TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
Джана Левин: Звукът, който издава Вселената
Filmed:
Readability: 3.7
1,279,696 views
Ние мислим за космоса като за тихо място. Но физика Джана Левин твърди, че Вселената има саундтрак -- композиция от звуци, която записва някои от най-драматичните събития в далечния космос. (Черните дупки, например, удрят по космическото време като барабан). Една достъпна и отваряща съзнанието звукова разходка през Вселената.
Janna Levin - Physicist
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
I want to ask you all to consider for a second
0
0
3000
Бих искала да помоля всички вас да помислите за кратко
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
върху много простия факт,
00:20
that, by far,
2
5000
2000
че, до голяма степен,
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
повечето от това, което знаем за Вселената
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
сме го разбрали чрез светлината.
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
Можем да застанем на Земята и да погледнем нощното небе
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
и да видим звездите с очите си.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
Слънцето прогаря периферното ни зрение,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
виждаме светлината отразена от Луната
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
и от времето, откакто Галилей насочи онзи елементарен телескоп
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
към небесните тела,
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
известната Вселена е идвала при нас чрез светлината
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
през огромните ери космическа история.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
И с всички модерни телескопи,
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
ние сме били в състояние да съберем
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
този невероятен ням филм за Вселената --
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
тези поредици от снимки,
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
които ни връщат назад във времето до Големия Взрив.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
И въпреки това, Вселената не е ням филм,
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
защото Вселената не е тиха.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
Бих искала да ви убедя,
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
че Вселената има саундтрак
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
и че този саундтрак се изпълнява върху самия космос.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
Защото космосът може да потреперва като барабан.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
Той може да изсвири нещо като запис
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
през Вселената
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
на някои от най-драмамтичните събития в момента, в който се случват.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
Сега бихме искали да можем да добавим
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
към фантастичната визуална композиция,
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
на Вселената, която имаме,
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
една звукова композиция.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
И докато ние никога не сме чували звуци от космоса,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
наистина трябва през следващите няколко години,
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
да започнем да увеличаваме звука на това, което се случва там горе.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
Така при тази амбиция
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
да запишем песните от Вселената,
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
ние насочваме нашето внимание
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
към черните дупки и обещанието, което те дават,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
защото черните дупки могат да удрят по простраството и времето
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
като палки по барабан
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
и имат много особена песен,
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
която бих искала да ви изсвиря за някои от нашите предположения,
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
за това каква би била тази песен.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
Сега, черните дупки са тъмни на фона на тъмно небе.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
Не можем да ги видим директно.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
Те не стигат до нас чрез светлината, или поне не директно.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
Може да ги видим по косвен начин,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
защото черните дупки създават хаос около тях.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
Те унищожават звездите около тях.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
Те изригват отломки в околностите си.
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
Но няма да дойдат при нас директно чрез светлината.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
Един ден може да успеем да видим сянка,
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
която черната дупка може да хвърли върху ярък фон,
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
но все още не можем.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
И въпреки това, черните дупки могат да бъдат чути,
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
дори и ако не могат да бъдат видени
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
и това е защото те удрят по пространството и времето като барабан.
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
Значи, ние дължим идеята, че космосът може да звучи като барабан
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
на Албърт Айнщайн, на който дължим толкова много.
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
Айнщайн осъзнава, че ако космосът е празен,
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
ако Вселената е празна,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
то тя би била като тази картина,
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
с изключение може би на полезната решетка, нарисувана върху нея.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
Но ако свободно падахме през пространството,
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
дори и без тази полезна решетка,
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
ние бихме могли да се нарисуваме,
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
защото щяхме да забележим, че сме пътували по права линия,
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
неотклонени прави пътеки
03:11
through the universe.
68
176000
2000
през Вселената.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
Айнщайн също така разбра --
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
и това е истинската същност на проблема --
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
че ако сложите енергия или маса във Вселената,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
тя би изкривила пространството.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
И един свободно падащ предмет
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
би преминал, нека да кажем, покрай Слънцето
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
и би се отклонил
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
по естествените криви на космоса.
