TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Sean Carroll: tolima praeitis ir daugialypės visatos užuomina
Filmed:
Readability: 4.2
1,776,253 views
TEDxCaltech konferencijoje kosmologas Sean Carroll nuotaikingos bei verčiančios susimąstyti kelionės po laiko ir visatos ištakas metu iškelia apgaulingai paprastą klausimą: Kodėl apskritai egzistuoja laikas? Galimi atsakymai veda stebinančios visatos prigimties bei mūsų vietos visatoje link.
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologist
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
The universe
0
0
2000
Visata
00:17
is really big.
1
2000
2000
yra didžiulė.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
Mes gyvename galaktikoje - Paukščių Take.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
Paukščių take yra apie šimtas milijardų žvaigždžių.
00:25
And if you take a camera
4
10000
2000
Ir jei paimtumėte kamerą
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
12000
2000
ir nukreiptumėte ją į atsitiktinį tašką danguje,
00:29
and you just keep the shutter open,
6
14000
2000
paliktumėte sklendę atvirą tol,
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
kol jūsų kamera sektų Hablo kosminį teleskopą,
00:34
it will see something like this.
8
19000
2000
pamatytumėte kažką tokio.
00:36
Every one of these little blobs
9
21000
3000
Kiekviena iš šių mažų dėmelių
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
24000
2000
yra maždaug Paukščių Tako dydžio galaktika -
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
26000
3000
šimtas milijardų žvaigždžių kiekvienoje iš šių dėmių.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
29000
3000
Yra maždaug šimtas milijardų galaktikų
00:47
in the observable universe.
13
32000
2000
mūsų stebimoje visatoje.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
34000
2000
100 milijardų yra vienintelis skaičius, kurį jums reikia žinoti.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
36000
3000
Visatos amžius nuo dabar iki Didžiojo sprogimo
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
39000
2000
yra šimtas milijardų šuns metų.
00:56
(Laughter)
17
41000
2000
(Juokas)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
43000
3000
Tai kažką pasako apie mūsų vietą visatoje.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
46000
2000
Vienas dalykas, kurį galima daryti su šia nuotrauka, tai tiesiog mėgautis ja.
01:03
It's extremely beautiful.
20
48000
2000
Ji nepaprastai graži.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
50000
3000
Aš dažnai susimąstau, kokios evoliucinės sąlygos
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
53000
3000
išugdė mūsų pirmykščių protėvių Afrikos savanose gebėjimus
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
56000
2000
mėgautis galaktikų vaizdais,
01:13
when they didn't have any.
24
58000
2000
kuomet jų dar neturėjo.
01:15
But we would also like to understand it.
25
60000
2000
Tačiau mes taip pat norėtume tai suprasti.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
62000
4000
Kaip kosmologas noriu paklausti, kodėl visata yra tokia?
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
Viena didelė užuomina sako, kad visata laikui bėgant keičiasi.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
69000
3000
Jei pažvelgtumėme į vieną iš šių galaktikų ir pamatuotumėme jos greitį,
01:27
it would be moving away from you.
29
72000
2000
pastebėtume, kad ji tolsta.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
74000
2000
O jei stebėtume dar tolimesnę galaktiką,
01:31
it would be moving away faster.
31
76000
2000
ji toltų dar greičiau.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
78000
2000
Todėl sakome, kad visata plečiasi.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
80000
2000
Tai žinoma reiškia, kad praeityje
01:37
things were closer together.
34
82000
2000
viskas buvo išsidėstę tankiau.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
84000
2000
Praeityje visata buvo tankesnė,
01:41
and it was also hotter.
36
86000
2000
o taip pat karštesnė.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
88000
2000
Didinant spaudimą temperatūra kyla.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
90000
2000
Tai mums lyg ir suprantama.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
92000
2000
Dalykas, kuris nelabai suprantamas, yra
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
94000
3000
tai, kad visata pačioje pradžioje, iškart po Didžiojo sprogimo
01:52
was also very, very smooth.
41
97000
2000
buvo labai labai tolygi.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
99000
2000
Galima pagalvoti, jog tai joks siurprizas.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
101000
2000
Oras šioje patalpoje yra labai tolygus.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
Galima sakyti, „Ką gi, greičiausiai viskas tiesiog išsilygino.“
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
106000
3000
Bet sąlygos po Didžiojo sprogimo buvo visiškai kitokios
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
109000
2000
nei oro sąlygos šioje patalpoje.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
111000
2000
Tiksliau medžiagos tankis buvo daug didesnis.
