15:55
TEDxCaltech

Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse

Sean Carroll: Avlägsen tid och antydan av ett multiversum

Filmed:

Vid TEDxCaltech ger sig kosmologen Sean Carroll - i en underhållande och tänkeväckande resa genom tidens och universums natur - på en bedrägligt enkel fråga: Varför existerar tid överhuvudtaget? De tänkbara svaren visar på en överraskande syn på universums natur, och vår plats i den.

- 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
Universum
00:15
is really big.
är riktigt stort.
00:17
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
Vi bor i en galax, Vintergatan.
00:19
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
Det finns ungefär ett hundra miljarder stjärnor i Vintergatan.
00:22
And if you take a camera
Riktar du en kamera
00:25
and you point it at a random part of the sky,
mot en slumpmässig del av himlen,
00:27
and you just keep the shutter open,
med öppen slutare, så kommer det,
00:29
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
så länge kameran sitter på rymdteleskopet Hubbles,
00:31
it will see something like this.
se ut så här.
00:34
Every one of these little blobs
Varenda en av de här små plumparna
00:36
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
är en galax av ungefär samma storlek som vintergatan -
00:39
a hundred billion stars in each of those blobs.
hundra miljarder stjärnor i varje plump.
00:41
There are approximately a hundred billion galaxies
Det finns ungefär hundra miljarder galaxer
00:44
in the observable universe.
i det synliga universum.
00:47
100 billion is the only number you need to know.
100 miljarder är det enda nummer man behöver känna till.
00:49
The age of the universe, between now and the Big Bang,
Universums ålder mellan nu och Big Bang
00:51
is a hundred billion in dog years.
är ett hundra miljarder i hundår.
00:54
(Laughter)
(Skratt)
00:56
Which tells you something about our place in the universe.
Vilket säger något om vår plats i universum.
00:58
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
Det är lätt att beundra en sådan här bild.
01:01
It's extremely beautiful.
Det är väldigt vackert.
01:03
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
Jag har ofta undrat vilka evolutionära påtryckningar
01:05
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
som fick våra förfäder att anpassa sig och utvecklas
01:08
to really enjoy pictures of galaxies
att verkligen njuta av bilder av galaxer
01:11
when they didn't have any.
när de inte hade några.
01:13
But we would also like to understand it.
Men vi vill också förstå det.
01:15
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
Som kosmolog vill jag fråga, varför är universum så här?
01:17
One big clue we have is that the universe is changing with time.
En stor ledtråd är att universum förändras med tiden.
01:21
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
Om du tittade på en av dessa galaxer och mätte dess hastighet,
01:24
it would be moving away from you.
skulle den röra sig bort från dig.
01:27
And if you look at a galaxy even farther away,
Och ser du på en galax ännu längre bort
01:29
it would be moving away faster.
skulle den röra sig bortåt snabbare.
01:31
So we say the universe is expanding.
Så vi säger att universum expanderar.
01:33
What that means, of course, is that, in the past,
Det innebär förstås att i det förflutna
01:35
things were closer together.
var saker mycket närmare varandra.
01:37
In the past, the universe was more dense,
Förr i tiden var universum mycket tätare
01:39
and it was also hotter.
och mycket hetare.
01:41
If you squeeze things together, the temperature goes up.
Pressar du ihop saker stiger temperaturen.
01:43
That kind of makes sense to us.
Det låter vettigt.
01:45
The thing that doesn't make sense to us as much
Det som inte låter lika vettigt
01:47
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
är att universum i början, nära Big Bang,
01:49
was also very, very smooth.
också var väldigt, väldigt utjämnat.
01:52
You might think that that's not a surprise.
Du kanske tror att det inte är förvånande.
01:54
The air in this room is very smooth.
Luften i det här rummet är väldigt utjämnad.
01:56
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
Du kanske säger, "Nå, kanske jämnade saker bara ut sig".
01:58
But the conditions near the Big Bang are very, very different
Men förhållandena nära Big Bang är väldigt, väldigt annorlunda
02:01
than the conditions of the air in this room.
från luftens förhållanden i det här rummet.
