TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
Janna Levin: Dźwięk wszechświata
Filmed:
Readability: 3.7
1,279,696 views
Uważamy kosmos za ciche miejsce. Jednak fizyczka Joanna Levin twierdzi, że wszechświat ma ścieżkę dźwiękową - utwór, w którym zapisane są niektóre z najbardziej dramatycznych wydarzeń w przestrzeni kosmicznej. (Na przykład czarne dziury wybijają rytm na czasoprzestrzeni niczym bębny). Ta prelekcja to przystępna i oświecająca dźwiękowa podróż po wszechświecie.
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
Weźmy pod uwagę pewien bardzo prosty fakt:
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
Weźmy pod uwagę pewien bardzo prosty fakt:
00:20
that, by far,
2
5000
2000
spora większość tego,
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
co wiemy o wszechświecie,
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
to informacje świetlne.
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
Patrzymy na nocne niebo
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
i gołym okiem widzimy gwiazdy.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
Słońce nas pali,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
widzimy światło odbite od Księżyca,
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
a od kiedy Galileusz nakierował prymitywny teleskop
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
na ciała niebieskie,
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
poznawaliśmy wszechświat dzięki światłu
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
pochodzącemu z różnych kosmicznych epok.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
Współczesne teleskopy
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
nagrywają ten cichy film o wszechświecie,
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
nagrywają ten cichy film o wszechświecie,
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
sesję zdjęciową, która sięga Wielkiego Wybuchu.
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
sesję zdjęciową, która sięga Wielkiego Wybuchu.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
Ale wszechświat to nie nieme kino,
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
bo on wcale nie jest cichy.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
Chcę was przekonać,
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
że istnieje ścieżka dźwiękowa wszechświata,
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
i to grana na przestrzeni kosmicznej.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
Bo przestrzeń może drgać jak bęben.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
Może w całym wszechświecie odgrywać nagranie
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
Może w całym wszechświecie odgrywać nagranie
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
najbardziej dramatycznych zdarzeń.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
Do niesamowitej kompozycji wizualnej wszechświata
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
Do niesamowitej kompozycji wizualnej wszechświata
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
chcemy teraz dodać kompozycję dźwiękową.
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
chcemy teraz dodać kompozycję dźwiękową.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
Nigdy nie słyszeliśmy odgłosów z kosmosu,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
a jednak w ciągu następnych lat
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
powinniśmy nadstawić ucha.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
W przedsięwzięciu
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
zapisywania pieśni wszechświata
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
kierujemy się ku czarnym dziurom,
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
kierujemy się ku czarnym dziurom,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
które bębnią na czasoprzestrzeni
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
jak młoteczki na bębnach,
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
wybijając charakterystyczną pieśń.
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
Przedstawię wam nasze przewidywania tego,
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
jak ona może brzmieć.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
Czarne dziury są niewidoczne na tle nieba.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
Nie widać ich bezpośrednio.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
Światło nie daje nam o nich informacji.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
Widzimy je pośrednio,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
dzięki temu, że powodują spustoszenie w otoczeniu.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
Niszczą pobliskie gwiazdy.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
Oddziałują na otaczającą materię,
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
ale nie widzimy ich dzięki światłu.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
Jak dotąd nie udało nam się
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
zobaczyć cienia czarnej dziury bardzo jasnym tle.
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
zobaczyć cienia czarnej dziury bardzo jasnym tle.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
Ale czarne dziury można usłyszeć,
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
chociaż ich nie widać,
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
bo bębnią na czasoprzestrzeni.
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
To, że przestrzeń może brzmieć jak bęben,
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
powiedział Albert Einstein.
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
Zrozumiał, że gdyby wszechświat i przestrzeń były puste,
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
Zrozumiał, że gdyby wszechświat i przestrzeń były puste,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
byłoby jak na tym obrazku,
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
tyle że bez tej pomocnej siateczki.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
Gdybyśmy swobodnie spadali przez przestrzeń
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
bez tej siateczki,
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
moglibyśmy sami ją narysować
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
bo podróżowalibyśmy po linii prostej
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
bo podróżowalibyśmy po linii prostej
03:11
through the universe.
68
176000
2000
przez wszechświat.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
Einstein rozumiał też kluczową kwestię.
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
Einstein rozumiał też kluczową kwestię.
