TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
יאנה לוין: הקול שמייצר היקום
Filmed:
Readability: 3.7
1,279,696 views
נדמה לנו שהחלל הוא מקום שקט. אבל הפיזיקאית יאנה לוין טוענת שליקום יש פסקול -- יצירה קולית הרושמת כמה מהאירועים הכי דרמטיים ביקום. (חורים שחורים, לדוגמא, הולמים על-גבי זמן-חלל כמו על תוף.). טיול-קולי מרחיב-דעת ומובן-לכל בתוך היקום.
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
ברצוני לבקש מכם לחשוב לשניה
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
על העובדה הפשוטה
00:20
that, by far,
2
5000
2000
שנכון להיום,
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
רוב מה שאנו יודעים על היקום
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
מגיע אלינו באמצעות האור.
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
אנו יכולים לעמוד על האדמה ולהסתכל מעלה בשמי הלילה
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
ולראות כוכבים בעיניים ערומות.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
השמש מסנוורת את הראיה שלנו,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
אנו רואים אור מוחזר מהירח,
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
ומהרגע בו גלילאו כיוון את הטלסקופ הראשוני שלו
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
אל עבר גופים שמיימיים,
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
היקום המוכר מגיע אלינו באמצעות אור,
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
החוצה עידנים עצומים של היסטוריה קוסמית.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
ובעזרת כל הטלסקופים המודרניים שלנו,
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
יכולנו לאסוף
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
את הסרט האילם והמדהים הזה של היקום --
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
סידרת הצילומים הזו
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
אשר מגיעה אחורה עד המפץ הגדול.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
אבל עם זאת, היקום אינו סרט אילם,
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
מכיוון שהיקום אינו דומם.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
הייתי רוצה לשכנע אתכם
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
שליקום יש פסקול,
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
ושפסקול זה מנוגן על-גבי החלל עצמו.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
מפני שחלל יכול לרטוט כמו תוף.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
הוא יכול לפלוט מין הידהוד מוקלט
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
אל מרחבי היקום
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
של כמה מהאירועים הכי דרמטיים בעת התרחשותם.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
עכשיו אנו שואפים להוסיף
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
ליצירה החזותית המרהיבה
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
שיש לנו על היקום,
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
יצירה קולית.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
ובעוד שמעולם לא שמענו את הקולות מחלל,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
בשנים הקרובות, עלינו באמת להגביר את הווליום
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
כדי לקלוט את מה שמתחולל שם.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
בשאיפה זו
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
לקליטת זימרת היקום,
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
אנו מפנים את הזרקור
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
אל עבר חורים שחורים וההבטחה שהם נושאים,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
מכיוון שחורים שחורים יכולים להלום על-גבי זמן-חלל
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
כמו פטיש-עץ על תוף
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
וליצור זמר מאוד אופייני,
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
הייתי רוצה לנגן בפניכם כמה מההשערות שלנו
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
על טיבו של אותו זמר.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
חורים שחורים הם גופים כהים על רקע חלל שחור.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
אין אנו יכולים לראותם ישירות.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
הם אינם מגיעים אלינו עם אור, לפחות לא ישירות.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
אנו יכולים לראותם באופן עקיף,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
מפני שחורים שחורים יוצרים אנדרלמוסיה בסביבתם.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
הם משמידים כוכבים בסביבתם.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
הם מערבלים את החורבות שסביבם.
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
אבל הם לא מגיעים אלינו ישירות באמצעות אור.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
אולי יום אחד נראה צללית
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
שחור שחור יכול להטיל על רקע מאוד בהיר,
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
אבל עדיין לא ראינו זאת.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
אבל ניתן לשמוע חורים שחורים
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
אפילו אם לא ניתן לראותם,
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
וזה מכיוון שהם הולמים על-גבי זמן-חלל כאילו היה תוף.
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
אנו חבים את הרעיון שחלל יכול להדהד כמו תוף
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
לאלברט איינשטיין, שבכלל אנו חבים לו כה הרבה.
