15:55
TEDxCaltech

Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse

Шон Карол: Далечното време и загатване за мултивселена

Filmed:

На TEDxCaltech, космологът Шон Карол атакува -- чрез забавна и провокативна разходка из естеството на времето и Вселената -- един привидно прост въпрос: Защо времето съществува изобщо? Възможните отговори сочат към изненадваща гледна точка за естеството на Вселената и нашето място в нея.

- Physicist, cosmologist
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio

The universe
Вселената
00:15
is really big.
е наистина огромна.
00:17
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
Ние живеем в галактика, Млечния път.
00:19
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
Има около сто милиарда звезди в галактиката Млечен път.
00:22
And if you take a camera
И ако вземете фотоапарат
00:25
and you point it at a random part of the sky,
и го насочите в произволна част от небето,
00:27
and you just keep the shutter open,
и просто държите обектива отворен,
00:29
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
стига само апарата да не е прикрепен към телескопа Хъбъл,
00:31
it will see something like this.
ще видите нещо подобно.
00:34
Every one of these little blobs
Всяко едно от тези малки петна
00:36
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
е галактика приблизително с размера на Млечния път --
00:39
a hundred billion stars in each of those blobs.
стотици милиарда звезди във всяко от тези петна.
00:41
There are approximately a hundred billion galaxies
Има около сто милиарда галактики
00:44
in the observable universe.
в наблюдаемата Вселена.
00:47
100 billion is the only number you need to know.
100 милиарда е единственото число, което трябва да знаете.
00:49
The age of the universe, between now and the Big Bang,
Възрастта на Вселената, от сега до Големия взрив,
00:51
is a hundred billion in dog years.
е 100 милиарда кучешки години.
00:54
(Laughter)
(Смях)
00:56
Which tells you something about our place in the universe.
Което ви казва нещо за нашето място във Вселената.
00:58
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
Нещо, което можете да направите с картина като тази, е просто да й се възхищавате.
01:01
It's extremely beautiful.
Тя е изключително красива.
01:03
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
Често се чудя, какъв е еволюционния подтик,
01:05
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
който е принудил нашите предци от пасбищата да се адаптират и развият,
01:08
to really enjoy pictures of galaxies
за да започнат да се наслаждават на снимки на галактики,
01:11
when they didn't have any.
когато не са имали нищо подобно.
01:13
But we would also like to understand it.
Но ние също така искаме да го разберем.
01:15
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
Като космолог, искам да попитам, защо Вселената изглежда така?
01:17
One big clue we have is that the universe is changing with time.
Една голяма улика, която имаме е, че Вселената се променя с времето.
01:21
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
Ако гледахте една от тези галактики и измервахте нейната скорост,
01:24
it would be moving away from you.
тя щеше да се движи надалеч от вас.
01:27
And if you look at a galaxy even farther away,
И ако се вгледате в галактика, която е дори по-отдалечена,
01:29
it would be moving away faster.
тя ще се отдалечава много по-бързо.
01:31
So we say the universe is expanding.
Така че ние казваме, че Вселената се разширява.
01:33
What that means, of course, is that, in the past,
Това означава, разбира се, че в миналото,
01:35
things were closer together.
нещата са били по-близко разположени.
01:37
In the past, the universe was more dense,
В миналото Вселената била по-плътна,
01:39
and it was also hotter.
и също така била по-гореща.
01:41
If you squeeze things together, the temperature goes up.
Ако притиснете нещо, температурата му се повишава.
01:43
That kind of makes sense to us.
Това има смисъл за нас.
01:45
The thing that doesn't make sense to us as much
Това, което няма много смисъл за нас
01:47
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
е, че Вселената, в древни времена, близо до Големия взрив,
01:49
was also very, very smooth.
била също много, много спокойна.
01:52
You might think that that's not a surprise.
Може би си мислите, че това не е изненада.
01:54
The air in this room is very smooth.
Въздухът в тази стая е много спокоен.
01:56
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
Може би си казвате: "Ами, може би нещата просто са се успокоили."
01:58
But the conditions near the Big Bang are very, very different
Но условията по времето на Големия взрив били много, много по-различни
02:01
than the conditions of the air in this room.
от условията на въздуха в тази стая.
