TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Sean Carroll: tiempos lejanos e indicios de un multiverso
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En TEDxCaltech, el cosmólogo Sean Carroll, en un divertido y estimulante paseo por la naturaleza del tiempo y la del Universo, afronta una cuestión decepcionante por lo sencilla: ¿por qué existe el tiempo? Las posibles respuestas señalan hacia una visión sorprendente del Universo y del lugar que en él ocupamos.
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
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The universe
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0
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El Universo
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is really big.
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2000
2000
es realmente grande.
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We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
Vivimos en una galaxia, la Vía Láctea.
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There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
Hay unas cien mil millones de estrellas en la Vía Láctea.
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And if you take a camera
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10000
2000
Y si toman sus cámaras
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and you point it at a random part of the sky,
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12000
2000
y las enfocan hacia cualquier parte del firmamento
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and you just keep the shutter open,
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14000
2000
y dejan el obturador abierto,
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as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
siempre que la cámara esté atada al Telescopio espacial Hubble,
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it will see something like this.
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19000
2000
se verá algo como esto.
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Every one of these little blobs
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21000
3000
Cada una de estas pequeñas gotas
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is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
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24000
2000
es una galaxia aproximadamente del mismo tamaño de la Vía Láctea;
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a hundred billion stars in each of those blobs.
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26000
3000
cien mil millones de estrellas en cada una de esas gotas.
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There are approximately a hundred billion galaxies
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29000
3000
Hay unas cien mil millones de galaxias
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in the observable universe.
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32000
2000
en el Universo observable.
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100 billion is the only number you need to know.
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34000
2000
Cien mil millones es el único número que hay que saber.
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The age of the universe, between now and the Big Bang,
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36000
3000
La edad del Universo, desde el Big Bang hasta ahora,
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is a hundred billion in dog years.
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39000
2000
es como cien mil millones de años caninos.
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(Laughter)
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41000
2000
(Risas)
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Which tells you something about our place in the universe.
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43000
3000
Esto nos dice algo sobre nuestro lugar en el Universo.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
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46000
2000
Algo que podemos hacer con una foto como ésta, es simplemente admirarla.
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It's extremely beautiful.
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48000
2000
Es en extremo hermosa.
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I've often wondered, what is the evolutionary pressure
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50000
3000
A menudo me pregunto, ¿cuál sería la presión evolutiva que hizo
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that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
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53000
3000
que nuestros antepasados en las praderas africanas se adaptaran y evolucionaran
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to really enjoy pictures of galaxies
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56000
2000
hasta llegar a disfrutar las fotos de las galaxias
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when they didn't have any.
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58000
2000
cuando aún no tenían ninguna?
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But we would also like to understand it.
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60000
2000
Nos encantaría entenderlo.
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As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
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62000
4000
Como cosmólogo, quisiera preguntar ¿por qué el Universo es como es?
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One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
Un gran indicio que tenemos es que con el tiempo, el Universo ha ido cambiando.
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If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
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69000
3000
Si miramos una de estas galaxias y medimos su velocidad,
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it would be moving away from you.
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72000
2000
vemos que se aleja de nosotros.
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And if you look at a galaxy even farther away,
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74000
2000
Y si miramos otra galaxia más lejana aún,
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it would be moving away faster.
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76000
2000
se ve moverse más rápido.
01:33
So we say the universe is expanding.
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78000
2000
Así, decimos que el Universo está un expansión.
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What that means, of course, is that, in the past,
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80000
2000
Esto quiere decir, desde luego, que en el pasado,
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things were closer together.
34
82000
2000
las cosas estaban más cerca.
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In the past, the universe was more dense,
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84000
2000
En el pasado, el Universo era más denso
01:41
and it was also hotter.
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86000
2000
y también más caliente.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
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88000
2000
Si las cosas se comprimen, se eleva la temperatura.
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That kind of makes sense to us.
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90000
2000
Eso tiene sentido.
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The thing that doesn't make sense to us as much
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92000
2000
Lo que no parece tener tanto sentido
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is that the universe, at early times, near the Big Bang,
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94000
3000
es que el Universo, en su inicio, cerca al Big Bang,
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was also very, very smooth.
