TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
شاون كارول: الزمن البعيد و لمحة عن الكون المتعدد
Filmed:
Readability: 4.2
1,776,253 views
في تيد إكس كالتك ،عالم الكون شاون كارول يعالج--في رحلة مسلية وتدعو للتفكر عن طبيعة الزمن و الكون--سؤال بسيط و مخادع: لماذا يوجد الزمن أصلاً؟ الإجابات المحتملة تشير إلى رؤية مدهشة لطبيعة الكون، ومكاننا فيها.
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. Full bio
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
The universe
0
0
2000
الكون
00:17
is really big.
1
2000
2000
كبير جداُ.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
نحن نعيش في مجرة، مجرة درب التبانة.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
يوجد نحو مائة بليون نجمة في مجرة درب التبانة.
00:25
And if you take a camera
4
10000
2000
و لو أخذت كاميرا
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
12000
2000
و وجهتها نحو أي جزء من السماء عشوائياً،
00:29
and you just keep the shutter open,
6
14000
2000
و أبقيت عدسة الكاميرا مفتوحة،
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
طالما أن كاميراتك متصلة مع تلسكوب هابل الفضائي،
00:34
it will see something like this.
8
19000
2000
سوف ترى شيئا من هذا القبيل.
00:36
Every one of these little blobs
9
21000
3000
كل واحدة من هذه البقع
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
24000
2000
عبارة عن مجرة بنفس حجم مجرتنا تقريبا--
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
26000
3000
يوجد مائة بليون نجمة في كل بقعة منها.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
29000
3000
يوجد ما يقارب مائة بليون مجرة
00:47
in the observable universe.
13
32000
2000
في الكون المرئي.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
34000
2000
مائة بليون هو الرقم الوحيد الذي تحتاجون معرفته.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
36000
3000
عمر الكون، بين هذه اللحظة والإنفجار الكبير،
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
39000
2000
هو مائة بليون سنة قياساً بعمر الكلاب.
00:56
(Laughter)
17
41000
2000
(ضحك)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
43000
3000
مما يخبركم شيئا عن وضعنا في هذا الكون.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
46000
2000
هنالك شئ يمكن أن تفعله بصورة كهذه، هو ببساطة أن تعجب بها.
01:03
It's extremely beautiful.
20
48000
2000
إنها جميلة لأبعد الحدود.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
50000
3000
لطالما تساءلت ، ما هو الضغط التطوري
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
53000
3000
الذي جعل أسلافنا في المروج يتأقلموا و يتطوروا
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
56000
2000
ليصلوا إلى فكرة الإستمتاع الحقيقي بصور المجرات
01:13
when they didn't have any.
24
58000
2000
عندما لم يكن لديهم أي منها.
01:15
But we would also like to understand it.
25
60000
2000
و لكننا نريد أيضا أن نفهمها.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
62000
4000
كعالم كون، أريد أن أسأل ، لماذا الكون هكذا؟
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
عندنا دليل كبير واحد و هو أن الكون يتغير مع الزمن.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
69000
3000
إذا نظرتم إلى إحدى هذه المجرات و قمتم بقياس سرعتها،
01:27
it would be moving away from you.
29
72000
2000
سوف تجدون أنها تتحرك مبتعدة عنكم.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
74000
2000
و لو نظرتم إلى مجرة أبعد،
01:31
it would be moving away faster.
31
76000
2000
سوف تجدون أنها تبتعد عنا أسرع.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
78000
2000
لذلك نقول أن الكون يتمدد.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
80000
2000
ما يعنيه ذلك، بالتأكيد، هو أنه في الماضي،
01:37
things were closer together.
34
82000
2000
كانت الأشياء أقرب لبعضها.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
84000
2000
في الماضي، كان الكون أكبر كثافة،
01:41
and it was also hotter.
36
86000
2000
و كان أيضا أسخن.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
88000
2000
إذا ضعطت الأشياء مع بعضها ، فإن درجة الحرارة ترتفع.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
90000
2000
هذا الأمر منطقي بالنسبة لنا.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
92000
2000
الأمر الغير منظقي بالنسبة لنا بنفس القدر
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
94000
3000
هو أن الكون، في الأزمنة القديمة، قرب زمن الإنفجار الكبير،
01:52
was also very, very smooth.