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
איינשטיין הבין שאם חלל היה ריק,
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
אם היקום היה ריק,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
הוא היה כמו תמונה זו,
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
מלבד קוי השתי וערב המצויירם עליה.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
אבל אם היינו נופלים נפילה חופשית בחלל,
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
אז אפילו בלי עזרת הקוים,
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
היינו מסוגלים לציירם בעצמנו
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
מכיוון שהיינו מבחינים שאנו נעים בקוים ישרים,
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
מסלולים ישרים ללא סטיות
03:11
through the universe.
68
176000
2000
לאורך ורוחב היקום.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
איינשטיין גם הבין --
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
וזה לב העניין --
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
שאם מכניסים אנרגיה או מסה ליקום,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
הדבר יעקם את החלל.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
וגוף בנפילה חופשית
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
שיעבור, נאמר, ליד השמש,
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
הוא ינוע לאורך העקמומיות
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
הטבעית של החלל (שנוצרה בגלל מסת השמש).
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
זוהי התאוריה המהוללת של תורת היחסות הכללית שאיינשטיין הגה.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
אפילו אור מתכופף בעוברו במסלולים אלה.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
וניתן לגרום לכיפוף במידה כזו
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
שעצם נלכד במסלול סביב השמש,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
כמו שקרה לכדור-הארץ, או לירח סביב כדור-הארץ.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
אלו הן העקומות הטבעיות בחלל.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
מה שאיינשטיין לא גילה
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
הוא שאם היה אפשר לכווץ
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
את השמש שלנו לקוטר 6 ק"מ --
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
כלומר מסה שהיא פי מיליון מכדור-הארץ
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
וכיווצה ל-6 ק"מ,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
היינו יוצרים חור שחור,
04:01
an object so dense
89
226000
2000
עצם כה צפוף
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
שאם אור מתקרב אליו יותר מדיי, הוא לא יכול לצאת --
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
צללית שחורה על רקע היקום.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
זה לא היה איינשטיין שגילה זאת,
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
זה היה קרל שווארצשילד
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
שהיה יהודי גרמני במלחמת עולם ראשונה --
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
הצטרף לצבא גרמניה כבר בתור מדען מוכח,
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
ופעל בחזית הרוסית.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
אני אוהבת לדמיין את שווארצשילד בתוך החפירות
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
ומחשב מסלולים בליסטיים של פגזי תותחים,
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
ובין לבין,
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
עושה חישובים עם משוואות של איינשטיין --
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
כפי שעושים בחפירות.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
הוא קרא את התאוריה של איינשטיין שפורסמה לאחרונה,
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
תורת היחסות הכללית,
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
והוא היה נפעם מהתאוריה.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
וחיש-קל הוא הגה
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
פיתרון מתמטי מדוייק
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
אשר הצביע על משהו יוצא-דופן:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
עקמומיות כה חזקה
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
שהחלל יתכנס אל תוך עצמו,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
החלל יתעקל כמו מפל
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
הזורם אל תוך הקרביים של חור.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
אפילו אור לא יוכל לברוח מהסחף הזה.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
אור ייגרר למטה אל תוך החור
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
כמו כל דבר אחר,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
וכל מה שיישאר זו צללית.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
הוא כתב לאיינשטיין,
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
ואמר, "כפי שתראה,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
בשבילי המלחמה לא היתה כל-כך נוראה,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
למרות ההפגזות הכבדות.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
הצלחתי להימלט מזה
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
ולהתהלך על קרקע הרעיונות שלך."
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
איינשטיין מאוד התרשם מהפיתרון המדוייק הזה,
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
ועליי לקוות שגם מהמסירות של המדען.
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
זה מדען שעובד קשה בתנאים קשים ביותר.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
איינשטיין לקח את רעיונו של שווארצשילד
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
לאקדמיה הפרוסית למדעים בשבוע שלאחר-מכן.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
אבל איינשטיין תמיד חשב שחורים שחורים היו מוזרות מתמטית.
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
הוא לא האמין שהם באמת קיימים.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
הוא סבר שהטבע ישמור עלינו מהיווצרותם.
