Serious Play 2008
George Smoot: The design of the universe
Джордж Смуут за дизайна на Вселената.
Filmed:
Readability: 3.6
2,187,714 views
По време на "Serious Play" 2008, астрофизикът Джордж Смуут показва удивителни нови снимки от изследвания на далечния космос и ни подтиква да се замислим как космосът - с неговите гигантски мрежи от тъмна материя и тайнствени зейнали дупки - е създаден в този си вид.
George Smoot - Astrophysicist
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,
0
0
4000
Смятам да помисля как малко да променя гледната Ви точка за света,
00:20
and showing you some of the designs that we have in nature.
1
4000
3000
и да Ви покажа някои от структурите, които съществуват в природата.
00:23
And so, I have my first slide to talk about
2
7000
4000
И така, ето и първия ми слайд, за който ще говоря
00:27
the dawning of the universe and what I call
3
11000
3000
началото на Вселената и това което наричам
00:30
the cosmic scene investigation, that is, looking at
4
14000
2000
космическо разследване, което става като оглеждаме
00:32
the relics of creation and inferring what happened at the beginning,
5
16000
4000
останките от сътворението, предполагайки какво се е случило в началото
00:36
and then following it up and trying to understand it.
6
20000
3000
и по-нататък и се опитваме да го разберем.
00:39
And so one of the questions that I asked you is,
7
23000
2000
И така, един от въпросите, който ви зададох е
00:41
when you look around, what do you see?
8
25000
2000
какво виждате около себе си, когато се огледате наоколо?
00:43
Well, you see this space that's created by designers
9
27000
4000
Добре, Вие виждате това пространство, което е създадено от дизайнери
00:47
and by the work of people, but what you actually see
10
31000
4000
и чрез труда на хората, но това което всъщност виждате
00:51
is a lot of material that was already here,
11
35000
2000
е доста материал, който вече е бил тук,
00:53
being reshaped in a certain form.
12
37000
2000
и е преоформен в определен вид.
00:55
And so the question is: how did that material get here?
13
39000
3000
И така, въпросът е: как този материал се е появил тук?
00:58
How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?
14
42000
3000
Как се е сдобил с формата, в която е бил преди да бъде преоформен и така нататък?
01:01
It's a question of what's the continuity?
15
45000
3000
Това е въпрос, за това каква е последователността?
01:04
So one of the things I look at is,
16
48000
2000
Едно от нещата, които търся е
01:06
how did the universe begin and shape?
17
50000
2000
как е създадена Вселената и как е оформена?
01:08
What was the whole process in the creation and the evolution of the universe
18
52000
4000
Какъв е целият процес по създаването и еволюцията на Вселената,
01:12
to getting to the point that we have these kinds of materials?
19
56000
2000
така че сега да имаме тези материали?
01:14
So that's sort of the part, and let me move on then and show you
20
58000
4000
Така това е някаква част и ми позволете да продължа нататък и да Ви покажа
01:18
the Hubble Ultra Deep Field.
21
62000
2000
ултра дълбокото поле на Хъбъл.
01:20
If you look at this picture,
22
64000
2000
Ако погледнете тази снимка
01:22
what you will see is a lot of dark with some light objects in it.
23
66000
4000
ще видите много тъмнина с няколко светли обекта в нея.
01:26
And everything but -- four of these light objects are stars,
24
70000
2000
Четири от тези светли обекта са звезди,
01:28
and you can see them there -- little pluses.
25
72000
2000
които може да видите там - малки плюсове.
01:30
This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?
26
74000
5000
Това е звезда, това е звезда, всичко останало са галактики. Ясно?
01:35
So there's a couple of thousand galaxies
27
79000
2000
Така там има към две хиляди галактики, които
01:37
you can see easily with your eye in here.
28
81000
3000
може ясно да видите с очите си тук.
01:40
And when I look out at particularly this galaxy,
29
84000
2000
И когато се вгледам конкретно в тази галактика,
01:42
which looks a lot like ours, I wonder if there's
30
86000
2000
която много прилича на нашата, се чудя дали и там има
01:44
an art design college conference going on,
31
88000
3000
школска конференция по артистичен дизайн в момента
01:47
and intelligent beings there are thinking about, you know,
32
91000
3000
и интелигентните същества там си мислят, нали,
01:50
what designs they might do, and there might be a few cosmologists
33
94000
3000
какъв дизайн могат да създадат, и може да има и няколко космолози,
01:53
trying to understand where the universe itself came from,
34
97000
2000
опитващи се да разберат откъде е произлязла Вселената,
01:55
and there might even be some in that galaxy looking at ours
35
99000
2000
а може дори да има и някой в тази галактика, който гледа към нашата,
01:57
trying to figure out what's going on over here.
36
101000
2000
опитвайки се да разбере какво става тук.
01:59
But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,
37
103000
3000
Съществуват обаче, още много галактики като някои от тях са наблизо
02:02
and they're kind of the color of the Sun,
38
106000
1000
и имат цвят подобен на Слънцето,
02:03
and some are further away and they're a little bluer, and so forth.
39
107000
3000
докато други са по-далече и са по-синкави и така нататък.
02:06
But one of the questions is -- this should be, to you --
40
110000
4000
Но един от въпросите - би трябвало и за Вас - е
02:10
how come there are so many galaxies?
41
114000
2000
как така има толкова много галактики?
02:12
Because this represents a very clean fraction of the sky.
42
116000
2000
Защото това представлява една много чиста част от небето.
02:14
This is only 1,000 galaxies.
43
118000
2000
Това са само 1 000 галактики.
02:16
We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,
44
120000
3000
Ние смятаме, че има от порядъка на -- видими с космическия телескоп Хъбъл,
02:19
if you had the time to scan it around --
45
123000
2000
ако имате време да огледате всичко наоколо --
02:21
about 100 billion galaxies. Right?