41
97000
2000
كان أيضا متجانس، بصورة كبيرة جدا.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
99000
2000
قد تعتقد أن هذا الامر ليس بالمفاجأة.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
101000
2000
الهواء في الغرفة متجانس للغاية.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
قد تقول،" حسن ، ربما الأمور تجانست من تلقاء نفسها"
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
106000
3000
لكن الأحوال قرب الإنفجار الكبير ، مختلفة للغاية ،
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
109000
2000
من حال الهواء في هذه العرفة.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
111000
2000
بالتحديد الأشياء ، كانت كثافتها أكبر بكثير.
02:08
The gravitational pull of things
48
113000
2000
سحب الجاذبية للأشياء
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
115000
2000
كان أقوى بكثير قرب الإنفجار الكبير.
02:12
What you have to think about
50
117000
2000
ما يجب أن تفكر فيه
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
119000
2000
هو أننا نملك كوناً بمائة بليون مجرة،
02:16
a hundred billion stars each.
52
121000
2000
بمائة بليون نجمة لكل مجرة.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
123000
3000
في الأزمنة السحيقة، المائة بليون مجرة هذه
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
126000
3000
كانت مضغوطة في منطقة بهذا الحجم--
02:24
literally -- at early times.
55
129000
2000
حرفيا، في الأزمنة السحيقة.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
131000
2000
و لك أن تتخيل عمل هذا الضغط
02:28
without any imperfections,
57
133000
2000
بدون أي خلل،
02:30
without any little spots
58
135000
2000
بدون أي نقاط صغيرة
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
137000
2000
تحتوي على عدد أكبر بقليل من الذرات، أكبر من عدد الذرات الموجودة في نقطة أخرى.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
لأنه لو كانت كذلك، كانت ستنهار تحت سحب الجاذبية
02:37
into a huge black hole.
61
142000
2000
داخل ثقب أسود كبير.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
144000
3000
الإحتفاظ بالكون في غاية التجانس في الأزمنة السحيقة
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
147000
2000
ليس سهلا، إنه ترتيب دقيق.
02:44
It's a clue
64
149000
2000
إنه دليل
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
151000
2000
على أن الكون البدائي لم يتم إختياره عشوائياً.
02:48
There is something that made it that way.
66
153000
2000
هنالك قوة جعلته بهذه الطريقة.
02:50
We would like to know what.
67
155000
2000
نريد أن نعرف ما هي هذه القوة.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
جزء من فهمنا لهذا ،تم إعطاؤه لنا من لدويج بولتزمان،
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
عالم فيزياء نمساوي في القرن التاسع عشر.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
و مساهمة بولتزمان كانت أنه ساعدنا على فهم الإنتروبيا.
03:01
You've heard of entropy.
71
166000
2000
سمعتم عن الأنتروبيا.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
إنها العشوائية، الإضطراب، الفوضوية في بعض الأنظمة.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
لقد أعطانا بولتزمان معادلة--
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
محفورة على شاهد قبره اليوم--
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
175000
2000
و التي حقا تساعد في قياس كمية الأنتروبيا.
03:12
And it's basically just saying
76
177000
2000
و هي جوهريا تقول
03:14
that entropy is the number of ways
77
179000
2000
أن الأنتروبيا هي عدد الطرق
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
181000
3000
التي يمكن بها إعادة ترتيب مكونات النظام من دون ملاحظة ذلك التغيير،
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
بحيث تبدو متشابهة بوضوح للعين.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
إذا أخذنا الهواء في هذه الغرفة،
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
فأنت لا تلاحظ كل ذرة مستقلة.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
تكوين إنتروبيا منخفض
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
193000
2000
يكون فيه فقط عدد قليل من الترتيبات التي تبدو بهذه الطريقة.
03:30
A high entropy arrangement
84
195000
2000
ترتيب إنتروبيا مرتفع
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
197000
2000
يوجد فيه عدد كبير من الترتييات التي تبدو بهذه الطريقة.