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
Това е великата обща теория на относителността на Айнщайн.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
Значи, дори светлината би се огънала по тези пътеки.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
И можете да се огънете толкова много,
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
че да бъдете хванати в орбита около Слънцето,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
както е Земята, или както е Луната около Земята.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
Това са естествените криви на космоса.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
Това, което Айнщайн не е разбрал
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
е, че ако вземете нашето Слънце
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
и го смачкате до шест километра --
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
тоест взимате един милион пъти масата на Земята
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
и я смачквате до шест километра в диаметър,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
бихте направили черна дупка,
04:01
an object so dense
89
226000
2000
един толкова плътен обект,
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
че ако светлината се приближи толкова близо, тя никога не би могла да избяга --
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
една тъмна сянка на фона на Вселената.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
Не Айнщайн беше този, който откри това.
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
Това беше Карл Шварцшилд,
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
който е бил немски евреин в Първата Световна Война --
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
присъединил се към немската армия като вече известен учен,
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
работещ на руския фронт.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
Обичам да си представям Шварцщилд в окопите през войната,
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
как изчислява балистичните траектории за оръдията,
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
и тогава, между другото,
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
как изчислява уравненията на Айнщейн --
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
както се прави в окопите.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
И той четял наскоро публикуваната
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
обща теория на относителността на Айнщайн
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
и бил заинтригуван от тази теория.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
И бързо извел като предположение
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
точно математическо решение,
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
което описва нещо много изключително:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
криви, които са толкова силни,
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
че пространството би се изляло в тях,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
карат самият космос да се изкриви като водопад,
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
течащ по гърлото на дупка.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
И дори светлината не би могла да избяга този поток.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
Светлината би била извлачена надолу в дупката,
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
както всички друго,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
и всичко което би останало, би било една сянка.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
И след това, той писал на Айнщайн
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
и казал: "Както ще видиш,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
войната беше достатъчно мила към мене,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
въпреки тежкия обстрел.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
Имах възможността да избягам от всичко това
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
и да побродя през земята на твоите идеи."
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
И Айнщайн бил много впечатлен от неговото точно решение,
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
и също така, надявам се, от посвещението му като учен.
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
Това е един много работлив учен, подложен на тежки условия.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
И той представил идеята на Шварцшилд
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
пред Академията на Науките на Прусия през следващата седмица.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
Но Айнщайн винаги е вярвал, че черните дупки са математически феномен.
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
Той не е вярвал, че те съществуват в реалността.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
Той мислел, че природата би ни предпазила от тяхното образуване.
05:42
It was decades
130
327000
2000
Минаха десетилетия
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
преди терминът черна дупка да бъде измислен
05:46
and people realized
132
331000
2000
и хората да разберат,
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
че черните дупки са реални астрофизични обекти --
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
всъщност те представляват умрели
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
огромни звезди,
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
които са пропаднали катастрофално
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
в края на техния живот.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
Значи, нашето Слънце не би пропаднало като черна дупка.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
То всъщност не е достатъчно голямо.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
Но ако си направим един малък мисловен експеримент --
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
както Айнщайн много обичал да прави --
06:06
we could imagine
142
351000
2000
бихме могли да си представим,
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
че смачкваме Слънцето до шест километра
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
и слагаме една малка Земя в орбита около него,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
може би на 30 километра
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
от Слънцето черна дупка.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
И тя ще бъде самоосветяваща се,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
защото сега Слънцето го няма и ние нямаме друг източник на светлина --
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
така че нека направим нашата малка Земя самоосветяваща се.
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
И вие бихте разбрали, че бихте могли да сложите Земята да обикаля щастливо в орбита,
06:28
even 30 km
151
373000
2000
дори 30 километра
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
извън смачканата черна дупка.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
Тази смачкана черна дупка
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
всъщност би се събрала в Манхатън, горе-долу.