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
Jeśli do wszechświata dodać masę lub energię,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
to przestrzeń się zakrzywi.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
Obiekt spadający swobodnie
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
mijając Słońce, zboczyłby z drogi
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
mijając Słońce, zboczyłby z drogi
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
przez zakrzywienie przestrzeni.
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
To ogólna teoria względności Einsteina.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
W ten sposób zakrzywia się nawet światło.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
Można się zakrzywić tak bardzo,
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
że zostanie się złapanym w orbicie wokół Słońca,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
jak Ziemia, albo Księżyc wokół Ziemi.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
To naturalne zakrzywienia przestrzeni.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
Einstein nie zdał sobie sprawy,
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
że jeśli wziąć Słońce
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
i zgnieść do sześciu kilometrów...
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
Jeśli weźmie się masę miliona Ziem
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
i zbije w kulę o średnicy sześciu kilometrów,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
zrobi się czarną dziurę,
04:01
an object so dense
89
226000
2000
obiekt tak gęsty,
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
że nawet światło mu nie ucieknie...
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
Cień na tle wszechświata.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
Tę teorię wymyślił nie Einstein,
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
ale Karl Schwarzschild,
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
Niemiec pochodzenia żydowskiego,
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
który dołączył do armii jako zasłużony naukowiec
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
pracując na froncie rosyjskim pierwszej wojny światowej.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
Wyobrażam go sobie w okopach,
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
wyliczającego trajektorię pocisków dział,
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
w międzyczasie zajmując się wzorami Einsteina...
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
w międzyczasie zajmując się wzorami Einsteina...
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
Jak to bywa w okopach.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
Czytał niedawno wydaną ogólną teorię względności
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
Czytał niedawno wydaną ogólną teorię względności
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
i był nią zafascynowany.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
Szybko wymyślił
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
dokładny model matematyczny
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
opisujący coś niezwykłego:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
zakrzywienia tak silne,
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
że przestrzeń by się do nich wlewała,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
wyginałaby się jak wodospad
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
prowadzący do gardzieli dziury.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
Nawet światło by jej nie uciekło.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
Zostałoby wciągnięte do tej dziury,
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
jak wszystko inne,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
a pozostałby tylko cień.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
Napisał do Einsteina:
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
"Jak Pan zauważy,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
wojna obeszła się ze mną łagodnie,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
pomimo ciężkich walk.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
Miałem czas odciąć się od niej
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
i stąpać po świecie Pańskich pomysłów".
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
Einstein był pod wrażeniem jego rozwiązania
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
jak i oddania Schwarzschilda jako naukowca
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
pracującego w trudnych warunkach.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
Tydzień później przedstawił jego pomysł
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
Berlińsko-Brandenburskiej Akademii Nauk.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
Myślał, że czarne dziury to dziwactwo matematyczne.
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
Einstein nie wierzył, że istnieją naprawdę.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
Myślał, że przyroda chroni nas przed ich powstaniem.
05:42
It was decades
130
327000
2000
Minęły dziesiątki lat,
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
zanim nazwano je czarnymi dziurami,
05:46
and people realized
132
331000
2000
a ludzie zdali sobie sprawę,
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
że takie obiekty istnieją w kosmosie.
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
Okazuje się, że powstają
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
po śmierci masywnych gwiazd,
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
które zapadają się pod koniec swojego życia.
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
które zapadają się pod koniec swojego życia.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
Ze Słońcem tak się nie stanie.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
Nie jest wystarczająco masywne.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
Ale przeprowadźmy eksperyment myślowy,
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
jak miał w zwyczaju Einstein.
06:06
we could imagine
142
351000
2000
Wyobraźmy sobie Słońce,
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
zbite do średnicy sześciu kilometrów,
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
i małą Ziemię na jego orbicie,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
jakieś 30 kilometrów od gwiazdy.
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
jakieś 30 kilometrów od gwiazdy.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
Ziemia byłaby źródłem światła,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
jedynym, bo Słońca teraz nie ma.
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
Więc to Ziemia musi się świecić.
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
Ziemia byłaby na orbicie,
06:28
even 30 km
151
373000
2000
powiedzmy 30 km od czarnej dziury.
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
powiedzmy 30 km od czarnej dziury.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
Taka zgnieciona czarna dziura
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
mogłaby się zmieścić na Manhattanie.
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
Może zatamowałaby rzekę Hudson
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
zanim zniszczyłaby Ziemię.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
O tym chcę wam opowiedzieć.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
Mówimy o obiekcie, który zająłby
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
pół powierzchni Manhattanu.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
Przybliżmy do niego Ziemię,
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
na odległość 30 km.