03:34
This is a crucially important insight
86
199000
2000
هذه هي نظرة في غاية الأهمية،
03:36
because it helps us explain
87
201000
2000
لأنها تساعدنا على تفسير
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
القانون الثاني للدينميكا الحرارية--
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
205000
3000
القانون الذي يقول أن الإنتروبيا في تزايد في الكون،
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
أو في جزء معزول من الكون.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
السبب الذي يجعل الإنتروبيا تتزايد
03:47
is simply because there are many more ways
92
212000
3000
لأنه ببساطة توجد طرق كثيرة
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
215000
2000
لتصبح إنتروبيا مرتفعة أكثر من أن تصبح أنتروبيا منخفضة.
03:52
That's a wonderful insight,
94
217000
2000
هذه نظرة رائعة،
03:54
but it leaves something out.
95
219000
2000
لكنها تستبعد شيئا.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
هذه الفكرة التي تقول أن الإنتروبيا تتزايد، بالمناسبة،
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
223000
3000
هي السبب وراء ما نسمية خط الزمن،
04:01
the difference between the past and the future.
98
226000
2000
الفرق بين الماضي والمستقبل.
04:03
Every difference that there is
99
228000
2000
كل فرق موجود
04:05
between the past and the future
100
230000
2000
بين الماضي والمستقبل
04:07
is because entropy is increasing --
101
232000
2000
هو بسبب تزايد الأنتروبيا--
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
234000
3000
حقيقة أنك تستطيع تذكر الماضي، و لكن ليس المستقبل.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
حقيقة أنك تولد، ثم تعيش، ثم تموت،
04:15
always in that order,
104
240000
2000
دائما بهذا الترتيب،
04:17
that's because entropy is increasing.
105
242000
2000
هذا بسبب تزايد الإنتروبيا.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
بولتزمان شرح أنه إذا بدأت بإنتروبيا منخفضة،
04:21
it's very natural for it to increase
107
246000
2000
فإنه من الطبيعي أن تتزايد،
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
248000
3000
لأنه توجد طرق أكثر لتصبح إنتروبيا مرتفعة.
04:26
What he didn't explain
109
251000
2000
ما لم يشرحه
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
هو لماذا كانت الإنتروبيا منخفضة أصلاً في البدء.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
حقيقة أن إنتروبيا الكون كانت منخفضة
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
كانت إنعكاسا لحقيقة
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
أن الكون كان في غاية التجانس.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
نحن نريد فهم ذلك.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
264000
2000
هذا هو عملنا كعلماء كون.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
266000
2000
للأسف الشديد ، إنها في الواقع مسألة
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
268000
2000
لم نعطها الكثير من الإهتمام.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
270000
2000
إنها ليست من الأشياء الأولى التي سيقولها الناس،
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
272000
2000
إذا سألت عالم كون حديث،
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
" ما هي المشاكل التي نحاول أن نعالجها؟"
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
276000
2000
أحد الأشخاص الذين فهموا هذه مشكلة
04:53
was Richard Feynman.
122
278000
2000
كان ريتشارد فاينمان.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
من خمسين عاماً، أعطى سلسلة من المحاضرات المتنوعة.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
أعطى تلك المحاضرات الشائعة
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
التي أصبحت تسمى: " طابع القانون الفيزيائي"
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
لقد أعطى محاضرات لطلبة كالتك الغير متخرجين
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
و أصبحت تسمى " محاضرات فاينمان في الفيزياء"
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
و أعطى محاضرات لطلبة كالتك المتخرجين
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
و أصبحت تسمى " محاضرات فاينمان في الجاذبية"
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
في كل واحد من هذه الكتب ، و كل واحدة من هذه المحاضرات،
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
لقد ركز على هذا اللغز :
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
لماذا كان للكون إنتروبيا منخفضة بهذا الشكل ؟
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
و يذهب ليقول--لن أقلد لهجته--
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
إنه يقول ،" لسبب ما ، الكون ، في لحظة ما،
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
كان له إنتروبيا منخفضة للغاية لمحتوى طاقته،
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
و منذ ذلك الوقت فإن الإنتروبيا في تزايد.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
خط الزمن لا يمكن فهمه بصورة كاملة
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
حتي يتم فهم بدايات تاريخ الكون و غموضه
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
بصورة أوضح و الإنتقال
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
من التخمينات إلى الفهم الحقيقي"
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
و هذا هو عملنا.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
نحن نريد أن نعرف-- هذا منذ خمسين سنه،" أنتم بكل تأكيد تفكرون،
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
أكيد لقد حللنا اللغز منذ ذلك الوقت."
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
و هذا ليس حقيقيا أننا حللنا اللغز الآن.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
السبب الذي جعل المسألة تسوء ،
05:47
rather than better,
146
332000
2000
بدلاً من أن تتحسن،
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
أنه في عام 1998
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
تعلمنا شيئا مصيريا عن الكون لم نكن نعرفه من قبل.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
لقد تعلمنا أنه يتسارع.
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
الكون لا يتمدد فحسب.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
إذا نظرت إلى المجرة، فإنها تتحرك مبتعدة.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
إذا عدت بعد بليون سنة و نظرت مرة أخرى،
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
سوف تكون مبتعدة بصورة أكبر.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
كل مجرة تتسارع مبتعدة عنا أسرع و أسرع.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
فنحن نقول الكون يتسارع.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
خلافاً للإنتروبيا المنخفضة للكون في الزمن الأول،
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
و بالرغم من أننا لا نملك الإجابة لهذا،
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
على الأقل فإننا نملك نظرية جيدة تستطيع تفسير ذلك،
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
إذا كانت هذه النظرية صحيحة،
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
و هذه هي نظرية الطاقة المظلمة.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
إنها فكرة أن ذلك الفضاء الفارغ يمتلك في نفسه طاقة.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
في كل سنتميتر مكعب من الفضاء،
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
بغض النظر عن وجود شئ،
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
بغض النظر عن وجود جسيمات، مادة،إشعاع ، أو أي شئ آخر،
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
فإنه توجد طاقة ، في الفضاء نفسه.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
و هذه الطاقة وفقاً لآينشتاين،
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
تبذل دفعاً على الكون.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
إنه دفع أبدي
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
قام بدفع المجرات بعيدا عن بعضها.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
لأن الطاقة المظلمة، بخلاف المادة و الإشعاع،
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
لا تتخافت مع تمدد الكون.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
كمية الطاقة في كل سنتميتر مكعب
06:50
remains the same,
173
395000
2000
تبقى نفسها،
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
حتى عندما يكبر الكون أكثر و أكثر.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
هذا يترتب عليه آثار حاسمة
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
على ما سيفعله الكون في المستقبل.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
الشئ الأول ، أن الكون سوف يتمدد للأبد.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
عندما كنت في عمركم،
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
لم نكن نعرف ما الذي سيفعله الكون.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
بعض الناس إعتقدوا أن الكون سوف يعود و ينهار في المستقبل.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
آينشتاين كان مولعاً بهذه الفكرة.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
لكن إذا كان هنالك طاقة مظلمة ، وهذه الطاقة المظلمة لا تتبدد،
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
فإن الكون سوف يظل يتمدد لأبد الآبدين.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
أربعة عشر بليون سنة في الماضي،
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
مائة بليون سنة بعمر الكلاب،
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
و لكن برقم غير محدود من السنين في المستقبل.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
في هذه الأثناء، لمقاصدنا و أغراضنا،
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
فإن الفضاء يبدو محدوداً بالنسبة لنا.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
الفضاء قد يكون محدوداً أو غير محدود،
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
و لكن لأن الكون يتسارع،
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
هنالك أجزاء منه لا نستطيع رؤيتها
07:35
and never will see.
192
440000
2000
و لن نراها أبداً.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
توجد منطقة محدودة في الفضاء نستطيع الوصول إليها،
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
محاطة بأفق.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
و بالرغم من أن الزمن مستمر للأبد،
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
الفضاء محدود بالنسبة لنا.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
أخيرا، الفضاء الفارغ يمتلك درجة حرارة.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
في سبعينات القرن الماضي ، أخبرنا ستيفن هوكنج
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
أن الثقب الأسود، حتى لو بدا لنا أسوداً،
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
فإنه في الحقيقة ينبعث منه إشعاع،
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
عندما تضع في إعتبارك ميكانيكا الكم.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
فإن منحنى الفضاء-الزمن حول الثقب الأسود
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
يحي تردد ميكانيكا الكم،
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
و الثقب الأسود يشع.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
حسابات مماثلة من هوكنج و جاري جيبونز
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
أظهرت ، أنه لو كان لديك طاقة مظلمة في الفضاء الفارغ،
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
فإن الكون كله يشع.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
طاقة الفضاء الفارغ
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
تحي ترددات الكم.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
و لذلك و بالرغم من أن الكون سوف يدوم للأبد،
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
والمادة والإشعاع العاديين سوف يتخافتان بعيدا،
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
سوف يكون هنالك دائما بعض الإشعاع،
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
بعض الترددات الحرارية،
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
حتى في الفضاء الفارغ.
08:28
So what this means
215
493000
2000
فما يعنيه ذلك
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
هو أن الكون كصندوق من الغاز
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
يدوم للأبد.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
فما هي إذن الآثار المترتبة على ذلك ؟
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
الآثار درست من قبل بولتزمان في القرن التاسع عشر.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
لقد قال، أن الأنتروبيا تتزايد
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
لأنه توجد طرق كثيرة أكثر بكثير
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
للكون ليصبح بأنتروبيا مرتفعة، من أن يصبح بأنتروبيا منخفضة.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
لكن هذه عبارة إحتمالية.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
من المحتمل أن يتزايد،
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
و الإحتمال كبير للغاية.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
هذا ليس شيئاً يجب أن تقلق بشأنه--
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
تجمع الهواء في هذه الغرفة في جزء صغير منها ، مما سيؤدي لإختناقنا.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
إنه أمر غير محتمل على أكثر الفروض.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
فيما عدا لو قاموا بغلق الأبواب
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
و أبقونا هنا حرفيا للأبد،
09:06
that would happen.
231
531000
2000
فإن ذلك سيحدث.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
كل ما هو مسموح به،
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
كل ترتيب مسموح به من الجزيئات الموجودة في هذه الغرفة،
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
يمكن الحصول عليها في النهاية.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
فبولتزمان يقول، أنظروا، يمكن أن تبدأ بكون
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
بإتزان حراري.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
لم يكن يعرف عن الإنفجار الكبير . لم يكن يعلم عن تمدد الكون.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
لقد ظن أن الفضاء والزمن تم شرحهم من قبل إسحق نيوتن--
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
و هما مطلقان ، و هما عالقان هنالك للأبد.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
لذا ففكرته عن كون طبيعي
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
كانت جزيئات هوائية موزعة بالتساوي في كل مكان--
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
الجزيئات هي كل شئ.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
لكنك لو كنت بولتزمان، أنت تعرف، أنه لو انتظرت فترة كافية،
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
الترددات العشوائية لهذه الجزيئات
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
سوف ترتبهم من حين لآخر
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
بصورة أنتروبيا منخفضة.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
و بعد ذلك ،بكل تأكيد،المسار الطبيعي للأشياء،
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
سوف تتمدد مرة أخرى.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
فالأمر ليس أن الأنتروبيا يجب أن تتزايد دائماً--
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
يمكن أن تحصل على ترددات في الإنتروبيا المنخفضة،
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
حالات أكثر ترتيباً.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
حسن، إذا كان ذلك صحيحاً،
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
بولتزمان يستمر في إبتكار
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
فكرتين حين تسمعهما فهما يوحيان بالحداثة--
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
الكون المتعدد و المبدأ الأنثروبي.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
يقول ، أن المشكلة مع التوازن الحراري
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
أننا لا نستطيع أن نعيش هنالك.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
تذكروا، الحياة نفسها تعتمد على خط الزمن.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
لم نكن لنقدر على معالجة المعلومات،
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
القيام بعمليات الإستقلاب، المشي و الكلام،
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