02:04
In particular, things were a lot denser.
Särskilt att saker var mycket tätare.
02:06
The gravitational pull of things
Sakers gravitationella dragningskraft
02:08
was a lot stronger near the Big Bang.
var mycket starkare nära Big Bang.
02:10
What you have to think about
Vad du måste tänka på är
02:12
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
att vi har ett universum med hundra miljarder galaxer,
02:14
a hundred billion stars each.
var och en med hundra miljarder stjärnor.
02:16
At early times, those hundred billion galaxies
I början var dessa hundra miljarder galaxer
02:18
were squeezed into a region about this big --
sammanpressade i ett ungefär så här stort område -
02:21
literally -- at early times.
bokstavligen.
02:24
And you have to imagine doing that squeezing
Och du måste föreställa dig att pressa ihop det
02:26
without any imperfections,
utan skavanker,
02:28
without any little spots
utan några små fläckar
02:30
where there were a few more atoms than somewhere else.
där det fanns några fler atomer än någon annanstans.
02:32
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
Hade det funnits skulle de kollapsat under gravitationskraften
02:34
into a huge black hole.
och bildat ett svart hål.
02:37
Keeping the universe very, very smooth at early times
Att hålla universum väldigt, väldigt jämnt i början
02:39
is not easy; it's a delicate arrangement.
är inte lätt, det är ett ömtåligt arrangemang.
02:42
It's a clue
Det är en ledtråd
02:44
that the early universe is not chosen randomly.
att det tidiga universum inte är ett slumpmässigt val.
02:46
There is something that made it that way.
Någonting gjorde att det blev så.
02:48
We would like to know what.
Vi vill gärna veta vad.
02:50
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
En del av vår förståelse fick vi av Ludwig Boltzmann,
02:52
an Austrian physicist in the 19th century.
en österikisk fysiker på 1800-talet.
02:55
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
Boltzmanns bidrag var att han hjälpte oss att förstå entropi.
02:58
You've heard of entropy.
Ni har hört talas om entropi.
03:01
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
Det är det slumpmässiga, oordnade och kaotiska i vissa system.
03:03
Boltzmann gave us a formula --
Boltzmann gav oss en formel -
03:06
engraved on his tombstone now --
inristad på hans gravsten -
03:08
that really quantifies what entropy is.
som verkligen kvantifierar vad entropi är.
03:10
And it's basically just saying
Och den säger i stort sett bara
03:12
that entropy is the number of ways
att entropi är det antal sätt
03:14
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
vi kan arrangera om delarna av ett system så att du inte märker det,
03:16
so that macroscopically it looks the same.
så att det makroskopiskt sett ser likadant ut.
03:19
If you have the air in this room,
Om ni tar luften i det här rummet,
03:21
you don't notice each individual atom.
så märker ni inte av varje enskild atom.
03:23
A low entropy configuration
En konfiguration med låg entropi
03:26
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
är en där det endast finns ett fåtal arrangemang som ser ut på det sättet.
03:28
A high entropy arrangement
En konfiguration med hög entropi
03:30
is one that there are many arrangements that look that way.
är ett där det finns många arrangemang som ser ut på det sättet.
03:32
This is a crucially important insight
Det är en insikt av avgörande vikt
03:34
because it helps us explain
för den hjälper oss förstå
03:36
the second law of thermodynamics --
termodynamikens andra lag -
03:38
the law that says that entropy increases in the universe,
lagen som säger att entropin ökar i universum,
03:40
or in some isolated bit of the universe.
eller i en isolerad bit av universum.
03:43
The reason why entropy increases
Orsaken till att entropin ökar
03:45
is simply because there are many more ways
är helt enkelt att det finns många fler sätt
03:47
to be high entropy than to be low entropy.
att vara hög entropi än låg entropi.
03:50
That's a wonderful insight,
Det är en fantastisk insikt,
03:52
but it leaves something out.
men den utelämnar någonting
03:54
This insight that entropy increases, by the way,
Insikten att entropin ökar är förresten
03:56
is what's behind what we call the arrow of time,
det som ligger bakom vad vi kallar tidens pil,
03:58
the difference between the past and the future.
skillnaden mellan det förflutna och framtiden.