02:08
The gravitational pull of things
48
113000
2000
Gravitacinė trauka
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
115000
2000
po Didžiojo sprogimo buvo daug didesnė.
02:12
What you have to think about
50
117000
2000
Pagalvokite,
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
119000
2000
kad mūsų visatoje yra šimtas milijardų galaktikų,
02:16
a hundred billion stars each.
52
121000
2000
kurių kiekvienoje šimtas milijardų žvaigždžių.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
123000
3000
Pačioje pradžioje šis šimtas milijardų galaktikų
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
126000
3000
buvo suspaustos į maždaug tokio dydžio regioną -
02:24
literally -- at early times.
55
129000
2000
iš tiesų, pačioje pradžioje.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
131000
2000
Įsivaizduokite šį suspaudimą
02:28
without any imperfections,
57
133000
2000
be jokių netolygumų,
02:30
without any little spots
58
135000
2000
be jokių mažų taškelių,
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
137000
2000
kuriuose būtų šiek tiek daugiau atomų nei kituose.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
Nes jei jie būtų, dėl gravitacinės traukos jie kolapsuotų
02:37
into a huge black hole.
61
142000
2000
į didžiulę juodąją skylę.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
144000
3000
Išlaikyti visatą labai labai tolygią pačioje pradžioje
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
147000
2000
nebuvo lengva, tai labai subtili kompozicija.
02:44
It's a clue
64
149000
2000
Yra užuomina,
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
151000
2000
kad ankstyvoji visata nebuvo atsitiktinė.
02:48
There is something that made it that way.
66
153000
2000
Buvo kažkas, kas ją tokią padarė.
02:50
We would like to know what.
67
155000
2000
Norėtume žinoti, kas.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
Dalį informacijos mums suteikė Ludwig'as Boltzmann'as,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
XIX a. austrų fizikas.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
O Boltzmann'as prisidėjo padėdamas mums suprasti entropiją.
03:01
You've heard of entropy.
71
166000
2000
Jums teko girdėti apie entropiją.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
Tai yra kai kurių sistemų atsitiktinumas, netvarka, chaotiškumas.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
Boltzmann'as mums davė formulę -
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
dabar ji išgraviruota ant jo paminklo -
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
175000
2000
ji apskaičiuoja entropiją.
03:12
And it's basically just saying
76
177000
2000
O ji paprasčiausiai sako,
03:14
that entropy is the number of ways
77
179000
2000
kad entropija yra skaičius būdų,
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
181000
3000
kuriais mes galime pertvarkyti sistemos sudėtines dalis nepakeičiant
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
sistemos išvaizdos makroskopiniame lygmenyje.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
Kalbant apie orą šioje patalpoje,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
mes nematome kiekvieno atskiro atomo.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
Žemos entropijos sąranga
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
193000
2000
yra tokia, kurioje yra tik keletas panašiai atrodančių išsidėstymų.
03:30
A high entropy arrangement
84
195000
2000
Didelės entropijos išsidėstymas
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
197000
2000
yra toks, kuriame yra daug panašiai atrodančių išsidėstymų.
03:34
This is a crucially important insight
86
199000
2000
Tai yra itin svarbi įžvalga,
03:36
because it helps us explain
87
201000
2000
nes ji padeda mums paaiškinti
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
antrąjį termodinamikos dėsnį -
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
205000
3000
dėsnį, kuris teigia, kad entropija didėja visatoje
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
arba izoliuotoje visatos dalyje.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
Entropijos didėjimo priežastis
03:47
is simply because there are many more ways
92
212000
3000
yra ta, kad daug daugiau variantų galimi
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
215000
2000
didelėje entropijoje nei mažoje entropijoje.
03:52
That's a wonderful insight,
94
217000
2000
Tai nuostabi įžvalga,
03:54
but it leaves something out.
95
219000
2000
bet ji kai ką nutyli.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
Tarp kitko, už šios įžvalgos, kad entropija didėja,
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
223000
3000
kaip ir už mūsų vadinamos laiko strėlės,
04:01
the difference between the past and the future.
98
226000
2000
slepiasi skirtumas tarp praeities ir ateities.
04:03
Every difference that there is
99
228000
2000
Kiekvienas skirtumas
04:05
between the past and the future
100
230000
2000
tarp praeities ir ateities
04:07
is because entropy is increasing --
101
232000
2000
yra dėl entropijos didėjimo -
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
234000
3000
faktas, kad mes galime atsiminti praeitį, bet ne ateitį.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
Faktas, kad mes gimstame, tada gyvename, o tada mirštame,
04:15
always in that order,
104
240000
2000
visuomet tokia pačia tvarka,
04:17
that's because entropy is increasing.