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
Може малко да се разлее в Хъдсън
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
преди да разруши Земята.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
Но в общи линии за това става въпрос.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
Това, за което става въпрос е обект, който можете да смачкате
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
до половината на площта на Манхатън.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
И така ние местим тази Земя много близо --
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
на 30 километра от черната дупка --
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
и наблюдаваме, че тя си обикаля спокойно в орбита около черната дупка.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
Има нещо като мит,
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
че черните дупки поглъщат всичко във Вселената,
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
но всъщност вие трябва доста да се приближите, за да паднете в нея.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
Но това, което е много впечатляващо е, че от нашата гледна точка,
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
ние винаги можем да видим Земята.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
Тя не може да се скрие зад черната дупка.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
Светлината от Земята, една част пада в черната дупка,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
но една част от нея се отразява и стига обратно до нас.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
Така че не можете да скриете всичко в една черна дупка.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
Ако това беше Батълстар Галактика
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
и вие се биехте със Силоните,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
не се крийте зад черна дупка.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
Могат да ви видят.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
Значи, нашето Слънце няма да стане черна дупка;
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
не е достатъчно голямо,
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
но има десетки хиляди черни дупки в нашата галактика.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
И ако една от тях някога би затъмнила Млечния път
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
ето така би изглеждал Млечния път.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
Бихме видели сянка от тази черна дупка
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
на фона на стотици милиарди звезди
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
в Млечния път и техните пътеки от светещ прах.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
А ако ние бяхме тръгнали да паднаме към черната дупка,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
бихме видели всичката тази светлина, която се отразява наоколо
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
и дори бихме започнали да преминаваме в тази сянка
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
и наистина не бихме забелязали нищо драматично да се случва.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
Ще бъде зле, ако се опитаме да изстреляме ракети и да се измъкнем от там,
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
защото няма да можем,
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
така както и светлината не може.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
Но въпреки, че черната дупка е тъмна отвън,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
тя не е тъмна отвътре,
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
защото цялата светлина от галактиката може да падне зад нас.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
И въпреки че, поради релативистичния ефект, известен като разширяване на времето,
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
нашите часовници биха изглеждали като че ли се забавят
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
спрямо галактическото време,
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
това би изглеждало като че ли еволюцията на галактиката
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
се е забързала и се е насочила към нас,
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
точно преди да бъдем смачкани до смърт от черната дупка.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
Това би било като преживяване почти като преди смъртта,
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
където виждате светлината в края на тунела,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
но това е преживяването при смъртта.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(Смях)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
И няма начин да кажем на никого
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
за светлината в края на тунела.
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
Значи, ние никога не сме виждали сянка като тази на черната дупка,
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
но черните дупки могат да бъдат чути,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
дори ако те не могат да бъдат видени.
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
Представете си сега една реалистична ситуация в астрофизично отношение --
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
представете си две черни дупки, които са си живели заедно дълго време.
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
Може би, те са започнали като звезди
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
и са колабирали като две черни дупки --
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
всяка една от тях 10 пъти масата на Слънцето.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
Сега ние ще ги смачкаме до 60 километра в диаметър.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
Те може да се въртят
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
стотици пъти в секунда.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
В края на техния живот,
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
те обикалят една около друга почти със скоростта на светлината.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
Така, те преминават хиляди километри
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
за части от секундата.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
И като правят това, те не само изкривяват пространството,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
но оставят зад себе си
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
звън от пространството,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
една действителна вълна от пространство-времето.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
Пространството се свива и разтяга,
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
като излиза от тези черни дупки,
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
удряйки по Вселената.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
И те пътуват в космоса
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
със скоростта на светлината.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
Тази компютърна симулация
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
е благодарение на Група по относителността в НАСА Годърд.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
Необходими бяха 30 години, за да успее някой в света да разреши този проблем.
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
Това е една от групите.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
Ето две черни дупки в орбита една около друга,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
още веднъж с тези удобно нарисувани криви.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
И ако можете да видите -- малко е бледо --
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
но ако можете да видите червените вълни да излизат навън,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
това са гравитационните вълни.
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
Те са буквално звуците на звънтящия космос,
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
и те ще пътуват от тези черни дупки със скоростта на светлината,
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
докато затихва звънът им, и се обединява
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
в една въртяща се, тиха черна дупка
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
в края на деня.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
И ако бяхте достатъчно близо,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
вашите уши щяха да резонират
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
със свиването и разтягането на пространството.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
Вие буквално щяхте да чуете звука.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
Разбира се, главата ви щеше да бъде неудобно свита и разтеглена,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
така че сигурно щеше да ви е трудно да разберете какво точно се случва.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
Но бих искала да ви пусна
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
звука, който ние предсказваме.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
Това е от моята група --
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
малко по-малко бляскаво компютърно моделиране.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
Представете си една по-лека черна дупка,
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
която пада върху една много тежка черна дупка.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
Звукът, който чувате,
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
е леката черна дупка, удряйки по пространството
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
всеки път, в който се приближава.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
Ако се отдалечи, става малко прекалено тихо.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
Но идва като чук
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
и той буквално пропуква пространството,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
клатейки го като барабан.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
И ние можем да предскажем какъв би бил звукът.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
Знаем, че когато пада,
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
той се приближава и става по-силен.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
И най-накрая,
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
ще чуем малкия да падне върху големия.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(Барабанене)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
И тогава вече го няма.