02:04
In particular, things were a lot denser.
По-специално, нещата били много по-сгъстени.
02:06
The gravitational pull of things
Гравитационното притегляне на нещата
02:08
was a lot stronger near the Big Bang.
било много по-силно по времето на Големия взрив.
02:10
What you have to think about
Това, за което трябва да си мислите е,
02:12
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
че имаме Вселена със стотици милиарди галактики,
02:14
a hundred billion stars each.
със стотици милиарди звезди всяка.
02:16
At early times, those hundred billion galaxies
В древните времена, тези стотици милиарди галактики
02:18
were squeezed into a region about this big --
били натъпкани в толкова голям регион --
02:21
literally -- at early times.
буквално, в древни времена.
02:24
And you have to imagine doing that squeezing
И трябва да си представите да направите това притискане
02:26
without any imperfections,
без никакви несъвършенства,
02:28
without any little spots
без никакви малки петна,
02:30
where there were a few more atoms than somewhere else.
където имало няколко атома повече, отколкото нещо друго.
02:32
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
Защото, ако е имало, те щели да колабират под гравитационното притегляне
02:34
into a huge black hole.
в огромна черна дупка.
02:37
Keeping the universe very, very smooth at early times
Запазването на Вселената много, много спокойна в древни времена
02:39
is not easy; it's a delicate arrangement.
не било лесно, това била деликатна подредба.
02:42
It's a clue
Това е улика,
02:44
that the early universe is not chosen randomly.
че древната Вселена не е избрана случайно.
02:46
There is something that made it that way.
Има нещо, което я е направило по този начин.
02:48
We would like to know what.
Бихме искали да знаем какво.
02:50
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
Така че част от нашето разбиране за това ни бе дадено от Лудвиг Болцман,
02:52
an Austrian physicist in the 19th century.
австрийски физик през 19 век.
02:55
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
И приносът на Болцман бе, че той ни помогна да разберем ентропията.
02:58
You've heard of entropy.
Чували сте за ентропията.
03:01
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
Това е случайността, безпорядъка, хаотичността на някои системи.
03:03
Boltzmann gave us a formula --
Болцман ни даде една формула --
03:06
engraved on his tombstone now --
гравирана на надгробната му плоча сега --
03:08
that really quantifies what entropy is.
която наистина определя това, което е ентропията.
03:10
And it's basically just saying
И в основни линии тя ни казва,
03:12
that entropy is the number of ways
че ентропията е броя на начините,
03:14
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
по които можем да пренаредим съставните елементи на система, така че да не забележим,
03:16
so that macroscopically it looks the same.
така че макроскопично да изглежда същата.
03:19
If you have the air in this room,
Ако вземем въздуха в тази стая,
03:21
you don't notice each individual atom.
човек не забелязва всеки отделен атом.
03:23
A low entropy configuration
Конфигурация с ниска ентропия
03:26
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
е такава, при която има само няколко подредби, които изглеждат по този начин.
03:28
A high entropy arrangement
Подредба с висока ентропия
03:30
is one that there are many arrangements that look that way.
е такава, при която има много подредби, които изглеждат по този начин.
03:32
This is a crucially important insight
Това е изключително важно прозрение,
03:34
because it helps us explain
защото то ни помага да обясним
03:36
the second law of thermodynamics --
втория закон на термодинамиката --
03:38
the law that says that entropy increases in the universe,
закона, който казва, че ентропията се увеличава във Вселената,
03:40
or in some isolated bit of the universe.
или в изолирана част на Вселената.
03:43
The reason why entropy increases
Причината, поради която ентропията се увеличава
03:45
is simply because there are many more ways
е просто понеже има много повече начини
03:47
to be high entropy than to be low entropy.
да бъде висока ентропия, отколкото да бъде ниска ентропия.
03:50
That's a wonderful insight,
Това е чудесно прозрение,
03:52
but it leaves something out.
но то пропуска нещо.
03:54
This insight that entropy increases, by the way,
Това прозрение, че ентропията нараства, между другото,
03:56
is what's behind what we call the arrow of time,
стои зад онова, което наричаме времева ос (букв. стрела на времето),
03:58
the difference between the past and the future.
разликата между миналото и бъдещето.