05:42
It was decades
130
327000
2000
זה היה עשורים
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
לפני שחור שחור הפך למטבע לשון
05:46
and people realized
132
331000
2000
ואנשים גילו
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
שחורים שחורים הם עצמים אסטרופיזיים אמיתיים --
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
למעשה הם מהווים המצב שלאחר המוות
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
של כוכבים מאוד מסיביים
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
אשר קורסים באופן קטסטרופלי
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
בסיום חייהם.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
השמש שלנו לא תקרוס להיות חור שחור.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
היא אינה מספיק מסיבית.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
אבל אם נעשה תרגיל מחשבתי קטן --
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
כפי שאיינשטיין מאוד אהב לעשות --
06:06
we could imagine
142
351000
2000
הבה נדמיין
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
שהשמש נמחצת לקוטר 6 ק"מ,
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
ושמים כדור-ארץ קטנטן החג סביבה,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
אולי במרחק 30 ק"מ
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
מהשמש שהפכה לחור שחור.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
והוא יהיה בעל אור משלו,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
מכיוון שהשמש נעלמה, אין לנו מקור אחר של אור --
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
לכן נהפוך את כדור-הארץ לבעל אור משלו.
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
ואז נגלה שניתן לשים את כדור-הארץ במסלול
06:28
even 30 km
151
373000
2000
של אפילו 30 ק"מ
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
מחוץ לחור שחור שהתכווץ.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
חור שחור מחוץ זה
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
ייכנס בתוך מנהטן, פחות או יותר.
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
הוא עשוי להישפך קצת לתוך מפרץ הדסן
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
לפני שהוא ישמיד את כדור-הארץ.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
אבל באופן בסיסי זה מה שמדברים עליו.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
אנו מדברים על עצם שניתן לכווצו
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
למחצית משטח מנהטן.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
אז אנו מזיזים את כדור-הארץ מאוד קרוב --
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
במרחק 30 ק"מ --
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
ורואים שהוא חג בסדר גמור סביב החור שחור.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
יש מין מיתוס שחורים שחורים
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
בולעים הכל ביקום,
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
אבל למעשה צריך להתקרב אליהם מאוד כדי ליפול פנימה.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
אבל מה שמאוד מרשים הוא שמנקודת התצפית שלנו,
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
אנו תמיד יכולים לראות את כדור-הארץ.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
הוא לא יכול להסתתר מאחורי החור שחור.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
האור מכדור-הארץ, בחלקו נופל פנימה,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
אבל חלק ממנו עובר הטיית-עדשה וחוזר אלינו.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
כך שלא ניתן להסתיר משהו מאחורי חור שחור.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
אם זו מלחמת כוכבים גלקטית
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
ואתם נלחמים בסיילונים,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
אל תתחבאו מאחורי חור שחור.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
הם יוכלו לראותכם.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
ובכן, השמש שלנו לא תקרוס להיות חור שחור;
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
היא אינה מספיק מסיבית,
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
אבל ישנם עשרות אלפי חורים שחורים בגלקסיה שלנו.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
ואם אחד מהם היה מופיע על רקע הגלקסיה שלנו,
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
כך הוא היה נראה.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
היינו רואים צללית של אותו חור שחור
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
כנגד מאה מיליארד כוכבים
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
בגלקסיית שביל החלב ומשעולי האבק הזוהרים שלה.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
ואם היינו נופלים לכיוון חור שחור זה,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
היינו רואים את כל האור הזה עובר הטיית-עדשה סביבו,
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
והיינו אפילו יכולים להתחיל לחצות בתוך הצללית ההיא
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
ופשוט לא לחוש שמשהו דרמטי קורה.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
אמנם לא היינו יכולים לברוח אם היינו מפעילים את המנועים כדי לברוח משם
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
מאחר ואנו לא מסוגלים לברוח,
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
יותר מאשר שהאור מסוגל לברוח.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
אבל גם אם החור שחור הוא אפל מבחוץ,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
הוא אינו כזה מבפנים,
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
מפני שכל האור מהגלקסיה יפול פנימה מאחורינו.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
וגם אם בגלל השפעה יחסותית הידועה בתור התרחבות הזמן,
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
שעונינו ייראו לנו כמאיטים
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
לעומת הזמן הגלקטי,
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
זה ייראה כאילו התפתחות הגלקסיה
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
מואצת ומשוגרת אלינו,
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
ממש לפני שנימחץ למוות על-ידי החור שחור.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
זה יהיה כמו תחושת קירבה למוות
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
כאשר רואים אור בקצה המנהרה,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
אבל זו תחושת מוות מוחלט.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(צחוק)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
ואין דרך לספר למישהו
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
על האור בקצה המנהרה.