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97000
2000
era también muy, muy homogéneo.
01:54
You might think that that's not a surprise.
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99000
2000
Podría pensarse que esto no es sorpresivo.
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The air in this room is very smooth.
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101000
2000
El aire en esta sala es bien homogéneo.
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You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
Podría decirse, "bueno, quizá las cosas se homogeneizaron solas".
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
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106000
3000
Pero las condiciones cercanas al Big Bang eran muy, muy diferentes
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than the conditions of the air in this room.
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109000
2000
de las del aire de esta sala.
02:06
In particular, things were a lot denser.
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111000
2000
En especial, todo era mucho más denso.
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The gravitational pull of things
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113000
2000
La fuerza de la gravedad
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was a lot stronger near the Big Bang.
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115000
2000
era mucho más fuerte cerca al Big Bang.
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What you have to think about
50
117000
2000
Lo que hay que pensar es que
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is we have a universe with a hundred billion galaxies,
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119000
2000
tenemos un Universo con cien mil millones de galaxias,
02:16
a hundred billion stars each.
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121000
2000
de cien mil millones de estrellas cada una.
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At early times, those hundred billion galaxies
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123000
3000
En el principio esas cien mil millones de galaxias
02:21
were squeezed into a region about this big --
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126000
3000
estaban concentradas en una región de este tamaño,
02:24
literally -- at early times.
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129000
2000
literalmente, en los tiempos iniciales.
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And you have to imagine doing that squeezing
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131000
2000
Imagínense Uds produciendo esa compactación,
02:28
without any imperfections,
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133000
2000
sin imperfecciones,
02:30
without any little spots
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135000
2000
sin ningún punto
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where there were a few more atoms than somewhere else.
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137000
2000
con unos pocos átomos de más que en otros lugares.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
Porque si lo hubiera habido, habría colapsado por la fuerza gravitatoria
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into a huge black hole.
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142000
2000
para volverse un enorme agujero negro.
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Keeping the universe very, very smooth at early times
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144000
3000
Conservar el Universo bien homogéneo en etapas tempranas,
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is not easy; it's a delicate arrangement.
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147000
2000
no es fácil; es un arreglo delicado.
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It's a clue
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149000
2000
Es un indicio
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that the early universe is not chosen randomly.
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151000
2000
de que el Universo primitivo no se elige al azar.
02:48
There is something that made it that way.
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153000
2000
Hay algo que lo hizo así.
02:50
We would like to know what.
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155000
2000
Quisiéramos saber qué fue.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
En parte lo que sabemos sobre esto se lo debemos a Ludwig Boltzmann,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
un físico austríaco del siglo XIX.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
Boltzmann ayudó a entender la entropía.
03:01
You've heard of entropy.
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166000
2000
Habrán oído de la entropía.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
Es la aleatoridad, el desorden, el caos de un sistema.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
Boltzmann nos dio una fórmula,
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
ahora grabada en su tumba,
03:10
that really quantifies what entropy is.
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175000
2000
que cuantifica la entropía.
03:12
And it's basically just saying
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177000
2000
Básicamente, es como decir
03:14
that entropy is the number of ways
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179000
2000
que la entropía es la cantidad de formas
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
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181000
3000
en que pueden organizarse las partes de un sistema, sin que se note,
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
o sea, que macroscópicamente se vea igual.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
En el aire de este salón,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
no se nota cada átomo en forma individual.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
Una configuración de baja entropía
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
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193000
2000
es aquella que tiene pocas maneras de lograrlo.
03:30
A high entropy arrangement
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195000
2000
Una configuración de alta entropía
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
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197000
2000
es aquella en la que hay muchas maneras de hacerlo.
03:34
This is a crucially important insight
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199000
2000
Esta es una idea muy importante,
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because it helps us explain
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201000
2000
porque nos ayuda a entender
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
la segunda ley de la termodinámica;
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
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205000
3000
la que dice que la entropía aumenta en el Universo
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
o en partes aisladas del Universo.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
La razón por la que aumenta la entropía
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is simply because there are many more ways
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212000
3000
es simplemente porque hay muchas más formas
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
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215000
2000
de tener alta entropía, que de tenerla baja.