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
Nic złego się z nią nie dzieje.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
Jest taki mit, że czarne dziury
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
pożerają wszystko we wszechświecie.
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
Ale żeby w nie wpaść, trzeba być bardzo blisko.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
Z naszego punktu widzenia
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
zawsze widać Ziemię.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
Czarna dziura jej nie zakrywa.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
Światło z Ziemi częściowo do niej wpada,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
ale część ją omija i dociera do nas.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
Za czarną dziurą niczego się nie ukryje.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
Gdyby to był serial Battlestar Galactica
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
i walczylibyście z Cylonami,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
nie ukrywajcie się za czarną dziurą.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
Oni was zobaczą.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
Słońce nie zapadnie się w czarną dziurę,
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
nie jest wystarczająco masywne.
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
Ale w galaktyce są dziesiątki tysięcy czarnych dziur.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
Gdyby jedna przesłoniła Drogę Mleczną,
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
tak by to wyglądało.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
Widzielibyśmy cień czarnej dziury
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
na tle setek miliardów gwiazd
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
Drogi Mlecznej i jej świetlistych torusów pyłowych.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
Gdybyśmy spadali w kierunku czarnej dziury,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
widzielibyśmy światło skrzywione soczewkowaniem
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
i zaczęlibyśmy przechodzić przez ten cień,
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
ale nic dramatycznego by się nie wydarzyło.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
Nic by nie dało wystrzelenie rakiet,
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
żeby odsunął nas odrzut.
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
Wpadlibyśmy, zupełnie jak światło.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
Mimo tego, że czarne dziury są czarne z zewnątrz,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
nie są ciemne w środku,
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
bo światło z galaktyki wpada za nami.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
Z powodu efektu dylatacji czasu
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
zegarki miałyby opóźnienie w stosunku do czasu galaktyki.
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
zegarki zwalniałyby w stosunku do czasu galaktyki.
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
Ale wyglądałoby to jakby ewolucja galaktyki
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
przyspieszyła na moment
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
przed tym, jak zostalibyśmy zgnieceni.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
To jak doświadczenie śmierci,
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
kiedy widać światło na końcu tunelu,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
tylko że my nie moglibyśmy wrócić.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(Śmiech)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
Nie moglibyśmy opowiedzieć
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
o tym świetle na końcu tunelu.
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
Nie znaleźliśmy jeszcze cienia czarnej dziury,
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
ale dziury można usłyszeć,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
chociaż ich nie widać.
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
Pomyślmy o takiej realistycznej sytuacji.
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
Dwie czarne dziury żyły sobie razem.
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
Zaczęły jako gwiazdy,
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
a potem obie się zapadły.
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
Każda ma 10 mas Słońca.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
Teraz zbijmy je do 60 kilometrów średnicy.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
Mogą się obracać setki razy na sekundę.
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
Mogą się obracać setki razy na sekundę.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
Pod koniec życia
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
mijają się z prędkością bliską prędkości światła.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
Przemierzają tysiące kilometrów
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
w ułamku sekundy.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
To zachowanie nie tylko zakrzywia przestrzeń,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
ale też rozdzwania przestrzeń za nimi,
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
ale też rozdzwania przestrzeń za nimi,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
tworzy falę w czasoprzestrzeni.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
Przestrzeń skręca się i rozciąga
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
z epicentrum tego zjawiska
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
w czarnych dziurach bębniących na wszechświecie.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
To bębnienie roznosi się z prędkością światła.
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
To bębnienie roznosi się z prędkością światła.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
Ta symulacja komputerowa
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
stworzona została w centrum NASA Goddard.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
Rozwiązanie tego problemu zajęło 30 lat.
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
Pracowało nad tym kilka grup.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
Pokazuje układ podwójny czarnych dziur,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
z pomocnymi liniami.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
Może nie jest to wyraźne,
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
ale widać rozchodzące się czerwone fale,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
które są falami grawitacyjnymi.
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
To dosłownie dźwięki przestrzeni.
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
Podróżują z prędkością światła.
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
Oddźwięk stopniowo zanika,
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
aż zostaje jedna obracająca się, cicha czarna dziura.