04:01
Every difference that there is
Varje skillnad som finns
04:03
between the past and the future
mellan förflutet och framtid
04:05
is because entropy is increasing --
beror på att entropin ökar -
04:07
the fact that you can remember the past, but not the future.
att du kommer ihåg det förflutna men inte framtiden.
04:09
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
Det faktum att du föds, lever och sedan dör,
04:12
always in that order,
alltid i den ordningen,
04:15
that's because entropy is increasing.
beror på att entropin ökar.
04:17
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
Boltzmann förklarade att om du börjar med låg entropi,
04:19
it's very natural for it to increase
så är det väldigt naturligt att den ökar,
04:21
because there's more ways to be high entropy.
då det finns fler sätt att vara hög entropi.
04:23
What he didn't explain
Vad han inte förklarade
04:26
was why the entropy was ever low in the first place.
var varför entropin var låg till att börja med.
04:28
The fact that the entropy of the universe was low
Det faktum att entropin i universum var låg
04:31
was a reflection of the fact
var en återspegling av det faktum
04:33
that the early universe was very, very smooth.
att det tidiga universum var väldigt, väldigt utjämnat.
04:35
We'd like to understand that.
Vi vill förstå det.
04:37
That's our job as cosmologists.
Det är vårt jobb som kosmologer.
04:39
Unfortunately, it's actually not a problem
Tyvärr är det ett problem
04:41
that we've been giving enough attention to.
som vi inte ägnat tillräcklig uppmärksamhet.
04:43
It's not one of the first things people would say,
Det är inte det första någon skulle säga
04:45
if you asked a modern cosmologist,
om du frågade en modern kosmolog,
04:47
"What are the problems we're trying to address?"
"Vilka problem tittar ni på?"
04:49
One of the people who did understand that this was a problem
En av de som förstod att det var ett problem
04:51
was Richard Feynman.
var Richard Feynman.
04:53
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
För 50 år sedan gav han en rad olika föreläsningar.
04:55
He gave the popular lectures
Han gav de allmänna föreläsningar
04:57
that became "The Character of Physical Law."
som blev "The Character of Physical Law" (De fysiska lagarnas karaktär).
04:59
He gave lectures to Caltech undergrads
Han gav föreläsningar för studenterna vid Caltech
05:01
that became "The Feynman Lectures on Physics."
som blev "The Feynman Lectures on Physics" (Feynmans fysikföreläsningar)
05:03
He gave lectures to Caltech graduate students
Han gav föreläsningar för doktorander vid Caltech
05:05
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
som blev "The Feynman Lectures on Gravitation" (Feynmans gravitationsföreläsningar)
05:07
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
I var av dessa böcker, i var av dessa föreläsningsserier
05:09
he emphasized this puzzle:
betonade han detta problem:
05:12
Why did the early universe have such a small entropy?
Varför hade det tidiga universum så låg entropi?
05:14
So he says -- I'm not going to do the accent --
Så han säger - jag tänker inte göra dialekten -
05:17
he says, "For some reason, the universe, at one time,
han säger, "Av någon anledning hade universum vid en tidpunkt
05:19
had a very low entropy for its energy content,
väldigt låg entropi i förhållande till sitt energiinnehåll,
05:22
and since then the entropy has increased.
och sedan dess har entropin ökat.
05:25
The arrow of time cannot be completely understood
Tidens pil kan inte till fullo förstås
05:27
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
förrän mysteriet med begynnelsen av universums historia
05:30
are reduced still further
har vidare reducerats
05:33
from speculation to understanding."
från spekulation till förståelse."
05:35
So that's our job.
Så det är vårt jobb.
05:37
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
Vi vill veta - det här är för 50 år sedan, så ni tänker
05:39
"we've figured it out by now."
"Vi har säkert förstått det vi det här laget."
05:41
It's not true that we've figured it out by now.