105
242000
2000
visa tai dėl didėjančios entropijos.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
Boltzmann'as paaiškino, kad jei pradėtume nuo mažos entropijos,
04:21
it's very natural for it to increase
107
246000
2000
labai natūralu, kad ji didės,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
248000
3000
nes yra daugiau būdų būti didelės entropijos.
04:26
What he didn't explain
109
251000
2000
Jis nepaaiškino,
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
kodėl entropija iš pat pradžių buvo maža.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
Faktas, kad entropija buvo maža,
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
buvo atspindys fakto,
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
kad ankstyvoji visata buvo labai labai glotni.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
Norėtume tai suprasti.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
264000
2000
Tai mūsų - kosmologų - darbas.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
266000
2000
Deja, tai išties nėra problema,
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
268000
2000
kuriai skyrėme pakankamai dėmesio.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
270000
2000
Tai nėra vienas pirmų dalykų, kurio žmogus
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
272000
2000
paklaustų šiuolaikinio kosmologo,
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
„Kokias problemas jūs mėginate spręsti?“.
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
276000
2000
Vienas iš žmonių, kurie suprato šią problemą,
04:53
was Richard Feynman.
122
278000
2000
buvo Richard'as Feynman'as.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
Prieš 50 metų jis skaitė galybę skirtingų paskaitų.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
Jis dėstė populiarias paskaitas,
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
kurios pavadintos "Fizinių dėsnių būdas".
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
Jis dėstė Caltech'o studentams,
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
paskaitos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie fiziką".
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
Jis dėstė paskaitas Caltech'o magistrantams,
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
jos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie gravitaciją".
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
Kiekvienoje jo knygoje, kiekvienoje paskaitoje,
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
jis pabrėžė šį galvosūkį:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
Kodėl ankstyvoji visata buvo tokios mažos entropijos?
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
Taigi, jis sako - akcentuoju tai -
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
jis sako: „Dėl kažkokių priežasčių visata vienu metu
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
turėjo labai mažą savo energijos turinio entropiją
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
ir nuo tada ši entropija didėja.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
Laiko strėlė negali būti pilnai suvokta
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
nebent visatos istorijos pradžios paslaptis
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
bus vis toliau atskleidžiama
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
spėliones keičiant supratimu.“
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
Taigi, tai mūsų darbas.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
Mes norime žinoti - tai buvo prieš 50 metų, „Tikriausiai", jūs pagalvosite,
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
„mes jau tai išsiaiškinom."
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
Tai netiesa, kad mes tai jau išsiaiškinom.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
Priežastis, kodėl problema pasidarė dar didesnė,
05:47
rather than better,
146
332000
2000
o ne mažesnė,
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
yra ta, kad 1998-aisiais
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
mes apie visatą sužinojome kai ką labai svarbaus, ko anksčiau nežinojome.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
Mes nustatėme, kad ji greitėja.
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
Visata ne tik plečiasi.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
Žiūrint į galaktiką, ji tolsta nuo mūsų.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
Jei grįžtume po milijardo metų ir vėl pažiūrėtume,
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
ji toltų dar greičiau.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
Pavienės galaktikos tolsta nuo mūsų greičiau ir greičiau.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
Todėl teigiame, kad visata greitėja.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
Ne taip, kaip žema ankstyvosios visatos entropija,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
nors ir nežinome atsakymo į tai,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
bent jau turime gerą teoriją, galinčią tai paaiškinti,
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
jei ji yra teisinga.