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
aż zostaje jedna obracająca się, cicha czarna dziura.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
Gdybyśmy stali blisko,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
nasze ucho rozbrzmiewałoby
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
ściskaniem i rozciąganiem przestrzeni.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
Ten dźwięk byłby słyszalny.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
Nasza głowa też by się rozciągała, co by nie pomogło,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
bo trudno byłoby zrozumieć, co się dzieje.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
Ale puszczę wam dźwięk,
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
który możnaby wtedy usłyszeć.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
To dzieło mojej grupy,
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
trochę mniej wytworny model.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
Załóżmy, że mniejsza czarna dziura
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
wpada do masywniejszej.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
To dźwięk małej czarnej dziury
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
uderzającej w przestrzeń
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
z każdym przybliżeniem.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
Gdy się oddala, dźwięk jest cichszy.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
Jest jak młoteczek,
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
robi też wyrwy w przestrzeni,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
chybotając nią jak bębnem.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
Możemy ten dźwięk zrekonstruować.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
Wiemy, że gdy wpada,
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
robi się szybciej i głośniej.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
Na koniec usłyszymy,
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
jak ta mała wpada do olbrzymiej.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(Łomot)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
To jej koniec.
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
Na tych głośnikach robi to wrażenie.
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
W domu trochę rozczarowuje.
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
Takie ciche "bim, bim, bim".
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
To następny odgłos z naszej grupy.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
Nie pokażę wam zdjęć,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
bo czarne dziury nie zostawiają śladów wizualnych,
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
bo czarne dziury nie zostawiają śladów wizualnych,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
a przestrzeń nie jest zamalowana pomocnymi liniami.
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
a przestrzeń nie jest zamalowana pomocnymi liniami.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
Ale gdybyście usłyszeli to na wakacjach w kosmosie,
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
Ale gdybyście usłyszeli to na wakacjach w kosmosie,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
lepiej bierzcie nogi za pas.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(Śmiech)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
Musicie uciekać.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
Czarne dziury się przemieszczają,
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
zbliżają się do siebie.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
Obie dużo drgają.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
A niedługo się scalą.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(Łomot)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
To koniec.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
Takie chrupnięcie to charakterystyczny dźwięk
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
scalania się czarnych dziur.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
Tak przewidujemy to, co byśmy odkryli.
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
Tak przewidujemy to, co byśmy odkryli.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
Na szczęście Kalifornia jest daleko.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
Gdzieś we wszechświecie
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
dwie czarne dziury się scaliły.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
A dźwięczenie przestrzeni
12:34
is ringing
298
739000
2000
A dźwięczenie przestrzeni
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
przebyło milion lat, albo lat świetlnych,
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
z prędkością światła, aż dotarło tutaj.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
Ten dźwięk jest dla nas za cichy.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
Trwa teraz wiele pracochłonnych eksperymentów.
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
Jeden nazywa się LIGO.
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
Będzie szukał odstępstw
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
w rozciągnięciu przestrzeni,
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
mniejszych niż ułamek jądra atomu
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
na przestrzeni czterech kilometrów.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
To bardzo ambitny eksperyment,
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
który będzie jeszcze bardziej czuły
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
za kilka lat, i może uda się to wykryć.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
W planach jest też misja kosmiczna
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
w ciągu następnych dziesięciu lat,
13:11
called LISA.
313
776000
2000
o nazwie LISA.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
Będzie w stanie wykryć supermasywne czarne dziury,
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
o masie milinów czy miliardów mas Słońca.
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
o masie milinów czy miliardów mas Słońca.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
To zdjęcie z teleskopu Hubble'a, widać dwie galaktyki.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
Wyglądają jak zamrożone w uścisku.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
Każda z nich prawdopodobnie
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
ma w centrum supermasywną czarną dzurę.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
W rzeczywistości nie są zamrożone, ale się łączą.
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
W rzeczywistości nie są zamrożone, ale się łączą.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
Te czarne dziury się zderzają,
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
a za miliardy lat nastąpi ich scalenie.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
Percepcja ludzka nie potrafi odebrać
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
pieśni tej długości.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
Ale LISA zobaczy końcowe momenty
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
zderzenia supermasywnych czarnych dziur
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
z wcześniejszych okresów wszechświata,
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
ostatnie 15 minut przed ich scaleniem.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
Chodzi nie tylko o czarne dziury,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
ale też wszystkie znaczące wydarzenia,
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
nie wyłączając Wielkiego Wybuchu.
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
Na początku to określenie było niepopularne.