46
125000
2000
около 100 милиарда галактики. Правилно?
02:23
It's a very large number of galaxies.
47
127000
2000
Това е много голям брой галактики.
02:25
And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.
48
129000
3000
И това грубо е и броят на звездите в нашата собствена галактика.
02:28
But when you look at some of these regions like this, you'll see
49
132000
2000
Но когато се вгледате в някои от тези райони, като този, ще видите
02:30
more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.
50
134000
3000
повече галактики отколкото звезди, което е вид загадка.
02:33
So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,
51
137000
6000
И така, въпросът, който трябва да ви дойде наум е какъв дизайн, нали,
02:39
what kind of creative process and what kind of design
52
143000
2000
какъв процес по създаване и какъв дизайн
02:41
produced the world like that?
53
145000
2000
са сътворили свят като този?
02:43
And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.
54
147000
2000
И сега ще Ви покажа, че всъщност всичко е още по-сложно.
02:45
We're going to try and follow it up.
55
149000
2000
Ще опитаме и ще видим.
02:47
We have a tool that actually helps us out in this study,
56
151000
3000
Разполагаме с инструмент, който ни помага в това изследване
02:50
and that's the fact that the universe is so incredibly big
57
154000
3000
и това е фактът, че вселената е толкова невероятно голяма,
02:53
that it's a time machine, in a certain sense.
58
157000
3000
че в определен смисъл е машина на времето.
02:56
We draw this set of nested spheres cut away so you see it.
59
160000
3000
Начертали сме тези вложени една в друга сфери и сме ги разрязали, така че да се виждат.
02:59
Put the Earth at the center of the nested spheres,
60
163000
2000
Сложили сме Земята в центъра на сферите,
03:01
just because that's where we're making observations.
61
165000
2000
просто защото това е мястото, от което правим наблюденията си.
03:03
And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon
62
167000
3000
Луната е отдалечена на само 2 секунди, така че ако направите снимка на луната,
03:06
using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.
63
170000
3000
използвайки обикновена светлина, това ще е луната отпреди 2 секунди, но на нкой не му пука.
03:09
Two seconds is like the present.
64
173000
2000
Две секунди са почти в настоящето.
03:11
The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,
65
175000
3000
Слънцето е на 8 секунди. Това не е голяма работа, нали,
03:14
unless there's solar flares coming then you want to get out the way.
66
178000
2000
освен ако има приближаващи се пламъци от слънцето и Вие искате да се махнете от пътя им.
03:16
You'd like to have a little advance warning.
67
180000
2000
Тогава ще искате да имате кратко предизвестие.
03:18
But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.
68
182000
3000
Но когато стигнете до Юпитер и той е на 40 минути разстояние, това е проблем.
03:21
You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars
69
185000
2000
Чували сте за Марс, трудно е да се свържеш с Марс,
03:23
because it takes light long enough to go there.
70
187000
3000
защото на светлината й трябва доста време да стигне дотам.
03:26
But if you look out to the nearest set of stars,
71
190000
3000
Но ако погледнете към най-близкия набор звезди,
03:29
to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.
72
193000
3000
към най-близките 40 или 50 звезди, това са около 10 години.
03:32
So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.
73
196000
3000
Така че ако направите снимка на случващото се, то ще е отпреди 10 години.
03:35
But you go and look to the center of the galaxy,
74
199000
2000
Ако пък погледнете към центъра на галактиката,
03:37
it's thousands of years ago.
75
201000
1000
това са хиляда година назад.
03:38
If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,
76
202000
3000
Ако гледате Андромеда, която е най-близката голяма галактика,
03:41
and it's two million years ago.
77
205000
1000
тя е ще е от преди милион години.
03:42
If you took a picture of the Earth two million years ago,
78
206000
2000
Ако направите снимка на Земята отпреди 2 милиона години,
03:44
there'd be no evidence of humans at all,
79
208000
2000
на нея няма да има каквито и да е следи от хора,
03:46
because we don't think there were humans yet.
80
210000
2000
защото смятаме, че хората още не са съществували.
03:48
I mean, it just gives you the scale.
81
212000
2000
Смятам, че това Ви дава представа за мащаба.
03:50
With the Hubble Space Telescope, we're looking at
82
214000
2000
С космическият телескоп Хъбъл виждаме
03:52
hundreds of millions of years to a billion years.
83
216000
2000
от стотици милиони до милиард години в миналото.
03:54
But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --
84
218000
5000
Но ако бяхме способни да измислим как да виждаме дори още по-нататък
03:59
there's some things even further,
85
223000
1000
съществуват неща дори и по-нататък -
04:00
and that was what I did in a lot of my work,
86
224000
2000
и това е, с което се занимавам през повечето време,
04:02
was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier
87
226000
4000
да разработвам техники -- ние бихме могли да погледнем дори и към още по-ранни
04:06
epochs before there were stars and before there were galaxies,
88
230000
2000
епохи, преди да са съществували звезди и преди да са съществували галактики,
04:08
back to when the universe was hot and dense and very different.
89
232000
4000
назад към времето, когато вселената е била гореща и плътна и много различна.
04:12
And so that's the sort of sequence,
90
236000
2000
И така, това е последователността
04:14
and so I have a more artistic impression of this.
91
238000
2000
и аз имам по-артистично изображение на това.
04:16
There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,
92
240000
3000
Това в центъра е галактика, която е Млечния път,
04:19
and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,
93
243000
3000
и около нея са Хъбъл, някакви галактики,
04:22
and there's a sphere that marks the different times.
94
246000
2000
и сфери, обозначаващи различните времена.
04:24
And behind that are some more modern galaxies.
95
248000
2000
А отзад са няколко по-съвременни галактики.
04:26
You see the whole big picture?
96
250000
2000
Виждате ли пълната картина?
04:28
The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?
97
252000
3000
Началото на времето е смешно-- намира се отвъд, нали?
04:31
And then there's a part of the universe we can't see
98
255000
2000
А има и част от вселената, която не можем да видим,
04:33
because it's so dense and so hot, light can't escape.
99
257000
3000
защото е толкова плътна и толкова гореща, че светлината не може да се измъкне.
04:36
It's like you can't see to the center of the Sun;
100
260000
2000
Същото е като да не може да видите центъра на слънцето,
04:38
you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.
101
262000
3000
трябва да използвате други техники за да разберете какво се случва в Слънцето.
04:41
But you can see the edge of the Sun,
102
265000
1000
Но може да видите ръба на Слънцето
04:42
and the universe gets that way, and you can see that.
103
266000
2000
и с вселената е по този начин и Вие може да го видите.
04:44
And then you see this sort of model area around the outside,
104
268000
4000
И тогава виждате тази моделирана повърхност около външната част,
04:48
and that is the radiation coming from the Big Bang,
105
272000
3000
и това е радиацията, идваща от Големия взрив,
04:51
which is actually incredibly uniform.
106
275000
2000
която всъщност е удивително равномерна.
04:53
The universe is almost a perfect sphere,
107
277000
2000
Вселената е почти идеална сфера,
04:55
but there are these very tiny variations
108
279000
2000
но съществуват и тези много малки отклонения,
04:57
which we show here in great exaggeration.
109
281000
3000
които сме показали тук с голямо увеличение.
05:00
And from them in the time sequence we're going to have to go
110
284000
4000
И от тях във времева последователност ще се придвижим
05:04
from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars
111
288000
4000
от тези малки отклонения, към онези неправилни галактики и първи звезди,
05:08
to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.
112
292000
4000
към тези по-напреднали галактики, и евентуално слънчевата система, и така нататък.
05:12
So it's a big design job,
113
296000
3000
И така, това е сложна дизайнерска задача,
05:15
but we'll see about how things are going on.
114
299000
2000
но нека видим как ще се развият нещата.
05:17
So the way these measurements were done,
115
301000
2000
Ето и начинът, по който тези измервания са направени:
05:19
there's been a set of satellites, and this is where you get to see.
116
303000
3000
съществува група от сателити, и тук ще видите това.
05:22
So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,
117
306000
4000
И така, имахме сателита COBE, изстрелян през 1989,
05:26
and we discovered these variations.
118
310000
2000
и открихме тези отклонения.
05:28
And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --
119
312000
3000
А после през 2000, сателита MAP беше изстрелян -- WMAP --
05:31
and it made somewhat better pictures.
120
315000
2000
и той направи донякъде по-добри снимки.
05:33
And later this year -- this is the cool stealth version,
121
317000
4000
А по-късно през тази година -- това е готината тайна версия,
05:37
the one that actually has some beautiful design features to it,
122
321000
4000
тази която има няколко красиви дизайнерски детайли
05:41
and you should look -- the Planck satellite will be launched,
123
325000
2000
и трябва да разгледате -- ще бъде изстрелян сателита Планк,
05:43
and it will make very high-resolution maps.
124
327000
2000
който ще направи карти с много-висока разделителна способност.
05:45
And that will be the sequence of understanding
125
329000
3000
А това ще бъде последователността на разбиране
05:48
the very beginning of the universe.
126
332000
1000
на началото на вселената.
05:49
And what we saw was, we saw these variations, and then they told us
127
333000
4000
И това, което видяхме беше, видяхме тези отклонения и те ни разкриха
05:53
the secrets, both about the structure of space-time,
128
337000
3000
тайни, както за структурата на време-пространството,
05:56
and about the contents of the universe,
129
340000
2000
така и за състава на вселената
05:58
and about how the universe started in its original motions.
130
342000
3000
и за това как вселената е започнала с нейните собствени движения.
06:01
So we have this picture, which is quite a spectacular picture,
131
345000
3000
И така, имаме тази снимка, която е доста впечатляваща,
06:04
and I'll come back to the beginning, where we're going to have
132
348000
2000
и аз ще се върна отново към началото, където имаме
06:06
some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.
133
350000
4000
някакъв тайнствен процес, който взривява вселената.
06:10
And we go through a period of accelerating expansion, and the universe
134
354000
4000
Минаваме през период на ускоряващо се разширяване, като вселената
06:14
expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,
135
358000
4000
се разширява и охлажда докато стигне до момента, в който става прозрачна,
06:18
then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,
136
362000
2000
следват тъмните векове, след което светват и първите звезди,
06:20
and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.
137
364000
5000
които пък еволюират до галактики и след това се превръщат в по-сложни галактики.
06:25
And somewhere around this period is when our solar system started forming.
138
369000
3000
И някъде в този период е започнало формирането на нашата слънчева система.
06:28
And it's maturing up to the present time.
139
372000
3000
И тя съзрява до ден днешен.
06:31
And there's some spectacular things.
140
375000
2000
Съществуват и някои удивителни неща.
06:33
And this wastebasket part, that's to represent
141
377000
3000
Тази част с форма на кошче за отпадъци, представлява
06:36
what the structure of space-time itself is doing during this period.
142
380000
2000
структурата на време-пространството през този период.
06:38
And so this is a pretty weird model, right?
143
382000
4000
Това е доста странен модел, нали?
06:42
What kind of evidence do we have for that?
144
386000
2000
Какви доказателства имаме за това?
06:44
So let me show you some of nature's patterns
145
388000
3000
Нека Ви покажа няколко природни структури,
06:47
that are the result of this.
146
391000
1000
получени вследствие на това.
06:48
I always think of space-time as being the real substance of space,
147
392000
4000
Аз винаги мисля за време-пространството като за истинската материя на пространството
06:52
and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.
148
396000
5000
а за галактиките и звездите просто като за пяната в океана.
06:57
It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.
149
401000
4000
Те са белег за това къде са интересните вълни и какво се е случило.
07:01
So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.
150
405000
6000
Това е Цифровата карта на небето от Слоун, даваща местоположението на милиони галактики.
07:07
So there's a dot on here for every galaxy.
151
411000
2000
Всяка точка тук представлява галактика.
07:09
They go out and point a telescope at the sky, take a picture,
152
413000
3000
Те оглеждат небето с телескоп, правят снимки,
07:12
identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,
153
416000
3000
идентифицират звездите и ги отхвърлят, разглеждат галактиките
07:15
estimate how far away they are, and plot them up.
154
419000
3000
определят колко са надалеч и ги нанасят на чертежа.
07:18
And just put radially they're going out that way.
155
422000
2000
и като просто ги добавят радиално се придвижват навън.
07:20
And you see these structures, this thing we call the Great Wall,
156
424000
3000
И Вие виждате сега тези структури, това го наричаме Голямата Стена,
07:23
but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out
157
427000
3000
но има празноти и подобни неща, които така да се каже избледняват,
07:26
because the telescope isn't sensitive enough to do it.
158
430000
2000
защото телескопът не е достатъчно чувствителен за да го направи.
07:28
Now I'm going to show you this in 3D.
159
432000
3000
Сега ще, Ви го покажа в 3D.
07:31
What happens is, you take pictures
160
435000
1000
Това, което се случва, правейки снимки
07:32
as the Earth rotates, you get a fan across the sky.
161
436000
3000
както Земята се върти, е че получавате ветрило през небето.
07:35
There are some places you can't look because of our own galaxy,
162
439000
2000
Има някои места, които не може да видите, заради нашата собствена галактика
07:37
or because there are no telescopes available to do it.
163
441000
4000
или защото няма телескопи, които да могат да го направят.
07:41
So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.
164
445000
4000
Така, следващата снимка Ви показва триизмерен вариант на това завъртане.
07:45
Do you see the fan-like scans made across the sky?
165
449000
3000
Виждате ли ветрилообразните изследвания, направени през небето
07:48
Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,
166
452000
6000
Не забравяйте, че всяко петно тук е галактика и Вие виждате галактики,
07:54
you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.
167
458000
4000
нали знаете, намиращи се почти в съседство и може да се каже, че виждате структура.
07:58
And you see this thing we call the Great Wall,
168
462000
2000
И виждате това, което наричаме Великата Стена,
08:00
and you see the complicated structure, and you see these voids.
169
464000
3000
виждате сложната структура и тези празнини.
08:03
There are places where there are no galaxies and there are places
170
467000
2000
Има места, където няма галактики, а има и места,
08:05
where there are thousands of galaxies clumped together, right.
171
469000
3000
където има хиляди галактики, скупчени на едно място.
08:08
So there's an interesting pattern,
172
472000
2000
Съществува интересен модел,
08:10
but we don't have enough data here to actually see the pattern.
173
474000
2000
но тук нямаме достатъчно данни за да видим модела.
08:12
We only have a million galaxies, right?
174
476000
2000
Имаме само милион галактики, нали така?
08:14
So we're keeping, like, a million balls in the air
175
478000
2000
Така че имаме, нещо като милион топки в небето,
08:16
but, what's going on?
176
480000
2000
но какво се случва?
08:18
There's another survey which is very similar to this,
177
482000
2000
Има и друго изследване, много приличащо на това,
08:20
called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
178
484000
6000
наречено "Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey".
08:26
Now we're going to fly through it at warp a million.
179
490000
3000
Сега ще прелетим през него.
08:29
And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --
180
493000
4000
И всеки път, когато има галактика - на мястото, където има галактика -
08:33
and if we know anything about the galaxy, which we do,
181
497000
2000
и ако знаем нещо за галактиката, а ние знаем,
08:35
because there's a redshift measurement and everything,
182
499000
2000
тъй като има измервания и така нататък,
08:37
you put in the type of galaxy and the color,
183
501000
2000
се поставя видът на галактиката в цвят,
08:39
so this is the real representation.
184
503000
2000
така че това е реалното представяне
08:41
And when you're in the middle of the galaxies
185
505000
1000
А когато сте насред галактиките
08:42
it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.
186
506000
3000
е трудно да забележите модела; същото е като да си насред живота.
08:45
It's hard to see the pattern in the middle of the audience,
187
509000
1000
Трудно е да се забележи модела насред публиката
08:46
it's hard to see the pattern of this.
188
510000
2000
трудно е да забележиш модела от това.
08:48
So we're going to go out and swing around and look back at this.
189
512000
3000
Така че ще излезем, ще се завъртим и ще погледнем назад към това.
08:53
And you'll see, first, the structure of the survey,
190
517000
4000
И ще видите, първо, структурата на изследването,
08:57
and then you'll start seeing the structure of the galaxies
191
521000
3000
а след това ще започнете да виждате структурата на галактиките,
09:00
that we see out there.
192
524000
3000
които виждаме навън.
09:06
So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.
193
530000
3000
И така отново може да видите удължението на тази Велика Стена от галактики, видима тук горе.
09:09
But you can see the voids,
194
533000
2000
Но може да видите празнините,
09:11
you can see the complicated structure, and you say,
195
535000
4000
може да видите сложната структура и да си кажете
09:15
well, how did this happen?
196
539000
2000
как се е получило всичко това?
09:17
Suppose you're the cosmic designer.
197
541000
2000
Представете си, че сте създателят на космоса.
09:19
How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?
198
543000
2000
Как ще разположите галактиките по този модел?
09:21
It's not just throwing them out at random.
199
545000
2000
Не може просто да ги разпръснете произволно.
09:23
There's a more complicated process going on here.
200
547000
2000
Има много по-сложен процес, който се случва.
09:25
How are you going to end up doing that?
201
549000
2000
Как ще свършите ако правите така?
09:27
And so now we're in for some serious play.
202
551000
3000
А сега ще поиграем една сериозна игра.
09:30
That is, we have to seriously play God,
203
554000
2000
Ще трябва сериозно да изиграем Бог,
09:32
not just change people's lives, but make the universe, right.
204
556000
3000
не просто да променяме човешки животи, а да създадем вселената, нали така.
09:35
So if that's your responsibility, how are you going to do that?
205
559000
3000
Така, ако това е Ваше задължение, как ще го направите?
09:38
What's the kind of technique?
206
562000
1000
Каква техника ще използвате?
09:39
What's the kind of thing you're going to do?
207
563000
2000
Какво точно ще направите?
09:41
So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation
208
565000
4000
Сега ще Ви покажа резултата от много широко мащабна симулация
09:45
of what we think the universe might be like, using, essentially,
209
569000
4000
на това какво би представлявала вселената, използвайки основно
09:49
some of the play principles and some of the design principles that,
210
573000
3000
някой от правилата на играта и някой от принципите на дизайна, които
09:52
you know, humans have labored so hard to pick up,
211
576000
3000
хората са получили след усилен труд,
09:55
but apparently nature knew how to do at the beginning.
212
579000
3000
но очевидно природата е знаела от самото начало.
09:58
And that is, you start out with very simple ingredients
213
582000
4000
И това е, започваме с много прости съставки
10:02
and some simple rules,
214
586000
1000
и някои прости правила,
10:04
but you have to have enough ingredients to make it complicated.
215
588000
3000
но трябва да имате достатъчно съставки за да стане сложно.
10:07
And then you put in some randomness,
216
591000
4000
И след това добавяте малко случайност,
10:11
some fluctuations and some randomness,
217
595000
2000
малко отклонения и малко случайност,
10:13
and realize a whole bunch of different representations.
218
597000
3000
и реализирате един куп различни изображения.
10:16
So what I'm going to do is show you
219
600000
2000
Сега ще Ви покажа
10:18
the distribution of matter as a function of scales.
220
602000
2000
разпределението на материя във функция от мащаба.
10:20
We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.
221
604000
3000
Ще приближим, но това е графика на това, което е.
10:23
And we had to add one more thing to make the universe come out right.
222
607000
4000
Трябва да добавим и още едно нещо, за да се получи вселената правилно.
10:27
It's called dark matter.
223
611000
2000
То се нарича тъмна материя.
10:29
That is matter that doesn't interact with light
224
613000
1000
Това е материя, която не взаимодейства със светлината,
10:30
the typical way that ordinary matter does,
225
614000
2000
както нормално прави обикновената материя
10:32
the way the light's shining on me or on the stage.
226
616000
3000
начина, по който светлината осветява мен и сцената.
10:35
It's transparent to light, but in order for you to see it,
227
619000
2000
Тя е прозрачна за светлината, но за да я видите
10:37
we're going to make it white. OK?
228
621000
2000
ще я направим бяла. Съгласни ли сте?
10:39
So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.
229
623000
3000
Така, нещото, което е на тази снимка и е бяло е тъмната материя.
10:42
It should be called invisible matter,
230
626000
2000
Би трябвало да се нарича невидима материя,
10:44
but the dark matter we've made visible.
231
628000
2000
но тъмната материя е превърната от нас във видима.
10:46
And the stuff that is in the yellow color,
232
630000
3000
А нещото, което е оцветено в жълто,
10:49
that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.
233
633000
4000
е обикновения вид материя, която се е превърнала в звезди и галактики.
10:53
So I'll show you the next movie.
234
637000
2000
Сега ще Ви покажа следващия филм.
10:55
So this -- we're going to zoom in.
235
639000
3000
И така това - сега ще се приближим.
10:58
Notice this pattern and pay attention to this pattern.
236
642000
2000
Вижте този модел и му обърнете внимание.
11:00
We're going to zoom in and zoom in.
237
644000
3000
Ще се приближаваме и приближаваме.
11:04
And you'll see there are all these filaments and structures and voids.
238
648000
4000
И ще видите всички тези нишки, и структури, и празноти.
11:08
And when a number of filaments come together in a knot,
239
652000
3000
А когато определен брой нишки образуват възел,
11:11
that makes a supercluster of galaxies.
240
655000
2000
те образуват супер клъстер от галактики.
11:13
This one we're zooming in on
241
657000
2000
Тази част, която увеличаваме
11:15
is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.
242
659000
3000
съдържа някъде между 100 000 и един милион галактики в този малък участък.
11:18
So we live in the boonies.
243
662000
1000
Така че ние живеем в предградията.
11:19
We don't live in the center of the solar system,
244
663000
3000
Не живеем в центъра на слънчевата система,
11:22
we don't live in the center of the galaxy
245
666000
1000
не живеем в центъра на галактиката
11:23
and our galaxy's not in the center of the cluster.
246
667000
3000
и нашата галактика не е в центъра на клъстера.
11:26
So we're zooming in.
247
670000
2000
Приближаваме се още.
11:28
This is a region which probably has more than 100,000,
248
672000
2000
Това е участък, който вероятно съдържа от над 100 000,
11:30
on the order of a million galaxies in that region.
249
674000
3000
до един милион галактики.
11:33
We're going to keep zooming in. OK.
250
677000
3000
Продължаваме да се приближаваме. Съгласни ли сте?
11:36
And so I forgot to tell you the scale.
251
680000
2000
А, аз забравих да Ви кажа мащаба.
11:38
A parsec is 3.26 light years.
252
682000
3000
Един парсек е 3,26 светлинни години.
11:41
So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.
253
685000
3000
Така че един гигапарсек е три милиарда светлинни години - това е мащаба.
11:44
So it takes light three billion years to travel over that distance.
254
688000
3000
На светлината и трябват три милиарда години за да премине това разстояние.
11:47
Now we're into a distance sort of between here and here.
255
691000
3000
Сега сме на разстояние, колкото от тук до тук.
11:50
That's the distance between us and Andromeda, right?
256
694000
3000
Това е разстоянието от нас до Андромеда, нали така?
11:53
These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.
257
697000
3000
Тези малки прашинки, които виждате тук са галактики.
11:58
Now we're going to zoom back out,
258
702000
1000
Сега ще се отдалечим обратно назад
12:02
and you can see this structure that,
259
706000
3000
и може да видите тази структура, която
12:05
when we get very far out, looks very regular,
260
709000
2000
ако се отдалечим много изглежда доста правилна,
12:07
but it's made up of a lot of irregular variations.
261
711000
3000
но е съставена от множество неправилни вариации.
12:10
So they're simple building blocks.
262
714000
2000
Те са прости изграждащи части.
12:12
There's a very simple fluid to begin with.
263
716000
2000
Може да започнем с много прост флуид.
12:14
It's got dark matter, it's got ordinary matter,
264
718000
4000
Имаме тъмна материя, имаме обикновена материя,
12:18
it's got photons and it's got neutrinos,
265
722000
3000
имаме фотони и имаме неутрино,
12:21
which don't play much role in the later part of the universe.
266
725000
3000
които не играят съществена роля в страничната част на вселената.
12:24
And it's just a simple fluid and it, over time,
267
728000
4000
Това е просто обикновен флуид, който, с течение на времето
12:28
develops into this complicated structure.
268
732000
3000
се развива до тази сложна структура.
12:31
And so you know when you first saw this picture,
269
735000
4000
И така, нали знаете, когато видяхте тази снимка за първи път
12:35
it didn't mean quite so much to you.
270
739000
2000
тя не означаваше кой знае какво за Вас.
12:37
Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe
271
741000
5000
Тук вие виждате един процент от обема на видимата вселена
12:42
and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,
272
746000
3000
и виждате милиарди галактики, нали така, и възли,
12:45
but you realize they're not even the main structure.
273
749000
2000
но разбирате, че те съвсем не са главната структура.
12:47
There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,
274
751000
3000
Съществува мрежа, това е тъмната материя, невидимата материя
12:50
that's out there that's actually holding it all together.
275
754000
3000
която се намира там и всъщност държи всичко заедно.
12:53
So let's fly through it, and you can see how much harder it is
276
757000
4000
И така, нека прелетим през нея и ще забележите колко по-твърда е тя,
12:57
when you're in the middle of something to figure this out.
277
761000
2000
когато сте по средата на нещо, за да си го представите.
12:59
So here's that same end result.
278
763000
2000
А ето и същият краен резултат.
13:01
You see a filament,
279
765000
2000
Виждате нишки,
13:03
you see the light is the invisible matter,
280
767000
3000
светлината, която виждате е невидимата материя,
13:06
and the yellow is the stars or the galaxies showing up.
281
770000
4000
а жълтото са звезди или галактики.
13:10
And we're going to fly around, and we'll fly around,
282
774000
2000
А сега ще полетим наоколо, и летим наоколо,
13:12
and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,
283
776000
3000
и от време на време ще виждате няколко, пресичащи се нишки
13:15
and you get a large cluster of galaxies.
284
779000
2000
и получавате голям клъстер галактики.
13:17
And then we'll fly in to where the very large cluster is,
285
781000
3000
А сега ще полетим към мястото на най-големият клъстер
13:20
and you can see what it looks like.
286
784000
3000
и може да видите как изглежда той.
13:23
And so from inside, it doesn't look very complicated, right?
287
787000
3000
А ето и отвътре. Не изглежда много сложно, нали?
13:26
It's only when you look at it at a very large scale,
288
790000
3000
Сложно е само, когато го разглеждате в много голям мащаб
13:29
and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,
289
793000
3000
и го изследвате и така нататък. И тогава разбирате, че е много заплетен,
13:32
complicated kind of a design, right?
290
796000
3000
и сложен тип структура, нали така?
13:35
And it's grown up in some kind of way.
291
799000
4000
И тя е израснала по някакъв начин
13:39
So the question is,
292
803000
2000
Така че въпросът е
13:41
how hard would it be to assemble this, right?
293
805000
5000
колко трудно би било да бъде сглобена, нали?
13:46
How big a contractor team would you need
294
810000
2000
От колко голям екип строители ще се нуждаете,
13:48
to put this universe together, right?
295
812000
2000
за да сглобите тази вселена?
13:50
That's the issue, right?
296
814000
3000
Това е проблемът, нали така?
13:53
And so here we are.
297
817000
2000
И така ето ни и нас.
13:55
You see how the filament --
298
819000
2000
Виждате как нишките -
13:57
you see how several filaments are coming together,
299
821000
2000
виждате как няколко нишки се сближават
13:59
therefore making this supercluster of galaxies.
300
823000
4000
като така създават този супер-клъстер от галактики.
14:03
And you have to understand, this is not how it would actually look
301
827000
3000
И трябва да разберете, че това не е начина, по който ще изглежда в действителност,
14:06
if you -- first, you can't travel this fast,
302
830000
2000
ако - първо, не бихте могли да пътувате толкова бързо,
14:08
everything would be distorted,
303
832000
1000
всичко ще бъде изкривено,
14:09
but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.
304
833000
6000
но това се получава чрез използване на просто представяне и графични изкуства и други подобни.
14:15
This is how, if you took billions of years to go around,
305
839000
3000
Ето така, ако имахте милиарди години, за да разгледате наоколо,
14:18
it might look to you, right?
306
842000
1000
би могло да изглежда, нали така?
14:19
And if you could see invisible matter, too.
307
843000
3000
Ако можехте да виждате и невидимата материя, освен това.
14:22
And so the idea is, you know, how would you put together the universe
308
846000
6000
И така идеята е, нали, как бихте сглобили вселената
14:28
in a very simple way?
309
852000
1000
по много прост начин?
14:29
We're going to start and realize that the entire visible universe,
310
853000
5000
Ще започнем и ще установим, че цялата видима вселена,
14:34
everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope
311
858000
3000
всичко което можем да видим във всяка посока с Космическия Телескоп Хъбъл
14:37
plus our other instruments,
312
861000
1000
плюс останалите ни инструменти
14:38
was once in a region that was smaller than an atom.
313
862000
5000
някога е било събрано в пространство по-малко от един атом.
14:43
It started with tiny quantum mechanical fluctuations,
314
867000
2000
Започнало се е с миниатюрни квантово-механични флуктуации,
14:45
but expanding at a tremendous rate.
315
869000
2000
нарастващи обаче с невероятна скорост.
14:47
And those fluctuations
316
871000
2000
И тези флуктуации
14:49
were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations
317
873000
3000
са се разтеглили до астрономически размери, тези флуктуации
14:52
eventually are the things we see in the cosmic microwave background.
318
876000
4000
евентуално са нещото, което виждаме в космическия микровълнов фон.
14:56
And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies
319
880000
3000
И тогава е имало нужда от начин, по който тези флуктуации да се превърнат в галактики
14:59
and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.
320
883000
3000
и клъстери от галактики и да накара този вид структури да се развиват.
15:02
So I'm going to show you a smaller simulation.
321
886000
2000
Сега ще Ви покажа по-малка симулация.
15:04
This simulation was run on 1,000 processors for a month
322
888000
4000
Тази симулация е правена на 1000 процесора в продължение на месец,
15:08
in order to make just this simple visible one.
323
892000
2000
за да може да стане видима само тази проста част.
15:10
So I'm going to show you one
324
894000
1000
Сега ще Ви покажа една симулация,
15:11
that can be run on a desktop in two days in the next picture.
325
895000
4000
която може да бъде направена на настолен компютър за два дена.
15:15
So you start out with teeny fluctuations
326
899000
2000
Започвате с миниатюрни флуктуации
15:17
when the universe was at this point,
327
901000
1000
както когато вселената е била в този момент
15:18
now four times smaller, and so forth.
328
902000
3000
сега четири пъти по-малка, и така нататък.
15:21
And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.
329
905000
4000
И започват да се виждат тези мрежи, тази космическа мрежа от образуваща се структура.
15:25
And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter
330
909000
3000
Тази структура е проста, защото в нея не участва обикновената материя,
15:28
and it just has the dark matter in it.
331
912000
2000
а само тъмната такава.
15:30
And you see how the dark matter lumps up,
332
914000
2000
И се вижда как тъмната материя се сбива,
15:32
and the ordinary matter just trails along behind.
333
916000
3000
а тъмната материя само я следва отзад.
15:35
So there it is.
334
919000
2000
Ето я и нея.
15:37
At the beginning it's very uniform.
335
921000
2000
В началото е много равномерна.
15:39
The fluctuations are a part in 100,000.
336
923000
2000
Флуктуациите са една 100 000.
15:41
There are a few peaks that are a part in 10,000,
337
925000
2000
Има няколко пикове, които са една 10 000,
15:43
and then over billions of years, gravity just pulls in.
338
927000
5000
и така след милиарди години гравитацията просто придърпва навътре.
15:48
This is light over density, pulls the material around in.
339
932000
3000
Това е леко спрямо плътността, придърпва материала наоколо навътре
15:51
That pulls in more material and pulls in more material.
340
935000
3000
То придърпва навътре още материал и още материал.
15:54
But the distances on the universe are so large
341
938000
2000
Но разстоянията във вселената са толкова големи
15:56
and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.
342
940000
4000
и времевите мащаби са толкова големи, че е необходимо продължително време за де се образува това.
16:00
And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,
343
944000
6000
И това е продължило да се формира докато вселената е станала приблизително наполовина на размера си сега
16:06
in terms of its expansion.
344
950000
2000
от гледна точка на разширението й.
16:08
And at that point, the universe mysteriously starts accelerating
345
952000
4000
И в този момент вселената мистериозно започва да ускорява
16:12
its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.
346
956000
3000
разширяването си и прекратява формирането на структури от по-висок мащаб.
16:15
So we're just seeing as large a scale structure as we can see,
347
959000
3000
Така че виждаме най-мащабните структури, които могат да се видят
16:18
and then only things that have started forming already
348
962000
3000
и само неща, които са започнали да се формират
16:21
are going to form, and then from then on it's going to go on.
349
965000
3000
ще бъдат формирани и тогава от тях ще се продължи нататък.
16:24
So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.
350
968000
6000
Така че ние можем да направим симулацията, но тя е за два дена на настолен компютър.
16:30
We need, you know, 30 days on 1,000 processors
351
974000
3000
Нуждаем се от, знаете ли, 30 дена на 1 000 процесора,
16:33
to do the kind of simulation that I showed you before.
352
977000
3000
за да направим симулация от типа на тази, която Ви показах преди това.
16:36
So we have an idea of how to play seriously, creating the universe
353
980000
6000
Така че ние имаме представа как да играем сериозно, да създадем вселената,
16:42
by starting with essentially less than an eyedrop full of material,
354
986000
5000
започвайки с на практика по-малко от капчица материал
16:47
and we create everything we can see in any direction, right,
355
991000
5000
и създавайки всичко, което може да се види във всяка посока, нали така,
16:52
from almost nothing -- that is, something extremely tiny,
356
996000
5000
от почти нищо - това е нещо извънредно миниатюрно,
16:57
extremely small -- and it is almost perfect,
357
1001000
5000
извънредно малко - и то е почти идеално,
17:02
except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,
358
1006000
4000
с изключение на това, че съществуват тези миниатюрни флуктуации на ниво една 100 000,
17:06
which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,
359
1010000
3000
което се оказва, че е причината да бъдат създадени интересните модели и структури, които виждаме,
17:09
that is, galaxies and stars and so forth.
360
1013000
3000
като галактиките, звездите и така нататък.
17:12
So we have a model, and we can calculate it, and we can use it
361
1016000
5000
И така, имаме модел и можем да го изчислим, и да го използваме,
17:17
to make designs of what we think the universe really looks like.
362
1021000
3000
за да създадем дизайн на вселената, такава, каквато смятаме, че е в действителност.
17:20
And that design is sort of way beyond
363
1024000
3000
И този дизайн по-някакъв начин надминава
17:23
what our original imagination ever was.
364
1027000
2000
това, което сме си представяли отначало.
17:25
So this is what we started with 15 years ago,
365
1029000
4000
Това е, с което започнахме преди 15 години,
17:29
with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,
366
1033000
4000
със сондата "Cosmic Background Explorer" - направила картата горе вдясно,
17:33
which basically showed us that there were large-scale fluctuations,
367
1037000
4000
която на практика ни показа, че е имало широко-мащабни флуктуации,
17:37
and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.
368
1041000
3000
или по-точно флуктуации на няколко нива. Може и да го видите.
17:40
Since then we've had WMAP,
369
1044000
2000
След това имахме WMAP,
17:42
which just gives us higher angular resolution.
370
1046000
2000
която ни дава по-висока ъглова разделителна способност.
17:44
We see the same large-scale structure,
371
1048000
1000
Виждаме същата широко-мащабна структура,
17:45
but we see additional small-scale structure.
372
1049000
3000
но виждаме и допълнителна тясно-мащабна структура.
17:48
And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down
373
1052000
4000
А образът долу вдясно представя какво би се получил ако сателита се завърти наобратно
17:52
and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.
374
1056000
3000
и картографира Земята, каква би била картата на Земята в този случай.
17:55
You can see, well, you can, kind of pick out
375
1059000
2000
Може да видите, така де, може да посочите
17:57
all the major continents, but that's about it.
376
1061000
3000
всички големи континенти, но това е всичко.
18:00
But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution
377
1064000
2000
Но това, което се надяваме да получим с Планк е, че ще имаме разделителна способност
18:02
about equivalent to the resolution you see of the Earth there,
378
1066000
4000
почти равна на разделителната способност на Земята, там
18:06
where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.
379
1070000
5000
където наистина може да видите сложния модел, който съществува на Земята.
18:11
And you can also tell, because of the sharp edges
380
1075000
2000
А също така може и да се каже, поради ясните ръбове
18:13
and the way things fit together, there are some non-linear processes.
381
1077000
4000
и начина, по който нещата съвпадат, че съществуват и някои нелинейни процеси.
18:17
Geology has these effects,
382
1081000
2000
Геологията има такива ефекти,
18:19
which is moving the plates around and so forth.
383
1083000
3000
като придвижване на плоскости наоколо и така нататък.
18:22
You can see that just from the map alone.
384
1086000
2000
Може да видите това дори и само от картата.
18:24
We want to get to the point in our maps of the early universe
385
1088000
2000
Искаме да достигнем до там в нашите карти на ранната вселена,
18:26
we can see whether there are any non-linear effects
386
1090000
3000
така че да видим има ли някакви нелинейни ефекти,
18:29
that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how
387
1093000
5000
които започват да преместват, да променят, и ни подскажат за това как
18:34
space-time itself was actually created at the beginning moments.
388
1098000
2000
самото време-пространство всъщност е създадено в началните моменти.
18:36
So that's where we are today,
389
1100000
2000
И така, това е, до което сме стигнали в момента
18:38
and that's what I wanted to give you
a flavor of.
a flavor of.
390
1102000
3000
и за което исках да Ви дам представа.
18:41
Give you a different view about what the design
391
1105000
2000
Да Ви дам различен поглед за това как дизайна
18:43
and what everything else looks like.
392
1107000
2000
и всичко останало изглежда.
18:47
Thank you.
393
1111000
1000
Благодаря!
18:48
(Applause)
394
1112000
2000
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKER
George Smoot - AstrophysicistAstrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself.
Why you should listen
George Smoot looks into the farthest reaches of space to the oldest objects in the known universe: fluctuations in the remnants of creation. Using data collected from satellites such as COBE and WMAP, scanning the cosmic microwave background radiation (a relic of the heat unleashed after the Big Bang), he probes the shape of the universe. In 1992 he and his Berkeley team discovered that the universe, once thought to be smooth and uniform at the largest scale, is actually anisotropic -- or varied and lumpy.
Smoot continues to investigate of the structure of the universe at the University of California at Berkeley, mapping billions of galaxies and filaments of dark matter in hope of uncovering the secrets of the universe's origins.
George Smoot | Speaker | TED.com