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
Tai yra teorija apie tamsiąją energiją.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
Tai mintis, kad tuščia erdvė vis tiek turi energijos.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
Kiekviename mažyčiame kubiniame erdvės centimetre,
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
nesvarbu ar joje yra kas, ar ne,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
nesvarbu, ar joje yra dalelių, materijos, radiacijos ar bet ko kito,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
joje vis tiek yra energijos, net pačioje erdvėje.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
O ši energija, pasak Einšteino,
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
sukelia visatos plėtimąsi.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
Tai yra amžinas impulsas,
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
kuris atstūmė galaktikas vieną nuo kitos.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
Nes tamsioji energija, priešingai nei materija ar radiacija,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
nesilpnėja visatai plečiantis.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
Energijos kiekis kiekviename kubiniame centimetre
06:50
remains the same,
173
395000
2000
išlieka toks pats,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
netgi visatai nuolat didėjant ir didėjant.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
Tai turi lemtingos reikšmės tam,
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
ką visata darys ateityje.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
Pirmiausia visata plėsis amžinai.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
Kada buvau jūsų amžiaus,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
mes nežinojome, kaip elgsis visata.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
Vieni žmonės manė, kad visata ateityje vėl susitrauks.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
Einšteinas palaikė šią idėją.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
Bet jei yra tamsioji energija, o tamsioji energija niekur nedingsta,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
visata plėsis per amžių amžius.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
Prabėgo 14 milijardų metų,
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
100 milijardų šuns metų,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
tačiau begalybė metų laukia ateityje.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
Tačiau visais atžvilgiais
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
kosmosas mums atrodo baigtinis.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
Kosmosas gali būti baigtinis arba begalinis,
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
tačiau dėl visatos plėtimosi,
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
yra vietų, kurių mes negalime pamatyti
07:35
and never will see.
192
440000
2000
ir niekada nepamatysime.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
Yra apibrėžta kosmoso dalis, kuri mums prieinama,
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
ji apribota horizonto.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
Todėl nors laikas ir nuolat teka,
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
erdvė mums yra ribota.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
Galiausiai, tuščia erdvė turi temperatūrą.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
8-ajame dešimtmetyje Stephen'as Hawking'as pareiškė,
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
kad juodoji skylė, nors turėtų būti juoda,
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
visgi skleidžia spinduliuotę,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
jei atsižvelgtume į kvantinę mechaniką.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
Erdvėlaikio išlinkimas aplink juodąją skylę
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
sukelia kvantinius mechaninius svyravimus,
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
o juodoji skylė spinduliuoja.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
Labai panašūs Hawking'o ir Gary Gibbons'o skaičiavimai
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
parodė, kad tamsiajai energijai esant tuščioje erdvėje,
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
visa visata spinduliuoja.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
Tuščios erdvės energija
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
sukelia kvantinius svyravimus.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
Ir nors visata bus amžinai,
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
o įprastinė materija ir radiacija išsisklaidys,
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
vis tiek liks kažkiek radiacijos,
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
kažkiek temperatūrinių svyravimų,
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
netgi tuščioje erdvėje.
08:28
So what this means
215
493000
2000
Tai reiškia,
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
kad visata yra tartum dujų talpa,
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
kuri niekada nesibaigia.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
Na ir kokia gi to reikšmė?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
Tai studijavo Boltzmann'as XIX-ame amžiuje.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
Jis sakė, ką gi, entropija didėja,
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
nes yra daug daugiau galimybių
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
visatai būti didelės entropijos nei mažos entropijos.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
Bet tai tikimybinis teiginys.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
Ji greičiausiai padidės
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
ir ši tikimybė yra milžiniškai didelė.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
Tai nėra kažkas, dėl ko reikėtų jaudintis -
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
visas oras šiame kambaryje susikaups vienoje vietoje ir mes uždusime.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
Labai labai neįtikima.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
Nebent kas nors užrakintų duris
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
ir laikytų mus čia amžinai, tiesiogine šio žodžio prasme,
09:06
that would happen.