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
Значи, аз никога не съм го чувала толкова силно -- всъщност, много е по-драматично.
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
Вкъщи, звучи малко като антиклимакс.
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
Нещо като звън, звън, звън.
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
Ето едни друг звук от моята група.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
Не, не ви показвам никакви снимки,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
защото черните дупки не оставят след себе си
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
помощни следи от мастило,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
и пространството не е оцветено,
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
така че да ви покаже кривите.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
Но ако си летите из космоса на космическа ваканция
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
и чуете това,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
ще поискате бързо да се изнесете.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(Смях)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
Ще искате да се махнете от звука.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
И двете черни дупки се движат.
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
И двете черни дупки се приближават една към друга.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
В този случай и двете тракат силно.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
И те ще се слеят.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(Барабанене)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
Свърши се.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
Това чуруликане е много характерно за сливането на черните дупки --
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
чуруликат на края.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
Това е нашето предположение
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
за това какво ще видим.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
За късмет, ние сме на безопасно разстояние в Лонг Бийч, Калифорния.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
И сигурно, някъде във Вселената
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
две черни дупки са се слели.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
И сигурно, пространството около нас
12:34
is ringing
298
739000
2000
звъни,
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
след като е пътувало може би милион светлинни години, или милион години
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
със скоростта на светлината, за да стигне до нас.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
Но този звук е прекалено тих, за да може да го чуе някой от нас.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
Има много хитроумни експерименти, направени на Земята --
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
единият се казва ЛИГО --
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
които откриват отклонения
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
в свиването и разтягането на пространството,
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
с размер по-малък от част от ядрото на атома
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
върху четири километра.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
Това е изключително амбициозен експеримент
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
и ще бъде с напреднала чувствителност
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
в следващите няколко години -- за да се улови това.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
Също така има предложена космическа мисия,
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
която се надяваме да бъде изстреляна през следващите десетина години,
13:11
called LISA.
313
776000
2000
наречена ЛИСА.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
И ЛИСА ще бъде способна да види супер-масивни черни дупки --
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
черни дупки с размер от милиони или милиарди пъти
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
на масата на Слънцето.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
В тази снимка от Хъбъл, виждаме две галактики.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
Изглеждат като че ли са замръзнали в някаква прегръдка.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
И всяка една от тях по всяка вероятност държи
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
една супер-масивна черна дупка в сърцевината си.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
Но те не са замръзнали,
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
те всъщост се сливат.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
Тези две черни дупки се сблъскват
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
и ще се слеят в рамките на един милиард години.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
Извън човешките ни възприятия
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
е да можем да чуем песен с такава продължителност.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
Но ЛИСА би могла да види финалните фази
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
на две супер-масивни черни дупки
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
в ранната история на Вселената,
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
последните 15 минути преди да се слеят.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
И това не са просто черни дупки,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
това е също така всяко голямо смущение във Вселената --
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
най-голямото, от които, било Големият Взрив.
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
Когато този израз бил измислен, той звучял подигравателно --
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
като "Ох, кой би повярвал в Големия Взрив?"
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
Но сега този израз всъщност може би е технически по-точен,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
защото той мже да гърми;
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
той може да издаде звук.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
Тази анимация от моите приятели от Протон Студиос
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
показва Големият Взрив гледан отвън.
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
Всъщност ние никога не бихме искали да направим това в действителност, искаме да сме вътре във Вселената,
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
защото няма такова нещо като да стоиш извън Вселената.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
Така, представете си, че сте вътре в Големия Взрив.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
Той е навсякъде около вас
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
и пространството трака хаотично.
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
14 милиарда години минават
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
и тази песен все още звъни около нас.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
Галактики се формират
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
и поколения от звезди се формират в тези галактики.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
И около една звезда,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
поне една звезда,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
има една обитаема планета.
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
И тук ние правим тези експерименти с бясна скорост,
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
правейки изчисления, пишейки тези компютърни кодове.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
Представете си преди милиард години
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
две черни дупки се ударили.