لو كنا نعيش في توازن حراري.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
إذن لو تخيلتم ، كونا كبيرا للغاية،
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
كون بلا حدود،
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
بأجسام تتصادم مع بعضها عشوائياً،
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
سوف يكون هنالك بين الحين و الآخر ترددات صغيرة في حالات الأنتروبيا المنخفضة،
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
ثم سوف تتمدد مرة أخرى.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
و لكن سيوجد أيضاً ترددات كبيرة.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
بين حين و آخر ، سوف يتكون كوكب
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
أو نجم أو مجرة
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
أو حتى مئات البلايين من المجرات.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
إذن فبولتزمان يقول،
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
نحن فقط سنسكن في جزء الأكوان المتعددة،
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
في الجزء الذي به هذه المجموعة الكبيرة من ترددات الأجسام الغير محدودة،
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
حيث الحياة ممكنة.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
هذه هي المنطقة التي فيها الأنتروبيا منخفضة.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
ربما كان كوننا أحد هذه الأشياء
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
التي تحدث من مرة إلى أخرى.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
و الآن واجبكم المنزلي
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
هو أن تفكروا حقا في هذا ، و التأمل فيما يعنيه.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
كارل ساجان قال قولته المشهورة
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
"من أجل أن تصنع فطيرة تفاح،
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
يجب أن تخترع أولا الكون"
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
لكنه لم يكن على صواب.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
حسب سيناريو بولتزمان ، إذا كنت تريد عمل فطيرة تفاح،
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
تنتظر فقط الحركة العشوائية للذرات
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
لعمل فطيرة تفاح.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
هذا سيحدث بتكرار أكبر
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
من الحركات العشوائية للذرات
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
تكون لك بستان تفاح
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
و بعض السكر و فرن،
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
و بعد ذلك تكون لك فطيرة التفاح.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
إذن هذا السيناريو يوفر تنبؤات.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
و هذه التنبؤات هي
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
أن الترددات التي تصنعنا هي في الحد الأدنى.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
حتى لو تخيلتم هذه الغرفة التي نحن فيها الآن
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
موجودة و حقيقية و ها نحن ذا ،
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
و لا نملك ذاكرتنا فقط ،
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
و لكن إنطباعاتنا أن في الخارج يوجد شئ ما
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
يدعى كالتك و الولايات المتحدة الأمريكية و مجرة درب التبانة ،
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
إنه من الأسهل أن تتردد كل هذه الإنطباعات عشوائيا في أذهاننا
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
من أن تتردد واقعياً
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
لتصبح كالتك ، الولايات المتحدة و المجرة.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
الخبر السار هو
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
أن هذا السيناريو لا يعمل ، إنه غير صحيح.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
هذا السيناريو يتنبأ أننا يجب أن نكون تردداً أدنى.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
حتى لو استبعدتم مجرتنا ،
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
لن تحصلوا على مائة بليون مجرة أخرى.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
و فاينمان فهم ذلك أيضاً.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
فاينمان يقول ،" من فرضية أن العالم هو تردد،
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
كل التنبؤات هي،
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
أننا لو نظرنا إلى جزء من الكون لم نره من قبل،
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
نجده مضطرب ، و ليس كالجزء الذي نظرنا إليه في--
12:18
high entropy.
313
723000
2000
حالة إنتروبيا مرتفعة.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
لو كان نظامنا ناتجاً عن تردد ،
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
لن نتوقع النظام في أي مكان سوي في المكان الذي لاحظناه.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
لذلك نستنتج أن الكون ليس تردداً"
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
حسن ذلك جيد. السؤال هو ما هي إذن الإجابة الصحيحة ؟
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
إذا كان الكون ليس تردداً،
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
لماذا كان للكون إنتروبيا منخفضة ؟
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
و أرغب كثيراً أن أخبركم الإجابة ، لكن الزمن بدأ يداهمني.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(ضحك)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
ها هو الكون الذي نخبركم عنه ،
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
في مقابل الكون الحقيقي الموجود.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
لقد عرضت لكم هذه الصورة للتو.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
الكون يتمدد منذ العشر بلايين سنة الماضية.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
و هو يبرد.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
و كلنا الآن نعرف ما فيه الكفاية عن مستقبل الكون
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
لقول أكثر من ذلك.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
إذا استمرت الطاقة المظلمة في التواجد،
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
النجوم من حولنا سوف تستخدم كل طاقتها النووية ، و سوف تتوقف عن الإحتراق.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