Vi har inte förstått det vid det här laget.
05:43
The reason the problem has gotten worse,
Anledningen till att problemet blivit värre,
05:45
rather than better,
snarare än bättre,
05:47
is because in 1998
är för att vi 1998
05:49
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
lärde oss någonting väsentligt om universum som vi inte kände till tidigare.
05:51
We learned that it's accelerating.
Vi lärde oss att det accelererar.
05:54
The universe is not only expanding.
Universum inte bara expanderar.
05:56
If you look at the galaxy, it's moving away.
Om du ser på galaxen, den rör sig bort.
05:58
If you come back a billion years later and look at it again,
Om du kommer tillbaka en miljard år senare och tittar igen,
06:00
it will be moving away faster.
så rör den sig bort snabbare.
06:02
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
Individuella galaxer far iväg från oss allt fortare.
06:05
so we say the universe is accelerating.
Så vi säger att universum accelererar.
06:08
Unlike the low entropy of the early universe,
Till skillnad från den låga entropin i det tidiga universum,
06:10
even though we don't know the answer for this,
även om vi inte har svaret,
06:12
we at least have a good theory that can explain it,
så har vi åtminstone en bra teori som kan förklara det,
06:14
if that theory is right,
om den teorin stämmer,
06:16
and that's the theory of dark energy.
och det är teorin om mörk materia.
06:18
It's just the idea that empty space itself has energy.
Det är förställningen att tomma rymden i sig har energi.
06:20
In every little cubic centimeter of space,
I varje kubikcentimeter av rymd,
06:23
whether or not there's stuff,
oavsett om det finns något där eller inte,
06:26
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
oavsett om det finns partiklar, materia, strålning eller vadsomhelst,
06:28
there's still energy, even in the space itself.
så finns det fortfarande energi, i själva rymden i sig.
06:30
And this energy, according to Einstein,
Och denna energi utövar, enligt Einstein,
06:33
exerts a push on the universe.
ett tryck på universum.
06:35
It is a perpetual impulse
Det är en oavbruten impuls
06:38
that pushes galaxies apart from each other.
som trycker bort galaxerna från varandra.
06:40
Because dark energy, unlike matter or radiation,
För mörk energi, till skillnad från materia eller strålning,
06:42
does not dilute away as the universe expands.
tunnas inte ut när universum expanderar
06:45
The amount of energy in each cubic centimeter
Mängden energi i varje kubikcentimeter
06:48
remains the same,
förblir den samma,
06:50
even as the universe gets bigger and bigger.
även om universum blir större och större.
06:52
This has crucial implications
Detta medför avgörande konsekvenser
06:54
for what the universe is going to do in the future.
för vad universum kommer göra i framtiden.
06:57
For one thing, the universe will expand forever.
För det första kommer universum att expandera för alltid.
07:00
Back when I was your age,
När jag var i er ålder
07:02
we didn't know what the universe was going to do.
visste vi inte vad universum skulle göra.
07:04
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
Somliga trodde att universum skulle kollapsa i framtiden.
07:06
Einstein was fond of this idea.
Einstein var anhängare av den idén.
07:09
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
Men finns det mörk energi och den inte försvinner
07:11
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
så kommer universum att expandera för alltid.
07:14
14 billion years in the past,
14 miljarder år i det förflutna,
07:17
100 billion dog years,
100 miljarder hundår,
07:19
but an infinite number of years into the future.
men ett oändligt antal år in i framtiden.
07:21
Meanwhile, for all intents and purposes,
Samtidigt, när allting kommer kring,
07:24
space looks finite to us.
ser rymden ändlig ut för oss.
07:27
Space may be finite or infinite,
Rymden kan vara ändlig eller oändlig
07:29
but because the universe is accelerating,
men i och att universum accelererar
07:31
there are parts of it we cannot see
finns det delar vi inte kan se
07:33
and never will see.
och aldrig kommer att se.
07:35
There's a finite region of space that we have access to,
Vi har tillgång till en avgränsad region av rymden
07:37
surrounded by a horizon.
omgärdad av en horisont.