03:52
That's a wonderful insight,
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217000
2000
Una idea estupenda.
03:54
but it leaves something out.
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219000
2000
pero deja algo por fuera.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
A propósito, esta idea de que la entropía crece,
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
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223000
3000
es el fundamento de lo que llamamos la flecha del tiempo,
04:01
the difference between the past and the future.
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226000
2000
la diferencia entre el pasado y el futuro.
04:03
Every difference that there is
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228000
2000
Todas las diferencias que hay
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between the past and the future
100
230000
2000
entre el pasado y el futuro
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is because entropy is increasing --
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232000
2000
se deben al aumento de la entropía;
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
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234000
3000
lo cual hace que podamos recordar el pasado, pero no el futuro.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
Que nacemos, luego vivimos y después morimos,
04:15
always in that order,
104
240000
2000
siempre en ese orden,
04:17
that's because entropy is increasing.
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242000
2000
se debe a que la entropía va en aumento.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
Boltzmann explicaba que si se empieza con baja entropía,
04:21
it's very natural for it to increase
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246000
2000
es muy natural que ésta aumente,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
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248000
3000
porque hay más maneras de tener alta entropía.
04:26
What he didn't explain
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251000
2000
Lo que él nunca dijo
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
es, por qué la entropía era tan baja al principio.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
Que la entropía del Universo fuese baja
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
es otra manera de decir
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
que el Universo era muy, muy homogéneo.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
Nos gustaría entender esto.
04:39
That's our job as cosmologists.
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264000
2000
Esa es nuestra tarea como cosmólogos.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
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266000
2000
Desafortunadamente, este no es un problema
04:43
that we've been giving enough attention to.
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268000
2000
al que le hayamos dedicado suficiente atención.
04:45
It's not one of the first things people would say,
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270000
2000
No es una de las primeras respuestas que contestaría
04:47
if you asked a modern cosmologist,
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272000
2000
un cosmólogo moderno, a la pregunta:
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
"¿Cuáles son los problemas que están abordando?"
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
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276000
2000
Uno de los que sí entendió que ahí había un problema
04:53
was Richard Feynman.
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278000
2000
fue Richard Feynman.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
Hace 50 años que dio unas cuantas conferencias.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
Dictó las conocidas charlas
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
denominadas "El carácter de la ley física".
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
Dio clases a los estudiantes de pregrado de Caltech
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
que luego se llamaron "Clases de física de Feynman".
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
Dictó clases a los estudiantes graduados de Caltech
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
que se volvieron "Clases de gravitación de Feynman".
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
En todos sus libros, en todas esas series,
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
él hacía hincapié en el enigma:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
¿por qué el Universo temprano tenía tan baja entropía?
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
El decía (no voy a imitar su acento)
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
"Por alguna razón el Universo en ese tiempo,
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
tenía baja entropía para su contenido de energía
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
y desde entonces la entropía ha venido creciendo.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
No es posible entender completamente la flecha del tiempo
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
sin antes descubrir el misterio del comienzo
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
del Universo, avanzando
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
de la especulación a la comprensión".
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
Y ese es nuestro trabajo.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
Queremos conocerlo --esto fue hace 50 años, "Sí, claro", pensarán Uds.
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
"pensábamos que estaba resuelto"
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
Pero no es cierto que ya esté resuelto.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
La razón por la que el problema se ha complicado,
05:47
rather than better,
146
332000
2000
en lugar de mejorarse,
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
es porque en 1998
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
se descubrió algo crucial sobre el Universo, que antes no se sabía.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
Se supo que está acelerándose.