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
אף פעם לא ראינו צללית כזו של חור שחור,
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
אבל ניתן לשמוע חורים שחורים,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
אפילו אם לא רואים אותם.
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
דמיינו מצב שהוא מציאותי מבחינה אסטרופיזית --
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
דמיינו שני חורים שחורים שחיו ביחד הרבה זמן.
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
אולי הם התחילו בתור כוכבים
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
וקרסו ויצרו שני חורים שחורים --
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
כל אחד פי-10 מהמסה של השמש.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
כעת נכווץ אותם לגודל 60 ק"מ מקצה לקצה.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
הם עשויים להסתחרר
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
מאות סיבובים לשניה.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
לקראת סופם,
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
הם מסתובבים זה סביב זה קרוב למהירות האור.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
כך שהם עוברים אלפי ק"מ
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
בחלקיק שניה.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
ובעודם עושים זאת, לא רק שהם מעקמים חלל,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
אלא שהם משאירים אחריהם
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
הידהוד של חלל,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
ממש גל בזמן-חלל.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
החלל מתכווץ ומתפשט
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
כאשר הגל נפלט מחורים שחורים הללו
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
ההולמים ביקום.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
והגלים מתפשטים ביקום
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
במהירות האור.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
הדמיית מחשב זו
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
באה מקבוצה החוקרת יחסותיות בגודארד, נאסא.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
זה לקח כמעט 30 שנה עד שמישהו פיצח את התעלומה.
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
זו היתה אחת הקבוצות.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
היא מראה שני חורים שחורים החגים אחד סביב השני,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
שוב, בעזרת העקומות האלה המצויירות ביעילות.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
אם תצליחו לראות -- זה קצת מטושטש --
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
גלים אדומים נפלטים החוצה,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
אלה הם גלי הכבידה.
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
הם פשוטו כמשמעו הקולות של חלל המהדהד,
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
והם ינועו מהחורים שחורים הללו במהירות אור
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
בעוד החורים יוצרים הידהודים ומתמזגים
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
לחור שחור יחיד דומם ומסתחרר
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
בסופו של דבר.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
אם היינו עומדים מספיק קרוב,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
האוזניים שלנו היו מהדהדות
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
עם ההתכווצות וההתפשטות של החלל.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
ממש היינו שומעים את הקול.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
כמובן שגם הראש שלנו היה מתכווץ ומתפשט מעצמו,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
כך שהיתה לנו בעיה להבין את מה שמתרחש.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
אבל הייתי רוצה לנגן לכם
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
את הקול שאנו מנבאים.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
זה מהקבוצה שלי --
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
הדמיית מחשב קצת פחות מרשימה.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
דמיינו חור שחור יותר קל
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
הנופל אל חור שחור מאוד כבד.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
הקול שאתם שומעים
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
הוא החור היותר קל ההולם על חלל
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
בכל פעם שהוא מתקרב.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
כאשר הוא מתרחק, זה קצת שקט מדי.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
אבל הוא בא כמו פטיש,
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
ממש מכה על החלל,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
ומרעידו כמו תוף.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
ואנו יכולים לשער איך יישמע הצליל.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
אנו יודעים שככל שהוא נופל פנימה,
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
הוא מאיץ ומרעיש יותר.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
ולבסוף,
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
אנו נשמע את הברנש הקטן נופל אל תוך הברנש הגדול.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(נקישות)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
ואז הוא נעלם.
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
מעולם לא שמעתי זאת כה חזק -- זה למעשה יותר דרמטי.
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
בבית זה נשמע פחות מרשים.
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
זה מין דינג, דינג, דינג.
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
זה עוד קול מהקבוצה שלי.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
לא, אין אני מראה לכם תמונות,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
מכיוון שחורים שחורים לא משאירים אחריהם
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
שובלי דיו העוזרים לנו לאתרם,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
והחלל הוא חסר צבע
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
מכדי שיוכל להציג עקמומיות.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
אבל אם הייתם מרחפים בחלל באיזו חופשת חלל
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
והייתם שומעים את זה,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
היה כדאי שתתרחקו.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(צחוק)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
הייתם רוצים להתרחק מהקול.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
שני החורים השחורים נעים.