231
531000
2000
tuomet tai įvyktų.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
Viskas, kas įmanoma,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
kiekviena konfigūracija, kuri gali susidaryti iš molekulių esančių šiame kambaryje,
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
galų gale įvyktų.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
Taigi, Boltzmann'as teigia: štai, pradėkime nuo visatos,
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
jai būnant temperatūrinėje pusiausvyroje.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
Jis nežinojo apie Didįjį sprogimą. Jis nežinojo apie visatos plėtimąsi.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
Jis manė, jog erdvę ir laiką paaiškino Isaac'as Newton'as -
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
šios dimensijos buvo absoliučios, jos čia tiesiog buvo visada.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
Todėl jo natūralios visatos idėja
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
buvo tokia, kurioje oro molekulės tiesiog pasiskirstė visur vienodai -
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
visko molekulės.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
Bet jei esi Boltzmann'as, tu žinai, kad pakankamai ilgai palaukus,
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
atsitiktiniai šių molekulių svyravimai
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
laikas nuo laiko
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
sudarys mažesnės entropijos konfigūracijas.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
O tuomet, žinoma, natūralioje eigoje
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
jos vėl išsiplės.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
Taigi, nėra taip, kad entropija turi nuolatos didėti -
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
galimi svyravimai į mažesnę entropiją,
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
labiau organizuotas situacijas.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
Na, jei tai tiesa,
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
Boltzmann'as sukuria
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
dvi labai šiuolaikiškai skambančias idėjas -
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
daugialypę visatą bei antropinį principą.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
Jis teigia, kad temperatūrinės pusiausvyros bėda tame,
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
kad joje negalime gyventi.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
Atsiminkite, kad gyvybė priklausoma nuo laiko strėlės.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
Mes negalėtume apdoroti informacijos,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
vykdyti medžiagų apykaitos, vaikščioti ir kalbėti,
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
jei gyventume temperatūrinėje pusiausvyroje.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
Todėl, jei įsivaizduotume labai labai didelę visatą,
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
begalinio dydžio visatą,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
su atsitiktinai tarpusavyje susiduriančiomis dalelėmis,
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
nuolatos egzistuotų maži svyravimai į mažesnės entropijos būseną,
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
o vėliau vėl išsisklaidytų.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
Bet taip pat egzistuos ir dideli svyravimai.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
Kartais susidarys planeta,
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
arba žvaigždė, arba galaktika,
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
arba šimtas milijardų galaktikų.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
Taigi, Boltzmann'as teigia,
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
kad mes gyvensime tik dalyje daugialypės visatos,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
dalyje šio begalinio dydžio svyruojančių dalelių rinkinyje,
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
kuriame gyvybė yra įmanoma.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
Tai regionas, kuriame yra maža entropija.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
Galbūt mūsų visata yra vienas iš tų dalykų,
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
kurie laikas nuo laiko nutinka.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
Štai jūsų namų darbų užduotis -
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
iš tiesų pagalvokite apie tai, pasvarstykite, ką tai reiškia.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
Kartą Carl'as Sagan'as pasakė žymią frazę,
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
kad "norint pagaminti obuolių pyragą,
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
pirmiausia turite išrasti visatą."
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
Bet jis buvo neteisus.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
Pagal Boltzmann'o scenarijų, jei nori pagaminti obuolių pyragą,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
tiesiog lauk atsitiktinio atomų judėjimo,
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
kuris tau pagamins obuolių pyragą.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
Tai atsitiks daug dažniau
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
nei atsitiktiniai atomų judėjimai
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
sudarys jums obelų sodą
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
ir truputį cukraus bei orkaitę,
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
o tuomet pagamins jums obuolių pyragą.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
Taip šis scenarijus pateikia prognozes.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
O prognozės yra tokios,
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
kad mus sudarantys svyravimai yra minimalūs.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
Net jei jūs suvokiate, kad kambarys, kuriame dabar esame
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
egzistuoja ir yra tikras bei mes jame esame,
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
ir mes, ne vien savo atmintimi,
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
bet ir suvokimu suprantame, kad lauke yra kažkas
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
pavadintas Caltech bei Jungtinės Valstijos ir Paukščių Tako galaktika,
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
daug lengviau šiems įspūdžiams atsitiktinai susidaryti jūsų smegenyse,
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
nei atsitiktinai susidaryti
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
Caltech'ui, Jungtinėms Valstijoms bei galaktikai.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
Gera naujiena ta,
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
kad dėl to šis scenarijus neveikia; jis neteisingas.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
Šis scenarijus spėja, kad mes esame minimalūs svyravimai.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
Net jei nekalbėtume apie mūsų galaktiką,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
kaip susidaryti šimtams milijardų kitų galaktikų.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
Feynman'as tai taip pat suprato.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
Feynman'as teigia, „Iš hipotezės, kad pasaulis yra svyravimas,
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
visi spėjimai teigia,
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
kad pažvelgus į anksčiau nematytą pasaulio dalį,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
mums ji atrodys netvarkinga, ne tokia, į kokią ką tik žvelgėme -
12:18
high entropy.
313
723000
2000
didelės entropijos.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
Jei mūsų tvarka būtų dėl svyravimų,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
mes negalėtume tikėtis tvarkos niekur, išskyrus ten, kur ką tik ją pastebėjome.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
Dėl to galime daryti išvadą, kad visata nėra svyravimas."
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
Gerai. Tuomet kyla klausimas, koks yra teisingas atsakymas?