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
El Universo no sólo se está expandiendo.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
Si miramos una galaxia, se está alejando.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
Y si volvemos a mirar mil millones de años después,
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
la veremos moverse más rápido.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
Las galaxias, individualmente, se aceleran alejándose cada vez más rápido.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
Por eso decimos que el Universo se está acelerando.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
A diferencia de la baja entropía del Universo temprano,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
aunque no sabemos la respuesta,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
al menos tenemos una buena teoría para explicarlo,
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
esperemos sea la correcta,
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
es la teoría de la energía oscura.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
Es la idea que dice que el espacio vacío tiene energía.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
En cada pequeño centímetro cúbico de espacio,
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
haya o no algo ahí,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
haya o no partículas, materia, radiación o lo que sea,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
de todas formas hay energía en el espacio mismo.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
Y, según Einstein, esta energía
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
ejerce presión sobre el Universo.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
Un impulso perpetuo
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
que hace alejar las galaxias, unas de otras.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
Porque la energía oscura, a diferencia de la materia o la radiación,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
no se diluye con la expansión del Universo.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
La cantidad de energía en cada centímetro cúbico
06:50
remains the same,
173
395000
2000
permanece igual,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
aunque el Universo se haga cada vez más grande.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
Esto tiene unas implicaciones cruciales
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
en el futuro del Universo.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
En primer lugar, el Universo siempre continuará expandiéndose.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
Cuando yo tenía la edad de ustedes,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
no sabíamos lo que iba a pasar con el Universo.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
Algunos pensaban que en el futuro volvería a colapsar.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
Einstein creía eso.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
Pero si existe la energía oscura y ésta no desaparece,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
el Universo continuará expandiéndose eternamente.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
14 mil millones de años en el pasado,
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
100 mil millones de años caninos,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
una cantidad infinita de años hacia el futuro.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
Entre tanto, desde todo punto de vista,
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
vemos el espacio como finito.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
Puede ser finito o infinito,
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
pero como el Universo se está acelerando,
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
hay partes que no podemos ver
07:35
and never will see.
192
440000
2000
y nunca veremos.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
Hay una región finita del espacio a la cual podemos acceder,
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
limitada por un horizonte.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
Así, aunque el tiempo continúe para siempre,
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
el espacio, para nosotros, es limitado.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
Finalmente, el espacio vacío tiene una temperatura.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
En la década del 70, Stephen Hawking dijo
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
que un agujero negro, aunque se crea que es negro,
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
en realidad emite radiación,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
de acuerdo con la mecánica cuántica.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
La curvatura del espacio-tiempo cerca de un agujero negro
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
hace realidad las fluctuaciones mecánico-cuánticas,
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
y el agujero negro emite radiación.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
Unos cálculos similares, muy precisos, de Hawking y Gary Gibbons,
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
demostraron que si se tiene energía oscura en el espacio vacío,
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
el Universo entero emite radiación.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
La energía del espacio vacío
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
hace realidad las fluctuaciones cuánticas.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
Y aunque el Universo dure eternamente
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
y la materia común y la radiación se diluyan,
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
siempre habrá algo de radiación,
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
algunas fluctuaciones térmicas,
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
aún en el espacio vacío.
08:28
So what this means
215
493000
2000
Lo que quiero decir
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
es que el Universo es como una caja llena de gas
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
que durará eternamente.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
¿Y eso qué consecuencia tiene?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
Boltzmann estudió la consecuencia en el siglo XIX.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
Él dijo que la entropía aumenta
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
porque hay muchas más formas
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
que el Universo tenga alta entropía, a que la tenga baja.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
Pero esta es una afirmación probabilística.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
Se espera que siga aumentando
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
con una probabilidad enormemente grande.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
No hay por qué preocuparse porque
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
el aire en esta sala se concentre en una pequeña parte y nos asfixiemos.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
Es muy, muy poco probable.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
Salvo que cerraran las puertas
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
y nos mantuvieran aquí, literalmente para siempre,
09:06
that would happen.