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
שני החורים השחורים מתקרבים זה לזה.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
במקרה כזה, שניהם מתנודדים די חזק.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
והם עומדים להתמזג.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(נקישות)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
זה נגמר.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
הציפצוף בסוף מאוד אופייני בהתמזגות שני חורים שחורים --
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
שזה מצפצף בסוף.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
זוהי תחזיתנו
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
לגבי מה שנראה.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
למזלנו, אנו נמצאים במרחק בטוח בלונג ביץ', קליפורניה.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
ולבטח היכן שהוא ביקום
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
שני חורים שחורים התמזגו כרגע.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
ולבטח, החלל סביבנו
12:34
is ringing
298
739000
2000
מהדהד מהגלים
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
שעשו מסע של מיליון שנות-אור, או מיליון שנים,
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
במהירות האור, עד שהגיעו אלינו.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
אבל הקול חלש מדי מכדי שמישהו מאיתנו ישמע אותו.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
יש ניסויים שקדניים הנבנים על כדור-הארץ --
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
אחד מהם נקרא LIGO --
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
אשר יאתר סטיות
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
בהתכווצות והתפשטות של חלל
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
לאורך 4 ק"מ,
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
שגודלן קטן מגרעין של אטום.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
זה ניסיון שאפתני במיוחד,
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
והוא עומד להיערך ברגישות גבוהה מאוד
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
במהלך השנים הבאות -- כדי לקלוט את זה.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
יש גם משימה מתוכננת לחלל,
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
אשר מקווים שתצא לפועל בתוך 10 השנים הבאות,
13:11
called LISA.
313
776000
2000
המכונה LISA.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
LISA תהיה מסוגלת לראות חורים שחורים סופר-מסיביים --
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
חורים שחורים הכבדים פי מיליון עד מיליארד
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
מהשמש.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
בתמונה זו מטלסקופ האבל, רואים שתי גלקסיות.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
הן נראות כאילו קפאו במין חיבוק.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
וכל אחת מכילה כנראה
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
חור שחור סופר-מסיבי במרכזה.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
אבל הן לא קפואות,
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
הן למעשה בתהליך התמזגות.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
שני החורים השחורים הללו מתנגשים,
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
והם יתמזגו במשך תקופת זמן של מיליארד שנה.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
זה מעבר ליכולת התפיסה האנושית שלנו
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
לקלוט זמר באורך כזה.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
אבל LISA תוכל לראות את השלבים האחרונים
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
של שני חורים שחורים סופר-מסיביים
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
שהיו מוקדם יותר בהיסטוריית היקום,
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
את 15 הדקות האחרונות לפני שהם התאחדו.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
וזה לא רק חורים שחורים,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
אלא זה גם כל הפרעה גדולה ביקום --
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
והגדולה מכולן היא "המפץ הגדול".
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
כאשר הומצא ביטוי זה, הוא היה נלעג --
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
"אה, מי יאמין במפץ הגדול?"
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
אבל כעת הוא אולי יהפוך ליותר מדוייק טכנית,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
מפני שהוא עשוי להדהד;
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
הוא עשוי ליצור צליל.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
אנימציה זו שחבריי הכינו באולפני פרוטון
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
מתארת מבט מבחוץ על המפץ הגדול.
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
בעצם אנו לא רוצים להיות שם; אנו רוצים להיות בתוך היקום,
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
מכיוון שאין דבר כזה לעמוד מחוץ ליקום.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
לכן דמיינו שאנו בתוך המפץ הגדול.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
הוא נמצא בכל מקום, הוא מסביבכם,
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
והחלל רוטט ללא סדר כלשהו.
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
עוברות 14 מיליארד שנה
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
והזמר הזה עדיין מהדהד מסביבנו.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
גלקסיות נוצרות,
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
ודורות של כוכבים נוצרים בתוך הגלקסיות הללו.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
וסביב כוכב אחד,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
לפחות כוכב אחד,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
נמצא כוכב-לכת הראוי למחיה.