04:01
Every difference that there is
Всяка разлика, която съществува
04:03
between the past and the future
между миналото и бъдещето
04:05
is because entropy is increasing --
е понеже ентропията нараства --
04:07
the fact that you can remember the past, but not the future.
факта, че можете да си спомняте миналото, но не и бъдещето.
04:09
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
Фактът, че сте родени, а след това живеете, и после умирате,
04:12
always in that order,
винаги в този ред,
04:15
that's because entropy is increasing.
това се случва понеже ентропията нараства.
04:17
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
Болцман обяснил, че ако започнете с ниска ентропия,
04:19
it's very natural for it to increase
било съвсем естествено тя да се увеличи,
04:21
because there's more ways to be high entropy.
защото има повече начини да стане висока ентропия.
04:23
What he didn't explain
Това, което не обяснил,
04:26
was why the entropy was ever low in the first place.
било, защо ентропията била толкова ниска на първо място.
04:28
The fact that the entropy of the universe was low
Фактът, че ентропията на Вселената била ниска,
04:31
was a reflection of the fact
бил отражение на факта,
04:33
that the early universe was very, very smooth.
че ранната Вселената била много, много спокойна.
04:35
We'd like to understand that.
Бихме искали да разберем това.
04:37
That's our job as cosmologists.
Това е нашата работа като космолози.
04:39
Unfortunately, it's actually not a problem
За съжаление, това всъщност не е проблем,
04:41
that we've been giving enough attention to.
на който сме обръщали достатъчно внимание.
04:43
It's not one of the first things people would say,
Това не е едно от първите неща, които хората ще кажат,
04:45
if you asked a modern cosmologist,
ако попитате модерен космолог:
04:47
"What are the problems we're trying to address?"
"Какви са проблемите, които се опитвате да решите?"
04:49
One of the people who did understand that this was a problem
Един от хората, които разбраха, че това е проблем,
04:51
was Richard Feynman.
беше Ричард Файнман.
04:53
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
Преди 50 години той изнесъл серия от куп различни лекции.
04:55
He gave the popular lectures
Той изнесъл популярните лекции,
04:57
that became "The Character of Physical Law."
които се превърнаха в "Характера на физическият закон."
04:59
He gave lectures to Caltech undergrads
Той изнесъл лекциите пред студенти от бакалаварски програми в Калифорнийския технологичен институт,
05:01
that became "The Feynman Lectures on Physics."
които се превърнаха във "Файнманови лекции по физика."
05:03
He gave lectures to Caltech graduate students
Той изнесъл лекциите пред студенти от бакалаварски програми в Калифорнийския технологичен институт,
05:05
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
които се превърнаха във "Файнманови лекции по гравитация."
05:07
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
Във всяка от тези книги, във всяка от тези лекции,
05:09
he emphasized this puzzle:
той подчертаваше тази загадка:
05:12
Why did the early universe have such a small entropy?
Защо ранната Вселена е имала толкова ниска ентропия?
05:14
So he says -- I'm not going to do the accent --
Той казал -- няма да имитирам акцента --
05:17
he says, "For some reason, the universe, at one time,
той казал: "По някаква причина Вселената, в един момент,
05:19
had a very low entropy for its energy content,
имала много ниска ентропия в сравнение с нейното енергийно съдържание,
05:22
and since then the entropy has increased.
и оттогава ентропията е нараствала.
05:25
The arrow of time cannot be completely understood
Времевата ос не може да бъде напълно разбрана,
05:27
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
докато тайната за началото на историята на Вселената
05:30
are reduced still further
не бъде редуцирана още повече
05:33
from speculation to understanding."
от спекулация до разбиране."
05:35
So that's our job.
Така че това е нашата работа.
05:37
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
Искаме да знаем -- това беше преди 50 години, "Сигурно," си мислите,
05:39
"we've figured it out by now."
"ние сме разбрали това до сега."
05:41
It's not true that we've figured it out by now.
Не е вярно, че сме го разбрали до сега.
05:43
The reason the problem has gotten worse,
Причината, поради която проблема стана по-зле,
05:45
rather than better,
вместо по-добре,
05:47
is because in 1998
беше понеже през 1998 година
05:49
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
ние научихме нещо значимо за Вселената, което не знаехме преди това.
