TEDxCERN
Gian Giudice: Why our universe might exist on a knife-edge
جیان جودیس: چرا جهان ما ممکنه بر لبه یک چاقو قرار داشته باشه
Filmed:
Readability: 5.1
2,152,454 views
بزرگترین شگفتی کشف ذره بوزون هیگز؟ اینکه هیچ سورپرایزی وجود نداشت. جیان جودیس برای ما از یک مسأله فیزیک نظری صحبت می‌کنه: چه اتفاقی می‌افتاد اگر میدان هیگز در حالتی فوق چگال قرار داشت که معنیش این می‌شد که تمام مواد شامل اتم نابود بشن؟ با شوخ طبعی و جذابیت، جودیس سرنوشتی شوم رو طرح می‌کنه، و اینکه چرا ما نباید فعلا نگران باشیم. (تصویربرداری شده در TEDxCERN)
Gian Giudice - Theoretical physicist
Gian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology. Full bio
Gian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
So last year, on the Fourth of July,
0
1179
2344
سال گذشته، چهارم جولای
00:15
experiments at the Large Hadron Collider
1
3523
2499
آزمایش‌ها در سیستم بزرگ برخورد دهنده‌ی هادرون‌ها (ذرات بنيادی تركيبی)
00:18
discovered the Higgs boson.
2
6022
2290
منجر به کشف بوزون "هیگز" شد (بوزون: عناصر با عدد جرمی زوج).
00:20
It was a historical day.
3
8312
1968
این یک روز تاریخی بود.
00:22
There's no doubt that from now on,
4
10280
2295
هیچ شکی نیست که از امروز به بعد،
00:24
the Fourth of July will be remembered
5
12575
1834
روز چهارم جولای در ذهن‌ها خواهد ماند
00:26
not as the day of the Declaration of Independence,
6
14409
2442
نه مثل چیز‌هایی چون "روز استقلال" آمریکا،
00:28
but as the day of the discovery of the Higgs boson.
7
16851
3834
بلکه به عنوان روز کشف بوزون هیگز.
00:32
Well, at least, here at CERN.
8
20685
2432
خوب، لااقل، اینجا در مرکز "سرن".
00:35
But for me, the biggest surprise of that day
9
23117
4155
اما برای من، بزرگترین سورپرایز اون روز
00:39
was that there was no big surprise.
10
27272
2499
این بود که هیچ سورپرایز بزرگی وجود نداشت.
00:41
In the eye of a theoretical physicist,
11
29771
2599
از دیدگاه فیزیک نظری،
00:44
the Higgs boson is a clever explanation
12
32370
1893
بوزون هیگز یک توضیح هوشمندانه
00:46
of how some elementary particles gain mass,
13
34263
3523
از پدیده جرم یافتن ذرات بنیادی است،
00:49
but it seems a fairly unsatisfactory
14
37786
2836
اما به نظر می‌رسه به اندازه کافی راه حل
00:52
and incomplete solution.
15
40622
2206
راضی کننده و کاملی نباشه.
00:54
Too many questions are left unanswered.
16
42828
3024
سوالات بسیاری بدون پاسخ باقی مونده.
00:57
The Higgs boson does not share the beauty,
17
45852
2835
بوزون هیگز، از زیبایی،
01:00
the symmetry, the elegance,
18
48687
1885
تقارن و ظرافت
01:02
of the rest of the elementary particle world.
19
50572
2728
ذرات بنیادی دیگر سهمی نبرده.
01:05
For this reason, the majority of theoretical physicists
20
53300
3622
به همین دلیل، عمده فیزیکدانهای نظری
01:08
believe that the Higgs boson could not
21
56922
2942
اعتقاد دارن که بوزون هیگز نمی‌تونه
01:11
be the full story.
22
59864
2482
تمام داستان باشه.
01:14
We were expecting new particles and new phenomena
23
62346
2854
ما انتظار ذرات بنیادی جدید و پدیده‌های جدیدی داشتیم
01:17
accompanying the Higgs boson.
24
65200
2450
که بوزون هیگز رو همراهی کنه.
01:19
Instead, so far, the measurements
25
67650
2318
در عوض، تا کنون، اندازه گیری‌هایی که
01:21
coming from the LHC show no signs of new particles
26
69968
3758
از این شتاب دهنده به دست اومده،
هیچ نشانی از ذرات جدید
هیچ نشانی از ذرات جدید
01:25
or unexpected phenomena.
27
73726
2149
یا پدیده‌های غیر منتظره نشون نمی‌ده.
01:27
Of course, the verdict is not definitive.
28
75875
3653
البته این نظر قطعی نیست.
01:31
In 2015, the LHC will almost double
29
79528
3994
در سال ۲۰۱۵ شتاب دهنده LHC تقریبا
01:35
the energy of the colliding protons,
30
83522
2691
انرژی برخورد پروتون‌ها رو دو برابر خواهد کرد،
01:38
and these more powerful collisions
31
86213
2071
و این برخورد های پر انرژی تر
01:40
will allow us to explore further the particle world,
32
88284
4584
به ما اجازه خواهد داد که بیشتر در دنیای
ذرات بنیادی کاوش کنیم،
ذرات بنیادی کاوش کنیم،
01:44
and we will certainly learn much more.
33
92868
3132
و ما مطمئناً چیز‌های بسیار بیشتری خواهیم آموخت.