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
Тази песен звучи през пространството
14:57
for all that time.
358
882000
2000
през цялото това време.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
Ние даже не сме били тук.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
Приближава се все повече и повече --
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
преди 40 000 години, ние все още сме правили пещерни рисунки.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
Нещо като побързайте, направете си инструментите.
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
Приближава се все повече и повече и през две хиляди и
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
която и да е година,
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
когато нашите детектори са най-накрая с напреднала чувствителност --
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
ние ще ги построим, ще включим машините
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
и хоп, ще я доловим -- първата песен от космоса.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
И ако доловим звука на Големия Взрив,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
той би звучал така.
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(Статично). Ужасен звук е.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
Това е буквално дефиницята за шум.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
Това е бял шум, такова хаотично звънене.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
Но то е навсякъде около нас, по всяка вероятност,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
ако не е било отнесено
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
от някакъв друг процес във Вселената.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
И ако го уловим, този звук би бил музика за нашите уши,
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
защото той ще бъде тихото ехо
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
на момента на нашето създаване,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
на нашата наблюдаема Вселена.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
И така през следващите няколко години
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
ние ще можем да увеличим малко този саундтрак,
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
да изтълкуваме Вселената в звук.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
Но ако открием тези най-ранни моменти,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
това ще ни доведе толкова по-близо
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
до разбирането на Големия Взрив,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
което ще ни доведе толкова по-близо
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
до задаването на някои от най-трудните, най-убягващи ни въпроси.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
Ако пуснем филма на нашата Вселена на обратно,
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
знаем, че е имало Голям Взрив в нашето минало,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
и дори бихме могли да чуем какофоничния му звук,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
но дали нашия Голям Взрив е единствения Голям Взрив?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
Това, което имам в предвид е, че трябва да попитаме дали това се е случвало и преди?
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
Ще се случи ли пак?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
В духа на това да отговорим на предизвикателството на TED,
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
да запалим чудото отново,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
ние можем да задаваме въпроси, поне в тази последна минута,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
които, честно казано, могат да ни убягват завинаги.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
Но трябва да попитаме:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
Възможно ли е нашата Вселена
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
да е просто остатък от някакво по-велико минало?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
Или, възможно ли е ние да сме просто разклонение на мулти-вселена --
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
всяко разклонение с неговия собствен Голям Взрив в миналото --
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
може би някои от тях си имат черни дупки, които бият барабани,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
може би някои нямат --
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
може би някои имат съзнателен живот, а други нямат --
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
не в нашето минало, не в нашето бъдеще,
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
но някак си дълбоко свързани с нас?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
Така че ние трябва да се чудим, ако има мулти-вселена,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
в някои от другите разклонения на тази Вселена
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
има ли живи същества?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
Ето моите същества от мулти-вселената.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
Има ли други същества в мулти-вселената,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
чудещи се за нас
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
и разсъждаващи за собствения си произход?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
И ако има,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
мога да си ги представя като нас
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
смятащи, пишещи компютърни кодове,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
строящи инструменти,
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
опитващи се да засекат и най-слабия звук
17:28
of their origins
420
1033000
2000
от тяхното минало
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
и чудещи се кой още е там.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
Благодаря ви. Благодаря ви.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKER
Janna Levin - PhysicistJanna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.”
Why you should listen
Janna Levin is a Professor of Physics and Astronomy at Barnard College of Columbia University. Her scientific research concerns the early universe, chaos and black holes. Her second book – a novel, A Madman Dreams of Turing Machines – won the PEN/Bingham Fellowship for Writers and was a runner-up for the PEN/Hemingway award for "a distinguished book of first fiction." She is the author of the popular science book, How the Universe Got Its Spots: Diary of a Finite Time in a Finite Space.
She holds a BA in Physics and Astronomy from Barnard College with a concentration in Philosophy, and a PhD from MIT in Physics. She has worked at the Center for Particle Astrophysics (CfPA) at the University of California, Berkeley before moving to the UK where she worked at Cambridge University in the Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP). Just before returning to New York, she was the first scientist-in-residence at the Ruskin School of Fine Art and Drawing at Oxford with an award from the National Endowment for Science, Technology, and Arts (NESTA).
Listen to a Q&A with another TED speaker, Krista Tippett -- where they talk math and faith and truth and more ...
Janna Levin | Speaker | TED.com