05:51
We learned that it's accelerating.
Научихме, че тя се ускорява.
05:54
The universe is not only expanding.
Вселената не само се разширява.
05:56
If you look at the galaxy, it's moving away.
Ако се вгледате в галактиката, тя се отдалечава.
05:58
If you come back a billion years later and look at it again,
Ако се върнете след един милиард години и я погледнете отново,
06:00
it will be moving away faster.
тя ще се отдалечава още по-бързо.
06:02
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
Индивидуални галактики се отдалечават от нас все по-бързо и по-бързо.
06:05
so we say the universe is accelerating.
Така че ние казваме, че Вселената се ускорява.
06:08
Unlike the low entropy of the early universe,
За разлика от ниската ентропия на ранната Вселена,
06:10
even though we don't know the answer for this,
въпреки че не знаем отговора на това,
06:12
we at least have a good theory that can explain it,
поне имаме добра теория, която може да го обясни,
06:14
if that theory is right,
ако тази теория е правилна,
06:16
and that's the theory of dark energy.
и това е теорията за тъмната енергия.
06:18
It's just the idea that empty space itself has energy.
Това е просто идеята, че самото празно пространство има енергия.
06:20
In every little cubic centimeter of space,
И в най-малкия кубически сантиметър от пространството,
06:23
whether or not there's stuff,
независимо дали има нещо, или не,
06:26
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
независимо дали има частици, материя, радиация или подобни неща,
06:28
there's still energy, even in the space itself.
все още има енергия, дори в самото пространство.
06:30
And this energy, according to Einstein,
И тази енергия, според Айнщайн,
06:33
exerts a push on the universe.
оказва натиск върху Вселената.
06:35
It is a perpetual impulse
Това е постоянен импулс,
06:38
that pushes galaxies apart from each other.
който раздалечава галактиките една от друга.
06:40
Because dark energy, unlike matter or radiation,
Защото тъмната енергия, за разлика от радиацията,
06:42
does not dilute away as the universe expands.
не се разрежда докато Вселената се разширява.
06:45
The amount of energy in each cubic centimeter
Количеството енергия във всеки кубически сантиметър
06:48
remains the same,
остава същото,
06:50
even as the universe gets bigger and bigger.
дори когато Вселената става все по-голяма и по-голяма.
06:52
This has crucial implications
Това има значими последици,
06:54
for what the universe is going to do in the future.
за това, което Вселената ще прави в бъдеще.
06:57
For one thing, the universe will expand forever.
От една страна, Вселената ще се разширява вечно.
07:00
Back when I was your age,
Когато бях на вашите години,
07:02
we didn't know what the universe was going to do.
ние не знаехме какво щеше да прави Вселената.
07:04
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
Някои хора мислеха, че Вселената ще колабира обратно в бъдеще.
07:06
Einstein was fond of this idea.
Айнщайн подкрепяше тази идея.
07:09
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
Но ако има тъмна енергия, и тъмната енергия не изчезва,
07:11
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
Вселената просто ще продължи да се разширява за вечни времена.
07:14
14 billion years in the past,
14 милиарда години в миналото,
07:17
100 billion dog years,
100 милиарда кучешки години,
07:19
but an infinite number of years into the future.
но безкраен брой години напред в бъдещето.
07:21
Meanwhile, for all intents and purposes,
В същото време, за всички намерения и цели,
07:24
space looks finite to us.
пространството ни се струва ограничено.
07:27
Space may be finite or infinite,
Пространството може да е крайно или безкрайно,
07:29
but because the universe is accelerating,
но понеже Вселената се ускорява,
07:31
there are parts of it we cannot see
има части от него, които не можем да видим
07:33
and never will see.
и никога няма да видим.
07:35
There's a finite region of space that we have access to,
Има ограничен регион от пространството, до който имаме достъп,
07:37
surrounded by a horizon.
заобиколен от хоризонт.
07:39
So even though time goes on forever,
Така че, въпреки че времето е вечно,
07:41
space is limited to us.
пространството е ограничено за нас.
07:43
Finally, empty space has a temperature.
И накрая, празното пространство има температура.