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
Jei visata nėra svyravimas,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
kodėl ankstyvoji visata buvo mažos entropijos?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
Ir norėčiau jums duoti atsakymą, tačiau mano laikas baigiasi.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(Juokas)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
Štai visata, apie kurią kalbėjom,
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
prieš visatą, kuri iš tikrųjų egzistuoja.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
Ką tik parodžiau šį paveikslėlį.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
Visata plečiasi paskutinius 10 milijardų metų ar panašiai.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
Ji vėsta.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
Bet mes žinome pakankamai apie visatos ateitį,
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
kad pasakytume daug daugiau.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
Jei tamsioji materija išliks,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
mus supančios žvaigždės sunaudos savo atominį kurą, jos nustos degti.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
Jos kolapsuos į juodąsias skyles.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
Mes gyvensime visatoje,
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
kurioje nieko nebus, išskyrus juodąsias skyles.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
Tokia visata tęsis 10 šimtuoju laipsniu metų
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
daug ilgiau nei mūsų maža visata kol kas gyveno.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
Ateitis daug ilgesnė už praeitį.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
Bet netgi juodosios skylės negyvena amžinai.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
Jos išgaruos,
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
ir aplink mus teliks tuščia erdvė.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
Tuščia erdvė iš principo tęsiasi amžinai.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
Kaip bebūtų, jei pastebėjote, tuščiai erdvei spinduliuojant,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
iš tikrųjų susidaro temperatūriniai svyravimai
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
ir tai vyksta cikliškai
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
visais skirtingais įmanomais variantais,
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
kokie tik galimi tuščioje erdvėje.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
Taigi, nors visata ir tęsiasi amžinai,
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
yra baigtinis skaičius dalykų,
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
kurie gali atsitikti visatoje.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
Jie visi atsitinka per tam tikrą laiko tarpą,
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
lygų 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
Tai štai jums du klausimai.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
Pirmasis: jei visata tęsiasi 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų,
13:52
why are we born
353
817000
2000
kodėl mes gimėme
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
per pirmuosius 14 milijardų metų,
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
šiltoje, jaukioje Didžiojo sprogimo žaroje?
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
Kodėl mes ne tuščioje erdvėje?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
Galėtumėte pasakyti, „Ten gi nieko nėra, kas leistų gyventi,"
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
bet tai ne visai tiesa.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
Jūs galėtumėte būti atsitiktiniais svyravimais iš nieko.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
Kodėl jūs nesate?
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
Daugiau namų darbų jums.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
Taigi, kaip minėjau, iš tiesų aš nežinau atsakymo.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
Ketinu jums pateikti savo mėgstamiausią scenarijų.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
Arba taip tiesiog yra. Paaiškinimo nėra.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
Tai yra grubus faktas apie visatą,
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
kurį turite išmokti priimti ir nustoti klausinėti.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
Arba Didysis sprogimas
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
nėra visatos pradžia.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
Kiaušinis, nesudužęs kiaušinis, yra žemos entropijos konfigūracija,
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
ir vis dėlto atidarę šaldytuvą
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
mes nesakome: „O, kaip keista rasti
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
mažos entropijos konfigūraciją savo šaldytuve."
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
Taip yra dėl to, kad kiaušinis nėra uždara sistema;
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
jis atsiranda iš vištos.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
Galbūt visata atsirado iš kosminės vištos.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
Galbūt yra kažkas, kas natūraliai,
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
per fizikos dėsnių sąlygojamą augimą,
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
sukuria tokią kaip mūsų visatą
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
mažos entropijos konfigūracijoje.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
Jei tai tiesa, tai atsitiks daugiau nei vieną kartą;
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
mes būtume daug didesnės daugialypės visatos dalimi.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
Tai yra mano mėgstamiausias scenarijus.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
Taigi, organizatoriai paprašė manęs užbaigti drąsiu spėjimu.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
Mano drąsus spėjimas teigia, kad
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
istorija mane visiškai išteisins.
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
O po 50 metų
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
visos mano pakvaišusios idėjos bus priimtos kaip tiesos
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
mokslininkų ir išorinių bendruomenių tarpe.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
Mes visi tikėsime, kad mūsų maža visata
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
yra tik mažytė daug didesnės daugialypės visatos dalis.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
Dar geriau - mes suprasime, kas įvyko per Didįjį sprogimą
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
dėka teorijos,
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
kurią galėsime lyginti su stebėjimais.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
Tai spėjimas. Aš galiu klysti.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
Bet mes galvojame, kaip žmonių rasė,
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
apie tai, kokia yra visata,
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
kodėl ji yra tokia kokia yra daugybę metų.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
Jaudina mintis, kad galiausiai mes kada nors žinosime atsakymą.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
Ačiū.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(Plojimai)
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