231
531000
2000
así sí podría suceder.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
Todo lo que es permitido,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
toda configuración permitida para las moléculas en este salón,
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
eventualmente podría ocurrir.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
Boltzmann dice que podríamos comenzar con un Universo
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
en equilibrio térmico.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
Él no sabía nada del Big Bang, ni de la expansión del Universo.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
Él pensaba que el espacio y el tiempo, como lo explicó Isaac Newton,
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
eran absolutos y que así continuarían eternamente.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
Su idea de un Universo natural
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
era tal que las moléculas de aire se esparcían uniformemente por todas partes,
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
moléculas de todo.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
Pero si usted fuera Boltzmann, sabría que si espera lo suficiente,
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
las fluctuaciones aleatorias de esas moléculas
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
eventualmente las llevarán
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
a configuraciones de entropía menor.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
Y entonces, en el curso natural de las cosas,
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
se expandirán nuevamente.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
O sea, no es que la entropía siempre aumente;
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
pueden tenerse fluctuaciones de menor entropía,
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
situaciones más organizadas.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
Y si esto es cierto,
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
Boltzmann habría inventado
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
dos ideas que hoy suenan muy modernas;
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
el multiverso y el principio antrópico.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
Él decía que el problema del equilibrio térmico
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
es que no podemos vivir en él.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
Recuerden que la vida misma depende de la flecha del tiempo.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
No podríamos procesar información,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
metabolizar, caminar o hablar
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
si viviéramos en equilibrio térmico.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
Imagínense ahora un Universo muy, muy grande,
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
infinitamente grande,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
con partículas que se chocan al azar;
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
ocasionalmente habrá pequeñas fluctuaciones con estados de baja entropía
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
para luego volver al estado de distensión.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
Pero también habrá grandes fluctuaciones.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
Ocasionalmente surgirá un planeta
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
o una estrella, o una galaxia,
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
o cien mil millones de galaxias.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
Y Boltzmann dice
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
que solamente viviremos en esta parte del multiverso,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
en esta parte del conjunto infinitamente grande de partículas que fluctúan,
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
donde es posible la vida.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
Esa es la región de baja entropía.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
Puede que nuestro Universo sea una de esas cosas
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
que suceden cada tanto.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
Ahora viene la tarea para Uds.;
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
hay que pensar en esto, pensar qué significa.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
Carl Sagan dijo una vez:
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
"para hacer un pastel de manzana,
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
primero hay que inventar el Universo".
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
Pero no es correcto.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
En el escenario de Boltzmann, si quieres hacer un pastel de manzana,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
sólo hay que esperar a que los movimientos aleatorios de los átomos
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
te hagan el pastel.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
Eso sucederá con frecuencia mucho mayor
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
a que los movimientos aleatorios de los átomos
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
generen una huerta de manzanos
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
azúcar, un horno
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
y luego hagan el pastel de manzana.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
Este escenario hace predicciones.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
Y esas predicciones dicen
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
que las fluctuaciones que nos generan a nosotros, son mínimas.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
Imagínense que este salón en el que estamos hoy
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
existe y es real y aquí estamos,
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
y no sólo tenemos recuerdos
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
sino también la impresión de que allá afuera hay algo
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
llamado Caltech y los Estados Unidos y la Vía Láctea.
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
Es más fácil que estas impresiones fluctúen aleatoriamente en sus cerebros
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
a que las cosas, en la realidad, fluctúen
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
y existan Caltech y los Estados Unidos y la galaxia.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
La buena noticia es que,
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
como consecuencia, ese escenario no se da; no es correcto.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
El escenario predice que somos una mínima fluctuación.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
Aunque dejáramos por fuera nuestra galaxia,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
no llegaríamos a tener cien mil millones de otras galaxias.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
Y Feynman también entendía esto.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
Él dijo: "Por la hipótesis de que el mundo es una fluctuación,
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
las predicciones dicen que
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
si miramos una parte del mundo que nunca antes habíamos visto,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
la encontraremos toda revuelta, más que cualquiera que vimos antes;
12:18
high entropy.
313
723000
2000
con mayor entropía.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
Si nuestro orden se debe a una fluctuación,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
no podemos esperar orden en todas partes, sólo en donde lo acabamos de encontrar.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
Por consiguiente, concluimos que el Universo no es una fluctuación".
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
Eso está bien. La pregunta es entonces: ¿Cuál será la respuesta?