07:45
In the 1970s, Stephen Hawking told us
През 70-те години Стивън Хокинг ни каза,
07:48
that a black hole, even though you think it's black,
че черната дупка, въпреки че си мислим, че е черна,
07:50
it actually emits radiation
всъщност излъчва радиация,
07:52
when you take into account quantum mechanics.
когато вземем под внимание квантовата механика.
07:54
The curvature of space-time around the black hole
Кривината на пространство-времето около черната дупка
07:56
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
вдъхва живот на квантовите механични колебания,
07:59
and the black hole radiates.
и черната дупка излъчва.
08:02
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
Подобно изчисления на Хокинг и Гари Гибънс
08:04
showed that if you have dark energy in empty space,
показаха, че ако има тъмна енергия в празно пространство,
08:07
then the whole universe radiates.
тогава цялата Вселена излъчва.
08:10
The energy of empty space
Енергията на празното пространство
08:13
brings to life quantum fluctuations.
вдъхва живот на квантови колебания.
08:15
And so even though the universe will last forever,
И така, въпреки че Вселената ще продължи вечно,
08:17
and ordinary matter and radiation will dilute away,
и обикновената материя и радиацията ще се разредят,
08:19
there will always be some radiation,
винаги ще има някаква радиация,
08:22
some thermal fluctuations,
някакви термални колебания,
08:24
even in empty space.
дори и в празното пространство.
08:26
So what this means
Така че това означава,
08:28
is that the universe is like a box of gas
че Вселената е като кутия с газ,
08:30
that lasts forever.
която трае вечно.
08:32
Well what is the implication of that?
Добре, а какво е последствието от това?
08:34
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
Последствието беше изследвано от Болцман още през 19-ти век.
08:36
He said, well, entropy increases
Той казал, добре, ентропията се увеличава,
08:39
because there are many, many more ways
защото има неимоверно много повече начини
08:42
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
за Вселената да е с висока ентропия, отколкото с ниска ентропия.
08:44
But that's a probabilistic statement.
Но това е вероятностно твърдение.
08:47
It will probably increase,
Ентропията вероятно ще нараства,
08:50
and the probability is enormously huge.
и вероятността е изключително голяма.
08:52
It's not something you have to worry about --
Това не е нещо, за което трябва да се притеснявате --
08:54
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
въздуха в тази зала да се събере в една част на залата и да ни задуши.
08:56
It's very, very unlikely.
Това е много, много малко вероятно.
09:00
Except if they locked the doors
Освен ако не заключат вратите
09:02
and kept us here literally forever,
и ни държат тук буквално завинаги,
09:04
that would happen.
тогава това ще се случи.
09:06
Everything that is allowed,
Всичко, което е разрешено,
09:08
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
всяка конфигурация, която може да бъде получена от молекулите в тази зала,
09:10
would eventually be obtained.
в крайна сметка ще се получи.
09:13
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
Така че Болцман казва, вижте, може да започнете с Вселена,
09:15
that was in thermal equilibrium.
която е в термално равновесие.
09:18
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
Той не знаел за Големия взрив. Той не знаел за разширяването на Вселената.
09:20
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
Той смятал, че пространството и времето били обяснени от Исак Нютон --
09:23
they were absolute; they just stuck there forever.
те били абсолютни, те просто били там завинаги.
09:26
So his idea of a natural universe
Така че идеята му за естествена Вселена,
09:28
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
била за такава, в която въздушните молекули са само разпрострени равномерно навсякъде --
09:30
the everything molecules.
молекулите за всичко.
09:33
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
Но ако сте Болцман, ще знаете, че ако чакате достатъчно дълго,
09:35
the random fluctuations of those molecules
случайните колебания на тези молекули
09:38
will occasionally bring them
от време на време ще ги приведат
09:41
into lower entropy configurations.
в конфигурации с по-ниска ентропия.
09:43
And then, of course, in the natural course of things,
И после, разбира се, следвайки естествения ход на нещата,
09:45
they will expand back.
те ще се разширят обратно.
09:47
So it's not that entropy must always increase --
Така че, ентропията не винаги трябва да се увеличава --
09:49
you can get fluctuations into lower entropy,
може да се получат колебания в по-ниска ентропия,
09:51
more organized situations.
по-организирани ситуации.