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
Mamy wierzyć, że był jakiś wybuch?
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
Ale teraz okazuje się, że jest dość trafne,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
bo mógł wtedy powstać hałas,
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
odgłos wybuchu.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
To animacja kolegów z Proton Studios
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
pokazująca Wielki Wybuch z zewnątrz.
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
Nie szukamy takiej perspektywy,
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
bo nie ma gdzie stać na zewnątrz wszechświata.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
Wyobraźcie sobie, że jesteście w środku.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
Wielki Wybuch was otacza,
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
przestrzeń drga,
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
mija 14 miliardów lat,
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
a ta pieśń nadal przebrzmiewa wokół nas.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
Tworzą się galaktyki,
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
a w nich pokolenia gwiazd.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
A wokół jednej z nich,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
co najmniej jednej,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
jest zdatna do zamieszkania planeta.
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
Na niej szaleńczo budujemy te eksperymenty,
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
liczymy, piszemy programy.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
Miliard lat temu zderzyły się dwie czarne dziury,
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
Miliard lat temu zderzyły się dwie czarne dziury,
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
a ich pieśń nadal brzmi w przestrzeni,
14:57
for all that time.
358
882000
2000
przez cały ten czas.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
Nas jeszcze nie było.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
Zbliża się do nas...
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
40 tys. lat temu malowaliśmy po jaskiniach.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
Szybko, budujcie swoje instrumenty.
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
Dźwięk się zbliża,
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
a kiedykolwiek tu nie dotrze,
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
gdy nasze sensory będą bardziej czułe,
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
zbudujemy je, włączymy
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
i złapiemy pierwsze pieśni wszechświata.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
Gdybyśmy odebrali Wielki Wybuch,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
brzmiałby jakoś tak.
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(Zakłócenia) Okropny dźwięk.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
To kwintesencja hałasu.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
Biały szum, chaotyczne dzwonienie.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
Ale jest wokół nas, prawdopodobnie,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
jeśli jakieś inne zjawisko go nie wygasiło.
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
jeśli jakieś inne zjawisko go nie wygasiło.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
Będzie jak muzyka dla naszych uszu,
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
bo to ciche echo
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
momentu naszego stworzenia,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
dostępnego nam wszechświata.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
W ciągu następnych kilku lat
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
pogłosimy tę ścieżkę dźwiękową w naszych głośnikach,
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
i posłuchamy wszechświata.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
Jeśli usłyszymy najwcześniejsze momenty,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
to zbliżymy się do zrozumienia Wielkiego Wybuchu,
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
to zbliżymy się do zrozumienia Wielkiego Wybuchu,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
co pozwoli nam zadać
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
najtrudniejsze i najbardziej nieuchwytne pytania.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
Cofając się w rozwoju wszechświata
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
wiemy, że był Wielki Wybuch,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
może nawet usłyszymy jego kakofonię,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
ale czy był to jedyny Wielki Wybuch?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
Czy zdarzył się już wcześniej?
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
Czy wydarzy się znów?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
Zgodnie z duchem i wyzwaniem TED,
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
by znów rozpalić iskrę zdumienia,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
możemy zadawać pytania,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
które mogą nigdy nie znaleźć odpowiedzi.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
Ale musimy je zadać:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
Czy to możliwe, że nasz wszechświat
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
jest tylko strzępkiem większej historii?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
Czy to możliwe, że to odnoga multiwersum,
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
że istnieją inne, każda ze swym Wielkim Wybuchem?
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
W niektórych czarne dziury dudnią,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
w niektórych może nie...
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
Może w niektórych są świadome istoty, w innych nie...
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
Nie podzielające z nami przeszłości
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
ani przyszłości, a jednak do nas podobne?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
Zastanawiamy się, jeśli wieloświat istnieje,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
czy w innej jego części są jakieś istoty?
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
czy w innej jego części są jakieś istoty?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
To moje stworzenia wieloświata.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
Czy są też inne,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
które rozmyślają o nas
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
i o swoich początkach?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
Jeśli tak, wyobrażam je sobie jak nas,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
Jeśli tak, wyobrażam je sobie jak nas,
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
wyliczających, piszących programy,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
budujących instrumenty,
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
próbujących wykryć dźwięki
17:28
of their origins
420
1033000
2000
źródeł swojego pochodzenia
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
i kontemplujących wszechświat.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
Dziękuję.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(Brawa)
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