07:39
So even though time goes on forever,
Så även om tiden fortsätter för alltid
07:41
space is limited to us.
så är rymden begränsad för oss.
07:43
Finally, empty space has a temperature.
Och slutligen har tomma rymden en temperatur.
07:45
In the 1970s, Stephen Hawking told us
På 70-talet förklarade Stephen Hawking
07:48
that a black hole, even though you think it's black,
att ett svart hål, även om du tror att det är svart,
07:50
it actually emits radiation
faktiskt avger strålning
07:52
when you take into account quantum mechanics.
när man tar med kvantmekaniken i beräkningarna.
07:54
The curvature of space-time around the black hole
Rumtidens krökning kring ett svart hål
07:56
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
väcker de kvantmekaniska fluktuationerna till liv,
07:59
and the black hole radiates.
och det svarta hålet strålar.
08:02
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
En likadan beräkning av Hawking och Gary Gibbons
08:04
showed that if you have dark energy in empty space,
visade att, om du har mörk energi i tomma rymden,
08:07
then the whole universe radiates.
så strålar hela universum.
08:10
The energy of empty space
Energin i den tomma rymden
08:13
brings to life quantum fluctuations.
väcker kvantfluktuationer till liv.
08:15
And so even though the universe will last forever,
Så även om universum varar för alltid,
08:17
and ordinary matter and radiation will dilute away,
och vanlig materia och strålning tunnas ut och försvinner,
08:19
there will always be some radiation,
så kommer det för alltid att finnas strålning
08:22
some thermal fluctuations,
och fluktuationer i temperatur
08:24
even in empty space.
även i tomma rymden.
08:26
So what this means
Så det här betyder
08:28
is that the universe is like a box of gas
att universum är som en gasbehållare
08:30
that lasts forever.
som varar för alltid.
08:32
Well what is the implication of that?
Vad får det för konsekvenser?
08:34
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
Konsekvenserna studerades av Boltzmann på 1800-talet.
08:36
He said, well, entropy increases
Han sa att entropin ökar
08:39
because there are many, many more ways
på grund av att det finns väldigt många fler sätt
08:42
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
för universum att ha hög entropi än låg entropi.
08:44
But that's a probabilistic statement.
Men det är en fråga om sannolikhet.
08:47
It will probably increase,
Det kommer sannolikt att öka
08:50
and the probability is enormously huge.
och sannolikheten är enormt hög.
08:52
It's not something you have to worry about --
Det är inget ni behöver oroa er över -
08:54
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
att luften i det här rummet samlas i en del och kväver oss.
08:56
It's very, very unlikely.
Det är väldigt, väldigt osannolikt.
09:00
Except if they locked the doors
Men hade de låst dörrarna
09:02
and kept us here literally forever,
och hållt kvar oss, bokstavligen, för alltid
09:04
that would happen.
hade det hänt.
09:06
Everything that is allowed,
Allt som är tillåtet,
09:08
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
varje konfiguration av molekyler som är tillåten
09:10
would eventually be obtained.
skulle till slut uppstå.
09:13
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
Så Boltzmann säger att du kan börja med ett universum
09:15
that was in thermal equilibrium.
med termisk jämvikt.
09:18
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
Han kände inte till Big Bang eller universums expansion.
09:20
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
Han trodde att rum och tid förklarades av Isaac Newton -
09:23
they were absolute; they just stuck there forever.
de var absoluta - de stannade där för alltid.
09:26
So his idea of a natural universe
Så hans föreställning om ett naturligt universum
09:28
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
var ett där luftmolekyler var utsprida överallt -
09:30
the everything molecules.
allting molekylerna.
09:33
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
Men väntar du tillräckligt länge
09:35
the random fluctuations of those molecules
kommer molekylernas slumpmässiga fluktuationer
09:38
will occasionally bring them
ibland leda till
09:41
into lower entropy configurations.
en lägre entropi tillstånd.
09:43
And then, of course, in the natural course of things,
För att sedan, i enlighet med den naturliga ordningen,
09:45
they will expand back.
åter expandera.