سوف تتهاوي في الثقوب السوداء.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
سوف نعيش في كون
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
لا شئ فيه سوى الثقوب السوداء.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
هذا الكون سوف يعيش عشرة أس مائة سنة --
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
أطول بكثير مما عاشه كوننا الصغير.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
المستقبل أطول بكثير من الماضي.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
لكن حتى الثقوب السوداء لا تستمر للأبد.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
سوف تتبخر،
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
و سوف لن يبقى لنا سوى الفضاء الفارغ.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
هذا الفضاء الفارغ سوف يدوم للأبد.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
و لكن ، تلاحظون ، بما أن الفضاء الفارغ ينتج إشعاع ،
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
فإنه توجد ترددات حرارية ،
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
و تدور
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
حول كل الترتيبات الممكنة
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
لدرجات الحرية الموجودة في الفضاء الفارغ.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
فإذن و بالرغم من أن الكون يدوم للأبد ،
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
يوجد عدد محدود من الأشياء
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
التي من الممكن أن تحدث في الكون.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
و كلها تحدث في فترة من الزمن
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
تساوي عشرة أس عشرة أس مائة و عشرون عاماً.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
أوجه سؤالين لكم.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
السؤال الأول :إذا كان الكون يمتد لعشرة أس عشرة أس مائة و عشرون عاماً،
13:52
why are we born
353
817000
2000
لماذا نولد
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
في السنوات الأربعة عشر بليون الأولى منها،
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
في الشفق المريح الدافئ للإنفجار الكبير ؟
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
لماذ نحن لسنا في الفضاء الفارغ ؟
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
قد تقولون ، " لأنه لا يوجد شئ حي هنالك "
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
لكن هذا ليس صحيحاً.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
يمكن أن تكونوا تردداً عشوائياً من لا شئ.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
لماذا لستم كذلك؟
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
المزيد من الواجبات المنزلية لكم.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
إذن كما قلت ، فإني لا أملك حقيقة الإجابة.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
سوف أعطيكم السيناريو المفضل بالنسبة لي.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
إما أن الأمر هكذا. لا يوجد تفسير.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
هذه حقيقة قاسية عن الكون.
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
عليك أن تقبل بها و تتوقف عن الأسئلة.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
أو ربما الإنفجار الكبير
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
ليس بداية الكون.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
البيضة ،بيضة غير مكسورة، هو تكوين منخفض الأنتروبيا،
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
و مع ذلك ، عندما نفتح باب الثلاجة،
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
لا تقول ،" هاه، يا للمفاجأة وجدت
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
تكوينا منخفض الأنتروبيا في ثلاجتنا"
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
هذا لأن البيضة ليست منظومة مغلقة ؛
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
إنها تأتي من الدجاجة.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
ربما الكون يأتي من دجاجة كونية.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
ربما يوجد شيئاً طبيعياً
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
عبر نمو قوانين الفيزياء،
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
ينتج عنه كوناً مثل كوننا
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
في تكوين إنتروبيا منخفضة.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
إذا كان ذلك صحيحاً فسوف يحدث أكثر من مرة؛
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
سوف نكون جزءاً من أكوان متعددة أكبر بكثير.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
هذا هو السيناريو المفضل بالنسبة لي.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
المنظمون طلبوا مني أن أنهي بتوقع جرئ.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
توقعي الجرئ
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
هو أنني سوف أجد تبريري تماما -من قبل التاريخ.
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
و خمسون سنة من الآن،
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
كل أفكاري المجنونة سوف يتم قبولها كحقائق
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
من المجتمعين العلمي و الخارجي.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
سوف نؤمن جميعنا أن كوننا الصغير
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
هو فقط جزء صغير من أكوان متعددة أكبر.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
و الأفضل من ذلك ، سوف نفهم ما حدث في الإنفجار الكبير
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
كنظرية
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
يمكن مقارنتها مع الملاحظات.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
هذا تنبؤ.قد أكون مخطئاً.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
و لكننا ظللنا نفكر كبشرية
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
عن كيف هو الكون،
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
و كيف أصبح على ما هو عليه ، لسنوات طويلة جداً.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
إنه من المثير أن نفكر أننا ربما نتوصل أخيراً إلى الإجابة في يوم ما.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
شكراً.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologistA 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.
Sean M. Carroll | Speaker | TED.com