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
Si el Universo no es una fluctuación,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
¿por qué razón el Universo temprano tiene baja entropía?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
Me encantaría poder darles la respuesta, pero se me está acabando el tiempo.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(Risas)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
Aquí está el Universo del que hablábamos,
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
frente al que existe en realidad.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
Ya les había mostrado esta gráfica.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
El Universo se viene expandiendo desde hace unos 10 mil millones de años.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
Se viene enfriando.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
Pero ahora sabemos lo suficiente sobre el futuro del Universo,
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
dicho ambiciosamente.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
Si la energía oscura permanece a nuestro alrededor,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
las estrellas que nos rodean usarán todo su combustible nuclear y dejarán de alumbrar.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
Se reducirán a agujeros negros.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
Viviremos en un Universo
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
sin nada, sólo agujeros negros.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
Ese Universo habrá de durar 10 elevado a la 100 años;
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
mucho más de lo que ha vivido hasta ahora.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
El futuro es mucho más largo que el pasado.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
Pero aún los agujeros negros no duran para siempre.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
Se evaporan
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
y quedaremos sin nada, sólo espacio vacío.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
Ese espacio vacío, esencialmente ha de durar eternamente.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
Sin embargo, fíjense que como ese espacio vacío emite radiación,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
habrá fluctuaciones térmicas
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
y se reciclarán
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
las distintas combinaciones posibles
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
de los grados de libertad que existan en el espacio vacío.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
Así que aunque el Universo ha de durar para siempre,
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
sólo habrá un número finito de cosas
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
que pueden suceder en él.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
Y todas ellas han de suceder en un período de tiempo
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
igual a 10 elevado a la 10, elevado a la 120, años.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
Y ahora hay dos preguntas para ustedes.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
La primera: Si el Universo durará 10 elevado a la 10, elevado a la 120, años,
13:52
why are we born
353
817000
2000
¿por qué razón nacimos
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
en los primeros 14 mil millones de años,
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
pasado el Big Bang, en un momento cálido y confortable,
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
¿Por qué no estamos en el espacio vacío?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
Dirán ustedes, "es que no hay nada ahí para vivir".
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
Pero eso no es correcto.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
Podríamos ser una fluctuación aleatoria de esa nada.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
¿Por qué no lo somos?
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
Otra tarea para el hogar.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
Cómo ya dije: no sé la respuesta.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
Pero voy a darles mi escenario favorito.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
Puede que así sea. Pero no hay explicación.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
Son datos fríos sobre el Universo
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
que toca aceptar sin hacer preguntas.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
Puede ser que el Big Bang
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
no sea el principio del Universo.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
Un huevo sin abrir es una configuración de baja entropía
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
y aún así, al abrir el refrigerador
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
no decimos, "¡Ajá!, qué sorpresa encontrar
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
esta configuración de baja entropía en mi refrigerador".
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
Esto es porque el huevo no es un sistema cerrado;
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
viene de una gallina.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
Es posible que el Universo venga de una gallina universal.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
Puede ser que exista algo que, de manera natural,
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
según el desarrollo de las leyes de la física,
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
le dé origen a un Universo como el nuestro,
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
con una configuración de baja entropía.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
Si es así, esto habría de suceder más de una vez;
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
seríamos parte de un multiverso mucho más grande.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
Este es mi escenario favorito.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
Pero los organizadores me pidieron que terminara con una especulación atrevida.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
Mi especulación audaz
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
es que la historia me dará la razón totalmente.
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
Y dentro de 50 años,
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
todas mis ideas extravagantes serán aceptadas como verdaderas
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
por la comunidad científica y por todo el mundo.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
Todos aceptaremos que nuestro pequeño Universo
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
es sólo una pequeña parte de un multiverso mucho mayor.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
Y aún mejor, entenderemos lo que sucedió en el Big Bang
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
en función de una teoría
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
que podremos comparar con observaciones.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
Esta es mi predicción. Puedo estar equivocado.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
Pero la especie humana ha venido pensando
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
por muchos, muchos años,
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
sobre cómo es el Universo y por qué surgió de esta forma.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
Es emocionante pensar que finalmente podemos conocer la respuesta.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
Gracias.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(Aplausos)
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