09:54
Well if that's true,
Ами, ако това е вярно,
09:56
Boltzmann then goes onto invent
тогава Болцман измисля
09:58
two very modern-sounding ideas --
две много модерно звучащи идеи --
10:00
the multiverse and the anthropic principle.
мултивселената и антропния принцип.
10:02
He says, the problem with thermal equilibrium
Той казва, че проблемът с термалното равновесие
10:05
is that we can't live there.
е, че ние не можем да живеем там.
10:07
Remember, life itself depends on the arrow of time.
Не забравяйте, че самият живот зависи от времевата ос.
10:09
We would not be able to process information,
Няма да бъдем в състояние да обработваме информация,
10:12
metabolize, walk and talk,
метаболизираме, ходим и говорим,
10:14
if we lived in thermal equilibrium.
ако живеехме в термално равновесие.
10:16
So if you imagine a very, very big universe,
Така че, ако си представим една много, много голяма Вселена,
10:18
an infinitely big universe,
безкрайно голяма Вселена,
10:20
with randomly bumping into each other particles,
с произволно удрящи се една в друга частици,
10:22
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
от време на време ще има малки колебания в ниските нива на ентропията,
10:24
and then they relax back.
и после те ще се отпускат обратно.
10:27
But there will also be large fluctuations.
Но ще има и големи колебания.
10:29
Occasionally, you will make a planet
От време на време, ще направите планета,
10:31
or a star or a galaxy
или звезда, или галактика,
10:33
or a hundred billion galaxies.
или стотици милиарди галактики.
10:35
So Boltzmann says,
Така че, Болцман казва,
10:37
we will only live in the part of the multiverse,
ние ще живеем само в частта от мултивселената,
10:39
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
в частта на този безкрайно голям набор от колебаещи се частици,
10:42
where life is possible.
където животът е възможен.
10:45
That's the region where entropy is low.
Това е региона, където ентропията е ниска.
10:47
Maybe our universe is just one of those things
Може би нашата Вселена е едно от тези неща,
10:49
that happens from time to time.
което се случват от време на време.
10:52
Now your homework assignment
Вашата домашна работа
10:54
is to really think about this, to contemplate what it means.
е наистина да помислите над това, да помислите какво означава това.
10:56
Carl Sagan once famously said
Карл Сейгън каза нещо, което стана популярно,
10:58
that "in order to make an apple pie,
че "за да се направи ябълков пай,
11:00
you must first invent the universe."
първо трябва да се измисли Вселената."
11:02
But he was not right.
Но той не беше прав.
11:05
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
В сценария на Болцман, ако искате да направите ябълков пай,
11:07
you just wait for the random motion of atoms
просто трябва да чакате за случайно движение на атомите,
11:10
to make you an apple pie.
които да ви направят ябълков пай.
11:13
That will happen much more frequently
Това ще стане много по-често,
11:15
than the random motions of atoms
от произволното движение на атоми,
11:17
making you an apple orchard
които да ви направят ябълкова овощна градина,
11:19
and some sugar and an oven,
и малко захар и фурна,
11:21
and then making you an apple pie.
и после да ви направят ябълков пай.
11:23
So this scenario makes predictions.
Така че този сценарий прави прогнози.
11:25
And the predictions are
И прогнозите са,
11:28
that the fluctuations that make us are minimal.
че колебанията, които ни правят са минимални.
11:30
Even if you imagine that this room we are in now
Дори и да си представим, че тази зала, в която се намираме в момента
11:33
exists and is real and here we are,
съществува и е реална и ние сме тук,
11:36
and we have, not only our memories,
и имаме, не само нашите спомени,
11:38
but our impression that outside there's something
но и впечатлението, че има нещо навън,
11:40
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
наречено Калифорнийски технологичен институт и Съединените щати и галактиката Млечен път,
11:42
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
е много по-лесно всички тези впечатления случайно да се колебаят в мозъка ви,
11:46
than for them actually to randomly fluctuate
отколкото те да варират произволно
11:49
into Caltech, the United States and the galaxy.
в Калтех, САЩ и галактиката.
11:51
The good news is that,
Добрата новина е, че
11:54
therefore, this scenario does not work; it is not right.
следователно този сценарий не работи, той не е правилен.
11:56
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
Този сценарий предвижда, че трябва да има минимално колебание.
11:59
Even if you left our galaxy out,
Дори и ако напуснем нашата галактика,
12:02
you would not get a hundred billion other galaxies.
няма да имаме стотици милиарди други галактики.
12:04
And Feynman also understood this.
И Файнман също разбрал това.
12:06
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
Файнман казал: "От хипотезата, че светът е колебание,
12:08
all the predictions are that
всички прогнози са, че
12:12
if we look at a part of the world we've never seen before,
ако погледнем част от света, която никога не сме виждали преди,
12:14
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
ще я намерим объркана, и няма да е като частите, които току-що видяхме --
12:16
high entropy.
висока ентропия.
12:18
If our order were due to a fluctuation,
Ако нашия порядък се дължи на колебание,
12:20
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
няма да очакваме порядък никъде, освен където току-що сме го забелязали.
12:22
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
Ето защо заключаваме, че Вселената не е колебание."
12:24
So that's good. The question is then what is the right answer?
Това е добре. Тогава възниква въпросът какъв е правилният отговор?
12:28
If the universe is not a fluctuation,
Ако Вселената не е колебание,
12:31
why did the early universe have a low entropy?
защо тогава ранната Вселената е имала ниска ентропия?
12:33
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
И бих искал да мога да ви отговоря, но ми свършва времето.
12:36
(Laughter)
(Смях)
12:39
Here is the universe that we tell you about,
Тук е Вселената, за която ви разказваме,
12:41
versus the universe that really exists.
в сравнение с Вселената, която наистина съществува.
12:43
I just showed you this picture.
Току-що ви показах тази снимка.
12:45
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
Вселената се разширява през последните 10 милиарда години.
12:47
It's cooling off.
Тя се охлажда.
12:49
But we now know enough about the future of the universe
Но вече знаем достатъчно за бъдещето на Вселената,
12:51
to say a lot more.
за да кажем много повече.
12:53
If the dark energy remains around,
Ако тъмната енергия остане наоколо,
12:55
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
звездите около нас ще използват ядреното си гориво, те ще спрат да горят.
12:57
They will fall into black holes.
Ще се превърнат в черни дупки.
13:00
We will live in a universe
Ще живеем във Вселена
13:02
with nothing in it but black holes.
с нищо друго в нея, освен черни дупки.
13:04
That universe will last 10 to the 100 years --
Тази Вселена ще продължи до 10 на 100-на степен години --
13:06
a lot longer than our little universe has lived.
много повече, отколкото нашата малка Вселена е живяла.
13:10
The future is much longer than the past.
Бъдещето е много по-дълго, отколкото миналото.
13:12
But even black holes don't last forever.
Но дори и черните дупки не са вечни.
13:14
They will evaporate,
Те ще се изпарят,
13:16
and we will be left with nothing but empty space.
и ние ще останем с нищо друго, освен празно пространство.
13:18
That empty space lasts essentially forever.
Това празно пространство ще продължи, по същество, завинаги.
13:20
However, you notice, since empty space gives off radiation,
Обаче, ще забележите, тъй като празното пространство излъчва радиация,
13:24
there's actually thermal fluctuations,
всъщност има термални колебания,
13:27
and it cycles around
и те се изреждат
13:29
all the different possible combinations
в различните възможни комбинации
13:31
of the degrees of freedom that exist in empty space.
на степени на свобода, които съществуват в празното пространство.
13:33
So even though the universe lasts forever,
Така че, въпреки че Вселената ще трае вечно,
13:36
there's only a finite number of things
има само краен брой неща,
13:38
that can possibly happen in the universe.
които могат да се случат евентуално във Вселената.
13:40
They all happen over a period of time
Всички те ще се случат през период от време,
13:42
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
който се равнява на 10 на 10-та на 120-та степен години.
13:44
So here's two questions for you.
Ето два въпроса към вас.
13:47
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
Номер едно: Ако Вселената продължава 10 на 10-та на 120-та години,
13:49
why are we born
защо сме родени
13:52
in the first 14 billion years of it,
през първите 14 милиарда години на нея,
13:54
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
в топлото, комфортно сияния на Големия взрив?
13:57
Why aren't we in empty space?
Защо не сме в празно пространство?
