haklı çıkarsın. Bundan 50 yıl sonra, benim çılgın fikirlerim bilimsel çevreler ve diğer merciler tarafından bilimsel gerçekler olarak kabul edilecek. Hepimiz bizim küçük evrenimizin çok daha biyik bir çoklu evrenin bir parçası olduğuna inanıyor olacağız. Daha da iyisi, Big Bang sırasında neler olduğunu teroik olarak anlıyor olacağız böylece gözlemlerimizi karşılaştırabileceğiz. Bu bir tahmin. Yanılıyor olabilirim. Ama insan ırkı olarak evrenin nasıl olduğunu nasıl ortaya çıktığımızı, evrenin nasıl oluştuğunu çok uzun yıllardır düşünüyoruz. Günün birince bunun cevabını bulabileceğimizi düşünmek bile heyecan verici.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkışlar)