TED2008
Brian Cox: CERN's supercollider
Брайан Кокс про суперколлайдер ЦЕРНа
Filmed:
Readability: 4.2
4,087,820 views
"Физик-рок-звезда" Брайан Кокс рассказывает о своей работе над большим адронным коллайдером в ЦЕРНе. Объясняя самую большую из больших наук увлекательно и доступно, Кокс переносит нас в путешествие по этому крупному проекту.
Brian Cox - Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
This is the Large Hadron Collider.
0
1000
3000
Это большой адронный коллайдер.
00:22
It's 27 kilometers in circumference.
1
4000
2000
Он 27 километров в окружности
00:24
It's the biggest scientific experiment ever attempted.
2
6000
3000
и это самый большой научный эксперимент, когда-либо поставленный.
00:27
Over 10,000 physicists and engineers
3
9000
3000
Более 10 тысяч физиков и инженеров
00:30
from 85 countries around the world
4
12000
2000
из 85 стран мира
00:32
have come together over several decades
5
14000
2000
объединились вместе на несколько десятилетий,
00:34
to build this machine.
6
16000
2000
чтобы построить эту машину.
00:36
What we do is we accelerate protons --
7
18000
2000
Мы занимаемся тем, что ускоряем протоны —
00:38
so, hydrogen nuclei --
8
20000
2000
атомные ядра водорода —
00:40
around 99.999999
9
22000
4000
до скорости, равной 99.999999
00:44
percent the speed of light.
10
26000
2000
процентам скорости света.
00:46
Right? At that speed, they go around
11
28000
2000
На этой скорости они пролетают
00:48
that 27 kilometers 11,000 times a second.
12
30000
4000
эти 27 километров 11 тысяч раз в секунду.
00:52
And we collide them with another beam of protons
13
34000
2000
И мы сталкиваем их с другим пучком протонов,
00:54
going in the opposite direction.
14
36000
3000
летящим в противоположном направлении.
00:57
We collide them inside giant detectors.
15
39000
2000
Мы сталкиваем их внутри гигантских детекторов.
00:59
They're essentially digital cameras.
16
41000
2000
По существу это цифровые камеры.
01:01
And this is the one that I work on, ATLAS.
17
43000
2000
А это детектор, над которым я работаю, — ATLAS.
01:03
You get some sense of the size --
18
45000
2000
Вы сможете представить размер:
01:05
you can just see these EU standard-size
19
47000
2000
вы увидите людей стандартного европейского
01:07
people underneath.
20
49000
2000
размера ниже.
01:09
(Laughter)
21
51000
2000
(Смех)
01:11
You get some sense of the size: 44 meters wide,
22
53000
3000
Чтобы представить размер: ширина 44 метра,
01:14
22 meters in diameter, 7,000 tons.
23
56000
3000
22 метра в диаметре, вес 7 тысяч тонн.
01:17
And we re-create the conditions that were present
24
59000
3000
И мы воссоздаем условия, которые были
01:20
less than a billionth of a second after the universe began
25
62000
3000
начиная с меньше, чем одна миллиардная секунды после начала Вселенной,
01:23
up to 600 million times a second
26
65000
2000
до 600 миллионов раз в секунду
01:25
inside that detector -- immense numbers.
27
67000
3000
внутри детектора - это необъятные числа.
01:29
And if you see those metal bits there --
28
71000
2000
И если вы видите эти металлические секторы,
01:31
those are huge magnets that bend
29
73000
2000
это огромные магниты, которые направляют
01:33
electrically charged particles,
30
75000
2000
электрически заряженные частицы,
01:35
so it can measure how fast they're traveling.
31
77000
2000
так что можно измерить, насколько быстро они движутся.
01:37
This is a picture about a year ago.
32
79000
2000
Это изображение примерно годовой давности.
01:39
Those magnets are in there.
33
81000
2000
Эти магниты внутри.
01:41
And, again, a EU standard-size, real person,
34
83000
2000
А это тот самый человек стандартного европейского размера,
01:43
so you get some sense of the scale.
35
85000
3000
чтобы вы могли представить масштаб.
01:46
And it's in there that those mini-Big Bangs will be created,
36
88000
2000
И это там будут созданы миниатюрные Большие Взрывы
01:48
sometime in the summer this year.
37
90000
2000
однажды летом этого года.
01:50
And actually, this morning, I got an email
38
92000
2000
И, кстати, сегодня утром я получил письмо,
01:52
saying that we've just finished, today,
39
94000
2000
сообщающее, что сегодня мы закончили
01:54
building the last piece of ATLAS.
40
96000
2000
установку последнего компонента ATLAS.
01:56
So as of today, it's finished. I'd like to say
41
98000
2000
Итак, сегодня всё закончено. Мне бы хотелось сказать,
01:58
that I planned that for TED,
42
100000
2000
что это я так спланировал для TED,
02:00
but I didn't. So it's been completed as of today.
43
102000
3000
но это не так. Сегодня работы завершены.
02:03
(Applause)
44
105000
4000
(Аплодисменты)
02:07
Yeah, it's a wonderful achievement.
45
109000
2000
Да, это замечательное достижение.
02:09
So, you might be asking, "Why?
46
111000
2000
Вы можете спросить: "Зачем?"
02:11
Why create the conditions that were present
47
113000
2000
Зачем создавать условия, которые были
02:13
less than a billionth of a second after the universe began?"
48
115000
3000
меньше, чем одна миллиардная секунды после начала Вселенной?
02:16
Well, particle physicists are nothing if not ambitious.
49
118000
3000
Потому что ученые, изучающие элементарные частицы, пустое место без движения вперед.
02:19
And the aim of particle physics is to understand
50
121000
3000
И цель физики элементарных частиц понять,
02:22
what everything's made of, and how everything sticks together.
51
124000
3000
из чего все состоит и как все связано.
02:25
And by everything I mean, of course,
52
127000
2000
И под "все" я имею в виду
02:27
me and you, the Earth, the Sun,
53
129000
3000
себя и вас, конечно, Землю и Солнце,
02:30
the 100 billion suns in our galaxy
54
132000
3000
сотни миллиардов солнц в нашей галактике
02:33
and the 100 billion galaxies
55
135000
2000
и сотни миллиардов галактик
02:35
in the observable universe.
56
137000
2000
в обозреваемой Вселенной.
02:37
Absolutely everything.
57
139000
2000
Абсолютно все.
02:39
Now you might say, "Well, OK, but why not just look at it?
58
141000
2000
Теперь вы можете сказать: "Ну ладно, но почему просто не смотреть на нее?
02:41
You know? If you want to know what I'm made of, let's look at me."
59
143000
3000
Если вы хотите узнать, из чего я состою, посмотрите на меня."
02:44
Well, we found that as you look back in time,
60
146000
3000
Мы обнаружили, что если вернуться в прошлое,
02:47
the universe gets hotter and hotter,
61
149000
3000
Вселенная становится горячее и горячее,
02:50
denser and denser, and simpler and simpler.
62
152000
3000
плотнее и плотнее и проще и проще.
02:53
Now, there's no real reason I'm aware of for that,
63
155000
2000
Сейчас нет реальных оснований, почему я знаю это,
02:55
but that seems to be the case.
64
157000
3000
но похоже, что это так.
02:58
So, way back in the early times of the universe,
65
160000
2000
Итак, мы считаем, что в ранний период жизни Вселенной,
03:00
we believe it was very simple and understandable.
66
162000
3000
все было очень просто и понятно.
03:03
All this complexity, all the way to these wonderful things --
67
165000
3000
Все окружающие нас сложные объекты, включая такую замечательную штуку
03:06
human brains -- are a property of an old
68
168000
2000
как человеческий мозг, принадлежат старой,
03:08
and cold and complicated universe.
69
170000
3000
холодной и сложной вселенной.
03:11
Back at the start, in the first billionth of a second,
70
173000
3000
Но там, в начале, в первую миллиардную секунды,
03:14
we believe, or we've observed, it was very simple.
71
176000
2000
в соответствии с нашими представлениями и наблюдениями, вселенная была очень простой.
03:16
It's almost like ...
72
178000
2000
Она была как ...
03:18
imagine a snowflake in your hand,
73
180000
2000
представьте снежинку в вашей руке,
03:20
and you look at it, and it's an incredibly complicated,
74
182000
3000
вы смотрите на нее, и она невероятно сложный
03:23
beautiful object. But as you heat it up,
75
185000
3000
и красивый объект. Но если вы нагреете ее,
03:26
it'll melt into a pool of water,
76
188000
3000
она растает в каплю воды,
03:29
and you would be able to see that, actually, it was just made
77
191000
2000
и вы увидите, что она всего лишь состоит
03:31
of H20, water.
78
193000
3000
из H20, из воды.
03:34
So it's in that same sense that we look back in time
79
196000
2000
То же самое когда мы смотрим в прошлое,
03:36
to understand what the universe is made of.
80
198000
3000
чтобы понять, из чего состоит Вселенная.
03:39
And, as of today, it's made of these things.
81
201000
3000
И на сегодняшний день она состоит вот из чего.
03:42
Just 12 particles of matter,
82
204000
2000
Всего 12 частиц вещества,
03:44
stuck together by four forces of nature.
83
206000
3000
связанных вместе четырьмя природными взаимодействиями.
03:48
The quarks, these pink things, are the things that make up protons and neutrons
84
210000
3000
Кварки, вот эти розовые кубики, составляют протоны и нейтроны,
03:51
that make up the atomic nuclei in your body.
85
213000
3000
которые составляют атомные ядра в вашем теле.
03:54
The electron -- the thing that goes around
86
216000
2000
Электрон, который вращается
03:56
the atomic nucleus --
87
218000
2000
вокруг атомного ядра,
03:58
held around in orbit, by the way, by the electromagnetic force
88
220000
3000
держится на своей орбите электромагнитным взаимодействием,
04:01
that's carried by this thing, the photon.
89
223000
2000
которая переносится вот этой частицей, фотоном.
04:03
The quarks are stuck together by other things called gluons.
90
225000
3000
Кварки держатся вместе другими частицами, называемыми глюонами.
04:06
And these guys, here, they're the weak nuclear force,
91
228000
2000
А эти штуки - это слабое ядерное взаимодействие,
04:08
probably the least familiar.
92
230000
2000
возможно, наименее знакомое.
04:10
But, without it, the sun wouldn't shine.
93
232000
2000
Но без него Солнце не будет светить.
04:12
And when the sun shines, you get copious quantities
94
234000
2000
А когда Солнце светит, огромное количество
04:14
of these things, called neutrinos, pouring out.
95
236000
3000
этих частиц, называемых нейтрино, льются наружу.
04:17
Actually, if you just look at your thumbnail --
96
239000
3000
Вообще-то если вы просто посмотрите на ноготь большого пальца,
04:20
about a square centimeter --
97
242000
3000
примерно квадратный сантиметр,
04:23
there are something like 60 billion neutrinos per second
98
245000
3000
то около 60 миллиардов нейтрино в секунду,
04:26
from the sun, passing
99
248000
2000
идущих от Солнца, проходят
04:28
through every square centimeter of your body.
100
250000
2000
через каждый квадратный сантиметр вашего тела.
04:30
But you don't feel them, because the weak force
101
252000
2000
Но вы их не чувствуете, потому что слабое взаимодействие
04:32
is correctly named --
102
254000
2000
названо правильно.
04:34
very short range and very weak,
103
256000
2000
Действует на очень коротких расстояниях и очень слабо,
04:36
so they just fly through you.
104
258000
2000
поэтому частицы просто пролетают сквозь вас.
04:38
And these particles have been discovered
105
260000
2000
И все эти частицы были открыты
04:40
over the last century, pretty much.
106
262000
2000
за прошлое столетие.
04:42
The first one, the electron, was discovered in 1897,
107
264000
2000
Первая, электрон, была открыта в 1897-м году,
04:44
and the last one, this thing called the tau neutrino,
108
266000
3000
и последняя, называемая тау-нейтрино,
04:47
in the year 2000. Actually just --
109
269000
2000
в 2000-м году. На самом деле это как,
04:49
I was going to say, just up the road in Chicago. I know it's a big country,
110
271000
3000
я хочу сказать, что это как пригород Чикаго. Я знаю, это большая страна,
04:52
America, isn't it?
111
274000
2000
Америка, не так ли?
04:55
Just up the road.
112
277000
2000
Кажется, что близко, но долго добираться.
04:58
Relative to the universe, it's just up the road.
113
280000
3000
По сравнению со Вселенной обманчиво близко.
05:01
(Laughter)
114
283000
2000
(Смех)
05:03
So, this thing was discovered in the year 2000,
115
285000
2000
Итак, эта частица была открыта в 2000-м году,
05:05
so it's a relatively recent picture.
116
287000
3000
так что это относительно свежая картинка.
05:08
One of the wonderful things, actually, I find,
117
290000
2000
Одна из замечательных вещей, которую я обнаружил,
05:10
is that we've discovered any of them, when you realize how tiny they are.
118
292000
3000
это что нам удалось открыть их все, осознавая насколько они крошечные.
05:13
You know, they're a step in size
119
295000
2000
Они - один шаг в размере
05:15
from the entire observable universe.
120
297000
2000
всей обозримой Вселенной.
05:17
So, 100 billion galaxies,
121
299000
2000
Итак, 100 миллиардов галактик
05:19
13.7 billion light years away --
122
301000
3000
на расстоянии 13,7 миллиардов световых лет
05:22
a step in size from that to Monterey, actually,
123
304000
3000
это шаг расстояния от них до Монтеррея
05:25
is about the same as from Monterey to these things.
124
307000
3000
и это примерно то же самое, как от Монтеррея до них.
05:28
Absolutely, exquisitely minute,
125
310000
3000
Абсолютно, совершенно мелкие,
05:31
and yet we've discovered pretty much the full set.
126
313000
3000
но мы открыли почти полный комплект.
05:35
So, one of my most illustrious forebears
127
317000
3000
Итак, один из моих знаменитых предшественников
05:38
at Manchester University, Ernest Rutherford,
128
320000
2000
в Манчестерском университете Эрнест Резерфорд,
05:40
discoverer of the atomic nucleus,
129
322000
2000
открыватель атомных ядер,
05:42
once said, "All science is either physics
130
324000
2000
однажды сказал: "Есть только две науки: физика
05:44
or stamp collecting."
131
326000
2000
и коллекционирование марок."
05:46
Now, I don't think he meant to insult
132
328000
3000
Я не думаю, что он хотел оскорбить
05:49
the rest of science,
133
331000
2000
остальные науки,
05:51
although he was from New Zealand, so it's possible.
134
333000
3000
хотя он был из Новой Зеландии, так что это возможно.
05:54
(Laughter)
135
336000
2000
(Смех)
05:56
But what he meant was that what we've done, really,
136
338000
2000
Но он имел в виду, что то, что мы сделали,
05:58
is stamp collect there.
137
340000
2000
на самом деле коллекционирование марок.
06:00
OK, we've discovered the particles,
138
342000
2000
Хорошо, мы открыли частицы,
06:02
but unless you understand the underlying
139
344000
2000
но до тех пор, пока вы не поняли основополагающую
06:04
reason for that pattern -- you know, why it's built the way it is --
140
346000
3000
причину этой структуры: почему все спроектировано так, как есть, -
06:07
really you've done stamp collecting. You haven't done science.
141
349000
3000
действительно вы только собирали марки, не занимались наукой.
06:10
Fortunately, we have
142
352000
2000
К счастью у нас есть
06:12
probably one of the greatest scientific achievements of the twentieth century
143
354000
3000
возможно одно из величайших научных достижений 20-го века,
06:15
that underpins that pattern.
144
357000
2000
которое подкрепляет эту структуру.
06:17
It's the Newton's laws, if you want,
145
359000
2000
Это законы Ньютона, если желаете,
06:19
of particle physics.
146
361000
2000
физики элементарных частиц.
06:21
It's called the standard model -- beautifully simple mathematical equation.
147
363000
3000
Это простое до изящества математическое уравнение, которое называется стандартная модель.
06:24
You could stick it on the front of a T-shirt,
148
366000
2000
Вы можете приклеить его на футболку,
06:26
which is always the sign of elegance.
149
368000
3000
что всегда является признаком элегантности.
06:29
This is it.
150
371000
2000
Вот оно.
06:31
(Laughter)
151
373000
2000
(Смех)
06:33
I've been a little disingenuous, because I've expanded it out
152
375000
2000
Я немного соврал, развернув его
06:35
in all its gory detail.
153
377000
2000
со всеми кровавыми подробностями.
06:37
This equation, though, allows you to calculate everything --
154
379000
2000
Тем не менее это уравнение позволит вам посчитать все,
06:39
other than gravity -- that happens in the universe.
155
381000
3000
кроме гравитации, что происходит во Вселенной.
06:42
So, you want to know why the sky is blue, why atomic nuclei stick together --
156
384000
3000
Итак, вы хотите узнать, почему небо синее, почему атомные ядра связаны друг с другом, -
06:45
in principle, you've got a big enough computer --
157
387000
2000
и у вас есть достаточно большой компьютер -
06:47
why DNA is the shape it is.
158
389000
2000
почему ДНК той формы, которую она имеет.
06:49
In principle, you should be able to calculate it from that equation.
159
391000
3000
В принципе, вы можете вычислить это из этого уравнения.
06:52
But there's a problem.
160
394000
2000
Но здесь есть проблема.
06:55
Can anyone see what it is?
161
397000
3000
Кто-нибудь знает, где?
06:59
A bottle of champagne for anyone that tells me.
162
401000
3000
Бутылка шампанского любому, кто скажет.
07:02
I'll make it easier, actually, by blowing one of the lines up.
163
404000
2000
Я упрощу его, увеличив одну из строк.
07:05
Basically, each of these terms
164
407000
2000
По существу, каждое из этих обозначений
07:07
refers to some of the particles.
165
409000
2000
относится к какой-нибудь частице.
07:09
So those Ws there refer to the Ws, and how they stick together.
166
411000
3000
Эти W здесь относятся к слабым взаимодействиям и их связи.
07:12
These carriers of the weak force, the Zs, the same.
167
414000
3000
Они носители слабого взаимодействия, и тоже самое с Z.
07:15
But there's an extra symbol in this equation: H.
168
417000
2000
Но есть еще дополнительный символ в уравнении: H.
07:17
Right, H.
169
419000
2000
Да, H.
07:19
H stands for Higgs particle.
170
421000
2000
H означает бозон Хиггса.
07:21
Higgs particles have not been discovered.
171
423000
3000
Бозоны Хиггса еще не обнаружены.
07:24
But they're necessary: they're necessary
172
426000
2000
Но они необходимы, они необходимы,
07:26
to make that mathematics work.
173
428000
2000
чтобы сделать математическую работу.
07:28
So all the exquisitely detailed calculations we can do
174
430000
2000
Поэтому все очень подробные подсчеты, которые мы можем сделать
07:30
with that wonderful equation
175
432000
2000
с этим замечательным уравнением,
07:32
wouldn't be possible without an extra bit.
176
434000
2000
невозможны без этого дополнительного элемента.
07:34
So it's a prediction:
177
436000
2000
Так что это предсказание,
07:36
a prediction of a new particle.
178
438000
2000
предсказание новой частицы.
07:38
What does it do?
179
440000
2000
Что она делает?
07:40
Well, we had a long time to come up with good analogies.
180
442000
2000
У нас было много времени для создания аналогий.
07:42
And back in the 1980s, when we wanted the money
181
444000
3000
И тогда, в 80-х, когда нам нужны были деньги
07:45
for the LHC from the U.K. government,
182
447000
2000
от правительства Великобритании для коллайдера,
07:47
Margaret Thatcher, at the time, said,
183
449000
2000
Маргарет Тэтчер, в то время, сказала:
07:49
"If you guys can explain, in language
184
451000
2000
"Если вы сможете объяснить на языке,
07:51
a politician can understand,
185
453000
2000
понятном политикам,
07:53
what the hell it is that you're doing, you can have the money.
186
455000
3000
что за ерунду вы делаете, то вы получите деньги.
07:56
I want to know what this Higgs particle does."
187
458000
2000
Я хочу знать, что делает этот бозон Хиггса."
07:58
And we came up with this analogy, and it seemed to work.
188
460000
2000
И мы придумали эту аналогию и, кажется, она сработала.
08:00
Well, what the Higgs does is, it gives mass to the fundamental particles.
189
462000
3000
Бозон Хиггса дает массу фундаментальным частицам.
08:03
And the picture is that the whole universe --
190
465000
2000
И суть в том, что вся Вселенная, -
08:05
and that doesn't mean just space, it means me as well, and inside you --
191
467000
3000
это не значит только космос, это значит и меня, и то, что внутри вас, -
08:08
the whole universe is full of something called a Higgs field.
192
470000
3000
вся Вселенная заполнена чем-то, что называется полем Хиггса.
08:11
Higgs particles, if you will.
193
473000
2000
Частицы Хиггса, если угодно.
08:13
The analogy is that these people in a room
194
475000
2000
Аналогия в том, что эти люди в комнате
08:15
are the Higgs particles.
195
477000
2000
это частицы Хиггса.
08:17
Now when a particle moves through the universe,
196
479000
2000
И когда частица движется сквозь Вселенную,
08:19
it can interact with these Higgs particles.
197
481000
3000
она может взаимодействовать с этими бозонами Хиггса.
08:22
But imagine someone who's not very popular moves through the room.
198
484000
3000
Но представьте кого-нибудь не очень популярного, проходяшего через комнату.
08:25
Then everyone ignores them. They can just pass through the room very quickly,
199
487000
3000
Все проигнорируют его. Он легко может пересечь комнату очень быстро,
08:28
essentially at the speed of light. They're massless.
200
490000
3000
по существу со скоростью света. Он не имеет массы.
08:31
And imagine someone incredibly important
201
493000
2000
А представьте кого-нибудь невероятно важного,
08:33
and popular and intelligent
202
495000
2000
известного и умного,
08:35
walks into the room.
203
497000
3000
входящим в комнату.
08:38
They're surrounded by people, and their passage through the room is impeded.
204
500000
3000
Его окружат люди, и его путь через комнату затруднен.
08:41
It's almost like they get heavy. They get massive.
205
503000
3000
Почти как будто он потяжелел. Обрел массу.
08:44
And that's exactly the way the Higgs mechanism works.
206
506000
3000
И это как раз то, как работает Хиггсовский механизм.
08:47
The picture is that the electrons and the quarks
207
509000
2000
Суть в том, что электроны и кварки
08:49
in your body and in the universe that we see around us
208
511000
3000
в вашем теле и во Вселенной, которую мы видим вокруг,
08:52
are heavy, in a sense, and massive,
209
514000
2000
тяжелые, в некотором смысле, и имеют массу,
08:54
because they're surrounded by Higgs particles.
210
516000
2000
потому что окружены частицами Хиггса.
08:56
They're interacting with the Higgs field.
211
518000
3000
Они взаимодействуют с полем Хиггса.
08:59
If that picture's true,
212
521000
2000
Если это образ верен,
09:01
then we have to discover those Higgs particles at the LHC.
213
523000
3000
то нам нужно обнаружить эти частицы Хиггса в коллайдере.
09:05
If it's not true -- because it's quite a convoluted mechanism,
214
527000
2000
Если это неверно, потому что это достаточно сложный механизм,
09:07
although it's the simplest we've been able to think of --
215
529000
3000
хотя и самый простой, который мы смогли представить,
09:10
then whatever does the job of the Higgs particles
216
532000
2000
то, что бы ни делало работу частиц Хиггса,
09:12
we know have to turn up
217
534000
2000
мы знаем, должно обнаружиться
09:14
at the LHC.
218
536000
2000
в Большом Адронном Коллайдере.
09:16
So, that's one of the prime reasons we built this giant machine.
219
538000
3000
Это одна из первостепенных причин, почему мы построили эту гигантскую машину.
09:19
I'm glad you recognize Margaret Thatcher.
220
541000
2000
Я рад, вы узнали Маргарет Тэтчер.
09:21
Actually, I thought about making it more culturally relevant, but --
221
543000
3000
Вообще-то я думал сделать картинку более соответствующей стране, но
09:24
(Laughter)
222
546000
3000
(Смех)
09:27
anyway.
223
549000
2000
ничего страшного.
09:29
So that's one thing.
224
551000
2000
Итак, это первая задача.
09:31
That's essentially a guarantee of what the LHC will find.
225
553000
3000
Это по существу гарантия того, что найдет коллайдер.
09:34
There are many other things. You've heard
226
556000
2000
Есть еще много других. Вы слышали
09:36
many of the big problems in particle physics.
227
558000
2000
о многих важных задачах физики элементарных частиц.
09:38
One of them you heard about: dark matter, dark energy.
228
560000
3000
Одна из них, о чем вы слышали, это темное вещество, темная энергия.
09:41
There's another issue,
229
563000
2000
Есть еще один вопрос,
09:43
which is that the forces in nature -- it's quite beautiful, actually --
230
565000
2000
он заключается в том, что природные взаимодействия, вообще-то достаточно красивые,
09:45
seem, as you go back in time,
231
567000
2000
чем дальше в прошлое,
09:47
they seem to change in strength.
232
569000
2000
тем больше кажется, что их сила меняется.
09:49
Well, they do change in strength.
233
571000
2000
Их сила действительно меняется.
09:51
So, the electromagnetic force, the force that holds us together,
234
573000
3000
Таким образом электромагнитное взаимодействие, которое держит нас вместе,
09:54
gets stronger as you go to higher temperatures.
235
576000
3000
усиливается, чем выше температуры.
09:57
The strong force, the strong nuclear force, which sticks nuclei together,
236
579000
3000
Сильное взаимодействие, ядерное взаимодействие, которое связывает ядра вместе,
10:00
gets weaker. And what you see is the standard model --
237
582000
3000
становится слабее. И вы видите, что стандартная модель -
10:03
you can calculate how these change -- is the forces,
238
585000
2000
вы можете посчитать, как они меняются, - это взаимодействия,
10:05
the three forces, other than gravity,
239
587000
2000
три взаимодействия, отличные от гравитации,
10:07
almost seem to come together at one point.
240
589000
2000
почти объединяются в одной точке.
10:09
It's almost as if there was one beautiful
241
591000
2000
Это почти так же, как если бы было одно красивое
10:11
kind of super-force, back at the beginning of time.
242
593000
3000
супер-взаимодействие там, в начале времени.
10:14
But they just miss.
243
596000
2000
Вот только они не совсем точно объединяются.
10:16
Now there's a theory called super-symmetry,
244
598000
2000
Сейчас есть теория суперсимметрии,
10:18
which doubles the number of particles in the standard model,
245
600000
3000
которая удваивает число частиц в стандартной модели.
10:21
which, at first sight, doesn't sound like a simplification.
246
603000
2000
Что, на первый взгляд, не выглядит упрощением.
10:23
But actually, with this theory,
247
605000
2000
Но в действительности с этой теорией
10:25
we find that the forces of nature
248
607000
2000
мы видим, что природные взаимодействия
10:27
do seem to unify together, back at the Big Bang --
249
609000
3000
действительно объединяются вместе там, в момент Большого Взрыва.
10:30
absolutely beautiful prophecy. The model wasn't built to do that,
250
612000
3000
Безусловно превосходное предсказание. Модель была построена не для него,
10:33
but it seems to do it.
251
615000
2000
но, похоже, она исполняет его.
10:35
Also, those super-symmetric particles
252
617000
2000
Также эти суперсимметричные частицы
10:37
are very strong candidates for the dark matter.
253
619000
2000
многообещающие кандидаты на темное вещество.
10:39
So a very compelling theory
254
621000
2000
Таким образом очень убедительная теория
10:41
that's really mainstream physics.
255
623000
2000
это действительно основное направление физики.
10:43
And if I was to put money on it, I would put money on --
256
625000
2000
И если бы я делал ставки, то я бы поставил на то, -
10:45
in a very unscientific way -- that
257
627000
2000
что очень ненаучно -
10:47
that these things would also crop up at the LHC.
258
629000
2000
что эти частицы тоже будут обнаружены в коллайдере.
10:50
Many other things that the LHC could discover.
259
632000
3000
Коллайдер может открыть и много другого.
10:53
But in the last few minutes, I just want to give you
260
635000
3000
Но за несколько оставшихся минут я просто хочу показать вам
10:56
a different perspective
261
638000
2000
другое представление о том,
10:58
of what I think -- what particle physics
262
640000
2000
что я думаю, что физика элементарных частиц
11:00
really means to me -- particle physics and cosmology.
263
642000
3000
действительно означает для меня, физика элементарных частиц и космология.
11:03
And that's that I think it's given us a wonderful
264
645000
3000
Я думаю, что нам дан замечательный сюжет,
11:06
narrative -- almost a creation story,
265
648000
3000
почти история сотворения,
11:09
if you'd like -- about the universe,
266
651000
2000
если желаете, Вселенной,
11:11
from modern science over the last few decades.
267
653000
3000
современной наукой за несколько прошедших десятилетий.
11:14
And I'd say that it deserves,
268
656000
2000
И я бы сказал, что она заслуживает
11:16
in the spirit of Wade Davis' talk,
269
658000
2000
в духе выступления Уэйда Дэвиса
11:18
to be at least put up there with these wonderful creation stories
270
660000
3000
по крайней мере быть в одном ряду с этими замечательными историями сотворения мира
11:21
of the peoples of the high Andes and the frozen north.
271
663000
4000
людей высоких Анд и замерзшего севера.
11:25
This is a creation story, I think, equally as wonderful.
272
667000
3000
Я думаю, что эта история сотворения мира столь же замечательна.
11:29
The story goes like this: we know that
273
671000
2000
История начинается так: мы знаем,
11:31
the universe began 13.7 billion years ago,
274
673000
3000
что Вселенная началась 13,7 миллиардов лет назад
11:34
in an immensely hot, dense state,
275
676000
3000
в чрезвычайно горячем и плотном состоянии,
11:37
much smaller than a single atom.
276
679000
2000
размером гораздо меньшим, чем один атом.
11:39
It began to expand about
277
681000
2000
Она началась расширяться примерно
11:41
a million, billion, billion, billion billionth
278
683000
3000
через одну миллионую миллиардную миллиардную миллиардную миллиардную
11:44
of a second -- I think I got that right -- after the Big Bang.
279
686000
4000
секунды - думаю, я назвал правильно, - после Большого Взрыва.
11:48
Gravity separated away from the other forces.
280
690000
2000
Гравитация отделилась от остальных взаимодействий.
11:50
The universe then underwent
281
692000
2000
Затем Вселенная подверглась
11:52
an exponential expansion called inflation.
282
694000
3000
экспоненциальному расширению, называемому инфляционным.
11:55
In about the first billionth of a second or so,
283
697000
2000
За первую миллиардную долю секунды или около того
11:57
the Higgs field kicked in, and the quarks
284
699000
2000
появилось поле Хиггса, и кварки,
11:59
and the gluons and the electrons
285
701000
3000
глюоны и электроны,
12:02
that make us up got mass.
286
704000
2000
которые составляют нас, обрели массу.
12:04
The universe continued to expand and cool.
287
706000
3000
Вселенная продолжила расширяться и остывать.
12:07
After about a few minutes,
288
709000
2000
Через несколько минут
12:09
there was hydrogen and helium in the universe. That's all.
289
711000
3000
в ней был водород и гелий. И все.
12:12
The universe was about 75 percent hydrogen,
290
714000
3000
Вселенная состояла из 75% водорода
12:15
25 percent helium. It still is today.
291
717000
3000
и 25% гелия. Как и сегодня.
12:18
It continued to expand
292
720000
2000
Она продолжала расширяться
12:20
about 300 million years.
293
722000
2000
около 300 миллионов лет.
12:22
Then light began to travel through the universe.
294
724000
2000
Затем свет начал путешествовать через Вселенную.
12:24
It was big enough to be transparent to light,
295
726000
2000
Она стала достаточно большой, чтобы быть прозрачной для света,
12:26
and that's what we see in the cosmic microwave background
296
728000
2000
и это то, что мы видим как реликтовое излучение в космосе,
12:28
that George Smoot described
297
730000
2000
которое Джордж Смут описал
12:30
as looking at the face of God.
298
732000
2000
как взгляд в лицо Богу.
12:32
After about 400 million years, the first stars formed,
299
734000
3000
Через около 400 миллионов лет сформировались первые звезды,
12:35
and that hydrogen, that helium, then began to cook
300
737000
2000
а затем водород и гелий стали превращаться
12:37
into the heavier elements.
301
739000
2000
в более тяжелые элементы.
12:39
So the elements of life --
302
741000
2000
Таким образом элементы жизни:
12:41
carbon, and oxygen and iron,
303
743000
2000
углерод, кислород и железо -
12:43
all the elements that we need to make us up --
304
745000
2000
все те элементы, которые необходимы, чтобы создать нас,
12:45
were cooked in those first generations of stars,
305
747000
3000
были созданы в первых поколениях звезд,
12:48
which then ran out of fuel, exploded,
306
750000
2000
которые потом взорвались, когда в них закончилось топливо,
12:50
threw those elements back into the universe.
307
752000
3000
и выбросили эти элементы назад во Вселенную.
12:53
They then re-collapsed into another generation
308
755000
2000
Элементы потом снова сжались в новое поколение
12:55
of stars and planets.
309
757000
3000
звезд и планет.
12:58
And on some of those planets, the oxygen, which had been created
310
760000
3000
И на некоторых из тех планет кислород, который был создан
13:01
in that first generation of stars, could fuse with hydrogen
311
763000
3000
в первом поколении звезд, смог объединиться с водородом
13:04
to form water, liquid water on the surface.
312
766000
3000
сформировалась вода, жидкая вода на поверхности.
13:07
On at least one, and maybe only one of those planets,
313
769000
3000
По крайней мере на одной и, может быть, только на одной из тех планет
13:10
primitive life evolved,
314
772000
2000
развилась примитивная жизнь,
13:13
which evolved over millions of years into
315
775000
2000
которая эволюционировала за миллионы лет
13:15
things that walked upright and left footprints
316
777000
2000
в существа, которые ходили прямо и оставили следы
13:17
about three and a half million years ago in the mud flats of Tanzania,
317
779000
3000
около трех с половиной миллионов лет назад в ваттах Танзании,
13:20
and eventually
318
782000
2000
и наконец
13:22
left a footprint on another world.
319
784000
2000
оставили следы в другом мире.
13:24
And built this civilization,
320
786000
2000
И построили эту цивилизацию,
13:26
this wonderful picture,
321
788000
2000
эту замечательную картину,
13:28
that turned the darkness into light,
322
790000
3000
которая превратила темноту в свет,
13:31
and you can see the civilization from space.
323
793000
2000
и теперь вы можете увидеть эту цивилизацию из космоса.
13:33
As one of my great heroes, Carl Sagan, said,
324
795000
3000
Как сказал один из моих великих героев, Карл Саган,
13:36
these are the things -- and actually, not only these,
325
798000
2000
такие вещи, как - и не только они,
13:38
but I was looking around -- these are the things,
326
800000
2000
если оглядеться, - такие вещи,
13:40
like Saturn V rockets, and Sputnik,
327
802000
3000
как ракеты Сатурн-5, и Спутник,
13:43
and DNA, and literature and science --
328
805000
2000
и ДНК, и литература, и наука -
13:45
these are the things that hydrogen atoms do
329
807000
2000
это то, что атомы водорода делают,
13:47
when given 13.7 billion years.
330
809000
4000
когда у них есть 13,7 миллиардов лет.
13:51
Absolutely remarkable.
331
813000
2000
Безусловно удивительно.
13:53
And, the laws of physics. Right?
332
815000
2000
И законы физики, не так ли?
13:55
So, the right laws of physics --
333
817000
2000
Итак, правильные законы физики
13:57
they're beautifully balanced.
334
819000
2000
изящно сбалансированы.
13:59
If the weak force had been a little bit different,
335
821000
2000
Если бы слабое взаимодействие было немного другим,
14:01
then carbon and oxygen wouldn't be stable
336
823000
2000
то углерод и кислород не были бы устойчивы
14:03
inside the hearts of stars,
337
825000
2000
внутри ядер звезд
14:05
and there would be none of that in the universe.
338
827000
3000
и ничего этого не было бы во Вселенной.
14:08
And I think that's
339
830000
2000
И я думаю, это
14:10
a wonderful and significant story.
340
832000
2000
замечательная и знаменательная история.
14:12
50 years ago, I couldn't have told that story,
341
834000
2000
50 лет назад я бы не смог рассказать эту историю,
14:14
because we didn't know it.
342
836000
2000
потому что мы не знали ее.
14:16
It makes me really feel that
343
838000
2000
Из-за нее я действительно думаю,
14:18
that civilization --
344
840000
2000
что цивилизация,
14:20
which, as I say, if you believe
345
842000
2000
которая, как я сказал, если вы верите
14:22
the scientific creation story,
346
844000
2000
в научную историю сотворения мира,
14:24
has emerged purely as a result of the laws of physics,
347
846000
3000
возникла исключительно как результат законов физики
14:27
and a few hydrogen atoms --
348
849000
2000
и нескольких атомов водорода,
14:29
then I think, to me anyway,
349
851000
2000
и по крайней мере меня
14:32
it makes me feel incredibly valuable.
350
854000
2000
она заставляет чувствовать необычайно значимым.
14:34
So that's the LHC.
351
856000
2000
И все это коллайдер.
14:36
The LHC is certainly, when it turns on in summer,
352
858000
3000
Коллайдер, когда летом его включат,
14:39
going to write the next chapter of that book.
353
861000
3000
несомненно напишет следующую главу этой книги.
14:42
And I'm certainly looking forward with
354
864000
2000
И я конечно жду
14:44
immense excitement to it being turned on.
355
866000
2000
с огромным волнением, когда он будет включен.
14:46
Thanks.
356
868000
2000
Спасибо.
14:48
(Applause)
357
870000
5000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Brian Cox - PhysicistPhysicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester.
Why you should listen
Based at the University of Manchester, Brian Cox works at CERN in Geneva on the ATLAS experiment, studying the forward proton detectors for the Large Hadron Collider there. He's a professor at the University of Manchester, working in the High Energy Physics group, and is a research fellow of the Royal Society.
He's also become a vital voice in the UK media for explaining physics to the public. With his rockstar hair and accessible charm, he's the go-to physicist for explaining heady concepts on British TV and radio. (If you're in the UK, watch him on The Big Bang Machine.) He was the science advisor for the 2007 film Sunshine. He answers science questions every Friday on BBC6 radio's Breakfast Show.
Brian Cox | Speaker | TED.com