09:47
So it's not that entropy must always increase --
Entropi måste alltså inte öka -
09:49
you can get fluctuations into lower entropy,
man kan få fluktuationer ner till lägre entropi,
09:51
more organized situations.
mer organiserade tillstånd.
09:54
Well if that's true,
Men, om det är sant...
09:56
Boltzmann then goes onto invent
Boltzmann fortsätter sedan att utveckla
09:58
two very modern-sounding ideas --
två modernt klingande idéer -
10:00
the multiverse and the anthropic principle.
multiversum och den antropiska principen.
10:02
He says, the problem with thermal equilibrium
Problemet med termisk jämvikt
10:05
is that we can't live there.
är att vi inte kan leva där.
10:07
Remember, life itself depends on the arrow of time.
Glöm inte att livet i sig är beroende av tidens pil.
10:09
We would not be able to process information,
Vi skulle inte klarat av informationshantering
10:12
metabolize, walk and talk,
metabolism, att gå och tala,
10:14
if we lived in thermal equilibrium.
ifall vi levde i termisk jämvikt.
10:16
So if you imagine a very, very big universe,
Så om du föreställer dig ett väldigt stort universum,
10:18
an infinitely big universe,
ett oändligt stort universum,
10:20
with randomly bumping into each other particles,
med partiklar som slumpmässigt krockar med varandra,
10:22
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
så kommer det ibland uppstå lägre entropitillstånd
10:24
and then they relax back.
som sedan återgår till normalläge.
10:27
But there will also be large fluctuations.
Men det kommer också finnas stora fluktuationer.
10:29
Occasionally, you will make a planet
Då och då skapas en planet
10:31
or a star or a galaxy
eller en stjärna eller en galax
10:33
or a hundred billion galaxies.
eller hundra miljarder galaxer.
10:35
So Boltzmann says,
Så Boltzmann säger:
10:37
we will only live in the part of the multiverse,
- Vi kommer endast existera i den del av multiversum,
10:39
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
i den del av det oändliga hav av fluktuerande partiklar,
10:42
where life is possible.
där liv är möjligt.
10:45
That's the region where entropy is low.
Det är den region där entropin är låg.
10:47
Maybe our universe is just one of those things
Kanske är vårt universum bara en sådan sak
10:49
that happens from time to time.
som händer lite då och då.
10:52
Now your homework assignment
Er hemläxa blir
10:54
is to really think about this, to contemplate what it means.
att verkligen fundera på vad det här betyder.
10:56
Carl Sagan once famously said
Carl Sagan sa en gång
10:58
that "in order to make an apple pie,
"För att göra en äppelkaka
11:00
you must first invent the universe."
måste du först uppfinna universum."
11:02
But he was not right.
Men han hade fel.
11:05
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
I Boltzmanns scenario gör du en äppelkaka
11:07
you just wait for the random motion of atoms
genom att bara vänta på att atomernas slumpmässiga rörelser
11:10
to make you an apple pie.
ska skapa en äppelkaka.
11:13
That will happen much more frequently
Det kommer hända oftare
11:15
than the random motions of atoms
än att atomernas slumpmässiga rörelse
11:17
making you an apple orchard
ger dig en äppelodling,
11:19
and some sugar and an oven,
lite socker och en spis,
11:21
and then making you an apple pie.
och sedan ger dig en äppelkaka.
11:23
So this scenario makes predictions.
Så det här scenariot gör förutsägelser.
11:25
And the predictions are
Och förutsägelserna är
11:28
that the fluctuations that make us are minimal.
att fluktuationerna som skapar oss är minimala.
11:30
Even if you imagine that this room we are in now
Även om du föreställer dig att det här rummet
11:33
exists and is real and here we are,
existerar på riktigt och att vi är här,
11:36
and we have, not only our memories,
och att vi har, inte bara våra minnen,
11:38
but our impression that outside there's something
utan våra intryck av att det finns någonting utanför
11:40
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
som heter Caltech och USA och Vintergatan,
11:42
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
så är det mycket enklare att de intrycken fluktuerar in i din hjärna
11:46
than for them actually to randomly fluctuate
än att fluktuationerna faktiskt skapar
11:49
into Caltech, the United States and the galaxy.