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
והנה אנו בונים את הניסויים הללו בטירוף,
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
עושים את החישובים, כותבים תוכנות מחשב.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
דמיינו שלפני מיליארד שנה,
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
שני חורים שחורים התנגשו.
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
הזימרה שלהם מהדהדת מאז במרחבי היקום
14:57
for all that time.
358
882000
2000
במשך כל אותו הזמן.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
אפילו לא היינו קיימים כאן.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
זה מתקרב יותר ויותר --
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
לפני 40,000 שנה, אנו עדיים מציירים במערות.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
צריך למהר, צריך לבנות את המכשירים.
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
זה מתקרב יותר ויותר, וב-20....
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
איזו שנה שזו לא תהיה,
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
כאשר הגששים שלנו יהיו סוף סוף בעלי רגישות גבוהה מספיק --
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
נבנה אותם, נפעיל את המכשירים
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
וטראח, נתפוס את זה -- הזימרה הראשונה מחלל.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
אם היה זה המפץ הגדול שעמדנו לקלוט,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
הוא היה נשמע כך:
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(סטטי) זהו קול נורא.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
זו פשוט ההגדרה של רעש.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
זהו רעש לבן, זה הידהוד כה כאוטי.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
אבל הוא נמצא בכל מקום סביבנו, כנראה,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
אם הוא לא נמחה
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
על-ידי תהליך אחר כלשהו ביקום.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
ואם נקלוט אותו, הוא יהיה מוזיקה לאוזנינו,
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
מפני שהוא יהיה ההד השקט
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
של אותו רגע בריאה,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
של היקום הנראה לעין.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
כך שבשנים הבאות,
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
נהיה מסוגלים לחשוף במעט את הפסקול --
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
להגיש את היקום באודיו.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
אבל אם נאתר את הרגעים המוקדמים ביותר,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
זה יביא אותנו כל-כך קרוב
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
להבנתו של המפץ הגדול,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
שמביא אותנו כל-כך קרוב
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
לשאול כמה מהשאלות הכי קשות, הכי חמקמקות.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
אם נריץ אחורה סרט של היקום,
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
אנו יודעים שהיה מפץ גדול בעברנו,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
ואנו אף עשויים לשמוע את הקול שלו,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
אבל האם המפץ הגדול שלנו היה המפץ היחיד?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
כלומר, עלינו לשאול, האם הוא התרחש גם לפני זה?
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
האם הוא יתרחש שוב?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
ברוח האתגר ש-TED העמיד
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
כדי להצית מחדש את התהייה,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
אנו יכולים לשאול שאלות, לפחות בדקה זו האחרונה,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
אשר לאמיתו של דבר עשויות להתחמק מאיתנו לעולמים.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
אבל בכל זאת עלינו לשאול:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
האם ייתכן שיקומנו
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
הוא רק קישוט חיצוני של היסטוריה יותר גדולה?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
או, האם ייתכן שאנו רק ענף אחד של מערכת מרובת-יקומים --
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
כל ענף עם מפץ גדול משלו --
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
אולי חלקם עם חורים שחורים מתופפים,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
אולי חלקם בלעדיהם --
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
אולי חלקם עם חיים בעלי חישה, וחלקם לא --
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
לא בעברנו, לא בעתידנו,
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
אבל איכשהו מחוברים אלינו במהותם?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
לכן עלינו לתהות, שאם יש מערכת מרובת-יקומים,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
באיזו שהיא חלקה אחרת של אותה מערכת,
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
האם ישנם שם יצורים?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
הנה היצורים שלי משם.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
האם ישנם יצורים אחרים במערכת מרובת-יקומים,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
התוהים לגבינו
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
והתוהים לגבי מוצאם שלהם?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
ואם ישנם כאלה,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
אני מדמיינת אותם שהם כמונו,
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
עושים חישובים, כותבים תוכנות מחשב,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
בונים מכשירים,
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
מנסים לאתר את הצליל הקלוש ביותר
17:28
of their origins
420
1033000
2000
של מקור היווצרותם
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
ותוהים מי עוד נמצא שם.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
תודה לכם. תודה לכם.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(מחיאות כפיים)
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