14:00
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
Може да си кажете: "Ами тогава няма да има нищо, от което да живеем,"
14:02
but that's not right.
но това не е правилно.
14:04
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
Може да бъдете случайно колебание в нищото.
14:06
Why aren't you?
Защо не сте това?
14:08
More homework assignment for you.
Още домашна работа за вас.
14:10
So like I said, I don't actually know the answer.
Така че, както казах, всъщност не знам отговора.
14:13
I'm going to give you my favorite scenario.
Ще ви представя моя любим сценарий.
14:15
Either it's just like that. There is no explanation.
Или това е просто ей така. Няма обяснение.
14:17
This is a brute fact about the universe
Това е бруталния факт за Вселената,
14:20
that you should learn to accept and stop asking questions.
който трябва да се научите да приемате и да спрете да задавате въпроси.
14:22
Or maybe the Big Bang
Или може би Големия взрив
14:26
is not the beginning of the universe.
не е началото на Вселената.
14:28
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
Едно яйце, здраво яйце, е конфигурация с ниска ентропия,
14:30
and yet, when we open our refrigerator,
и въпреки това, когато отворим хладилника,
14:33
we do not go, "Hah, how surprising to find
ние не казваме: "Ха, колко чудно е, че
14:35
this low entropy configuration in our refrigerator."
тази конфигурация с ниска ентропия е в нашия хладилник."
14:37
That's because an egg is not a closed system;
Това е понеже яйцето не е затворена система;
14:39
it comes out of a chicken.
тя идва от пиле.
14:42
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
Може би Вселената идва от универсално пиле.
14:44
Maybe there is something that naturally,
Може би има нещо, което по естествен начин,
14:48
through the growth of the laws of physics,
чрез развитието на законите на физиката,
14:50
gives rise to universe like ours
дава живот на Вселена като нашата,
14:53
in low entropy configurations.
в конфигурации с ниска ентропия.
14:55
If that's true, it would happen more than once;
Ако това е вярно, това ще се случи повече от веднъж;
14:57
we would be part of a much bigger multiverse.
ние ще бъдем част от много по-голяма мултивселена.
14:59
That's my favorite scenario.
Това е любимият ми сценарий.
15:02
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
Организаторите ме помолиха да завърша със смела спекулация.
15:04
My bold speculation
Моята смела спекулация
15:07
is that I will be absolutely vindicated by history.
е, че ще бъда безусловно оправдан от историята.
15:09
And 50 years from now,
И след 50 години,
15:12
all of my current wild ideas will be accepted as truths
всичките ми смели идеи ще бъдат приети като истини
15:14
by the scientific and external communities.
от научната и външната общности.
15:17
We will all believe that our little universe
Всички ние ще се смятаме, че нашата малка Вселена
15:20
is just a small part of a much larger multiverse.
е просто малка част от много по-голяма мултивселена.
15:22
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
И нещо повече, ние ще разберем какво се е случило през Големия взрив,
15:25
in terms of a theory
по отношение на теорията,
15:28
that we will be able to compare to observations.
която ще бъдем в състояние да се сравним с наблюденията.
15:30
This is a prediction. I might be wrong.
Това е предсказание. Може и да греша.
15:32
But we've been thinking as a human race
Но ние, като човешка раса, си мислим
15:34
about what the universe was like,
за това, каква е била Вселената,
15:36
why it came to be in the way it did for many, many years.
защо се е образувала по този начин, в течение на много, много години.
15:38
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
Вълнуващо е да си мислим, че накрая може да знаем отговора някой ден.
15:41
Thank you.
Благодаря ви.
15:44
(Applause)
(Ръкопляскане)
15:46
Translated by Anton Hikov
Reviewed by Stoyan Georgiev

▲Back to top

About the Speaker:

Sean M. Carroll - Physicist, cosmologist
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.

Why you should listen

Sean Carroll is a theoretical physicist at Caltech in Pasadena, California, where he researches theoretical aspects of cosmology, field theory and gravitation -- exploring the nature of fundamental physics by studying the structure and evolution of the universe.

His book on cosmology and the arrow of time, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, was published in 2010. He keeps a regular blog at Cosmic Variance.

More profile about the speaker
Sean M. Carroll | Speaker | TED.com