Caltech, USA och Vintergatan.
11:51
The good news is that,
Den goda nyheten är att
11:54
therefore, this scenario does not work; it is not right.
detta scenario därför inte fungerar - det stämmer inte.
11:56
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
Det förutsäger att vi borde vara en minimal fluktuation.
11:59
Even if you left our galaxy out,
Även om man utelämnar vår galax
12:02
you would not get a hundred billion other galaxies.
får man inte hundra miljarder andra galaxer.
12:04
And Feynman also understood this.
Och Feynman förstod också detta.
12:06
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
Feynmann säger, "utifrån hypotesen att världen är en fluktuation,
12:08
all the predictions are that
säger alla förutsägelser att
12:12
if we look at a part of the world we've never seen before,
vi, ifall vi tittar på en ny del av världen,
12:14
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
finner den utblandad och inte som den del vi nyss tittade på -
12:16
high entropy.
hög entropi.
12:18
If our order were due to a fluctuation,
Om vår ordning berodde på fluktuationer
12:20
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
skulle vi inte förvänta oss ordning någon annanstans än var vi just funnit det.
12:22
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
Vi drar därför slutsatsen att universum inte är en fluktuationer."
12:24
So that's good. The question is then what is the right answer?
Bra. Frågan är då vilket det rätta svaret är?
12:28
If the universe is not a fluctuation,
Om universum inte är en fluktuation,
12:31
why did the early universe have a low entropy?
varför hade det tidiga universum låg entropi?
12:33
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
Jag hade gärna talat om det för er, men jag har ont om tid.
12:36
(Laughter)
(Skratt)
12:39
Here is the universe that we tell you about,
Här är universum så som vi talar om det
12:41
versus the universe that really exists.
mot universum så som det verkligen är.
12:43
I just showed you this picture.
Jag visade er den här bilden.
12:45
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
Universum har expanderat i 10 miljarder år.
12:47
It's cooling off.
Det svalnar.
12:49
But we now know enough about the future of the universe
Men vi vet tillräckligt om universums framtid
12:51
to say a lot more.
för att säga mycket mer.
12:53
If the dark energy remains around,
Om den mörka energin finns kvar
12:55
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
kommer stjärnorna bränna allt sitt kärnbränsle och sluta brinna.
12:57
They will fall into black holes.
De kommer falla ner i svarta hål.
13:00
We will live in a universe
Vi kommer se ett universum
13:02
with nothing in it but black holes.
med endast svarta hål.
13:04
That universe will last 10 to the 100 years --
Det universum kommer vara 10 upphöjt till 100 år -
13:06
a lot longer than our little universe has lived.
mycket längre än vårt lilla universum.
13:10
The future is much longer than the past.
Framtiden är mycket längre än det förflutna.
13:12
But even black holes don't last forever.
Men inte ens svarta hål varar för alltid.
13:14
They will evaporate,
De kommer avdunsta,
13:16
and we will be left with nothing but empty space.
och endast tomma rymden återstår.
13:18
That empty space lasts essentially forever.
Den tomma rymden vara i stort sett för alltid.
13:20
However, you notice, since empty space gives off radiation,
Men, märk väl, att då den tomma rymden avger strålning,
13:24
there's actually thermal fluctuations,
finns det faktiskt termisk fluktuation,
13:27
and it cycles around
och den cirkulerar
13:29
all the different possible combinations
genom alla de olika möjliga kombinationer
13:31
of the degrees of freedom that exist in empty space.
som är möjliga i tomma rymden.
13:33
So even though the universe lasts forever,
Så även om universum varar för alltid
13:36
there's only a finite number of things
finns det ett begränsat antal saker
13:38
that can possibly happen in the universe.
som kan hända i universum.
13:40
They all happen over a period of time
De händer alla över en period
13:42
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
motsvarande 10 upphöjt till 10 upphöjt till 120 år.
13:44
So here's two questions for you.
Här är två frågor till er.
13:47
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
Nummer ett: Om universum varar i 10 upphöjt till 10 upphöjt till 120 år,
13:49
why are we born
varför är vi födda
13:52
in the first 14 billion years of it,
under de första 14 miljarder åren,
13:54
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
i den varma behagliga efterglöden av Big Bang?
13:57
Why aren't we in empty space?
Varför finns vi inte i tomma rymden?
14:00
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
Du kan svara, "För det finns inget levande där,"
14:02
but that's not right.
men det stämmer inte.
14:04
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
Du kunde vara en slumpmässig fluktuation från tomrummet.
14:06
Why aren't you?
Varför är du inte det?
14:08
More homework assignment for you.
Mer hemläxor.
14:10
So like I said, I don't actually know the answer.
Som jag sa så har jag inte inte svaret.
14:13
I'm going to give you my favorite scenario.
Ni ska få mitt favorit scenario.
14:15
Either it's just like that. There is no explanation.
Antingen är det bara så. Det finns ingen förklaring.
14:17
This is a brute fact about the universe
Det är ett kallt faktum om universum
14:20
that you should learn to accept and stop asking questions.
som du måste lära dig acceptera och sluta fråga.
14:22
Or maybe the Big Bang
Eller så är kanske Big Bang
14:26
is not the beginning of the universe.
inte begynnelsen av universum.
14:28
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
Ett icke krossat ägg är en låg entropikonfiguration,
14:30
and yet, when we open our refrigerator,
men ändå öppnar vi inte våra kylskåp
14:33
we do not go, "Hah, how surprising to find
och utbrister "Oj så överraskande att hitta
14:35
this low entropy configuration in our refrigerator."
denna låga entropikonfiguration i vårt kylskåp."
14:37
That's because an egg is not a closed system;
Det beror på att ett ägg inte är ett slutet system -
14:39
it comes out of a chicken.
det kommer från en höna.
14:42
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
Kanske kommer universum från en kosmisk höna.
14:44
Maybe there is something that naturally,
Kanske finns det något som naturligt,
14:48
through the growth of the laws of physics,
genom de fysiska lagarnas utveckling,
14:50
gives rise to universe like ours
ger upphov till universum likt vårt
14:53
in low entropy configurations.
i låga entropi konfigurationer.
14:55
If that's true, it would happen more than once;
Är det sant händer det mer än en gång -
14:57
we would be part of a much bigger multiverse.
då är vi del av ett mycket större multiversum.
14:59
That's my favorite scenario.
Det är mitt favorit scenario.
15:02
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
Organisatörerna bad mig avsluta med en vild spekulation.
15:04
My bold speculation
Min vilda spekulation
15:07
is that I will be absolutely vindicated by history.
är att historien kommer ge mig rätt.
15:09
And 50 years from now,
Om 50 år kommer
15:12
all of my current wild ideas will be accepted as truths
alla mina nuvarande vilda idéer accepteras som sanningar
15:14
by the scientific and external communities.
av allmänheten och det vetenskapliga gemenskapen.
15:17
We will all believe that our little universe
Vi kommer alla att anse att vårt lilla universum
15:20
is just a small part of a much larger multiverse.
endast är en liten del av ett mycket större multiversum.
15:22
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
Och vi kommer förstå vad som hände vid Big Bang
15:25
in terms of a theory
i form av en teori
15:28
that we will be able to compare to observations.
som vi kan jämföra med observationer.
15:30
This is a prediction. I might be wrong.
Det är en förutsägelse. Jag kan ha fel.
15:32
But we've been thinking as a human race
Men det mänskliga släktet har funderat
15:34
about what the universe was like,
på hur universum är
15:36
why it came to be in the way it did for many, many years.
och det kom att bli så som det är, under många, många år.
15:38
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
Det är spännande att föreställa sig att vi till slut en dag kommer ha svaret.
15:41
Thank you.
Tack.
15:44
(Applause)
(Applåder)
15:46
Translated by Johan Luyckx
Reviewed by Johan Cegrell

▲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