01:48
But for the moment, since we have found
34
96000
3146
لیکن برای این لحظه، از زمانی که ما پی بردیم
01:51
no evidence for new phenomena, let us suppose
35
99146
3149
که هیچ شاهدی برای پدیده جدیدی وجود نداره،
بگذارید فرض کنیم که
بگذارید فرض کنیم که
01:54
that the particles that we know today,
36
102295
3164
این ذرات بنیادی که ما امروز می‌شناسیم،
01:57
including the Higgs boson,
37
105459
1856
از جمله بوزون هیگز،
01:59
are the only elementary particles in nature,
38
107315
3285
تنها ذرات بنیادی در طبیعت هستند،
02:02
even at energies much larger
39
110600
2744
حتی در انرژی‌های بسیار بزرگتری که
02:05
than what we have explored so far.
40
113344
2766
ما تا کنون کشف کرده ایم.
02:08
Let's see where this hypothesis is going to lead us.
41
116110
4632
بگذارید ببینیم این فرضیه ما رو به کجا می‌رسونه.
02:12
We will find a surprising and intriguing result
42
120742
3432
نتیجه‌ای شگفت انگیز و جذاب
02:16
about our universe, and to explain my point,
43
124174
3799
درباره جهان خواهیم یافت، و برای اینکه
نظرم رو توضیح بدم
نظرم رو توضیح بدم
02:19
let me first tell you what the Higgs is about,
44
127973
3876
بگذارید ابتدا بهتون بگم که هیگز چی هست،
02:23
and to do so, we have to go back
45
131849
3134
و برای این کار، بایستی به
02:26
to one tenth of a billionth of a second
46
134983
4357
یک دهم از یک میلیاردم ثانیه
02:31
after the Big Bang.
47
139340
1531
بعد از انفجار بزرگ برگردیم.
02:32
And according to the Higgs theory,
48
140871
2041
و بر طبق نظریه هیگز،
02:34
at that instant, a dramatic event took place
49
142912
3366
در اون لحظه، یک اتفاق دراماتیک
02:38
in the universe.
50
146278
1591
در جهان رخ داد.
02:39
Space-time underwent a phase transition.
51
147869
4791
بُعد فضا - زمان دستخوش یک انتقال فاز شد.
02:44
It was something very similar to the phase transition
52
152660
3077
چیزی بسیار شبیه انتقال فازی که
02:47
that occurs when water turns into ice
53
155737
3545
موقع تبدیل آب به یخ
02:51
below zero degrees.
54
159282
1961
در دمای زیر صفر درجه اتفاق می‌افته.
02:53
But in our case, the phase transition
55
161243
2940
اما در قضیه ما، این انتقال فاز
02:56
is not a change in the way the molecules
56
164183
2531
یک تغییر در نحوه قرار‌گیری
02:58
are arranged inside the material,
57
166714
2286
ملکول‌ها در داخل یک ماده نیست،
03:01
but is about a change
58
169000
1888
بلکه در مورد تغییری اساسی در تار و پود بُعد فضا - زمان است.
03:02
of the very fabric of space-time.
59
170888
3626
بلکه در مورد تغییری اساسی در تار و پود بُعد فضا - زمان است.
03:06
During this phase transition, empty space
60
174514
2626
در طول این تغییر فاز، فضای خالی
03:09
became filled with a substance
61
177140
2672
با ماده ای که ما اکنون
03:11
that we now call Higgs field.
62
179812
3032
بهش میدان هیگز می‌گیم پر شد.
03:14
And this substance may seem invisible to us,
63
182844
2329
و این ماده ممکنه برای ما نامرئی باشه،
03:17
but it has a physical reality.
64
185173
2678
اما واقعیت فیزیکی داره.
03:19
It surrounds us all the time,
65
187851
2058
این میدان، همیشه ما رو احاطه کرده،
03:21
just like the air we breathe in this room.
66
189909
3701
درست مثل هوایی که در این محل تنفس می‌کنیم.
03:25
And some elementary particles interact
67
193610
2318
و بعضی ذرات بنیادی با این ماده
03:27
with this substance, gaining energy in the process.
68
195928
3828
از طریق به دست آوردن انرژی ذاتی
اثر متقابل دارن.
اثر متقابل دارن.
03:31
And this intrinsic energy is what we call
69
199756
3075
و این انرژی ذاتی همون چیزیه که بهش
03:34
the mass of a particle,
70
202831
2133
جرم یک ذره می‌گیم،
03:36
and by discovering the Higgs boson, the LHC
71
204964
3253
و با کشف بوزون هیگز، شتاب دهنده LHC
03:40
has conclusively proved that this substance is real,
72
208217
4532
به طور قطع ثابت کرد که این ماده وجود داره،
03:44
because it is the stuff the Higgs bosons are made of.
73
212749
3919
چون چیزی هست که بوزون‌های هیگز ازش ساخته شدن.
03:48
And this, in a nutshell, is the essence of the Higgs story.
74
216668
3444
و این، مختصری از اساس و بنیاد داستان هیگز هست.
03:52
But this story is far more interesting than that.
75
220112
4743
اما این داستان از این چیزی که گفتم بسیار جذاب‌تره.
03:56
By studying the Higgs theory,
76
224855
2311
با مطالعه نظریه هیگز،
03:59
theoretical physicists discovered,
77
227166
2360
فیزیکدانان نظری
04:01
not through an experiment
78
229526
1904
نه از طریق آزمایش
04:03
but with the power of mathematics,
79
231430
2476
بلکه با قدرت و کمک ریاضیات،
04:05
that the Higgs field does not necessarily exist
80
233906
3712
پی بردند که میدان هیگز لزوما، منحصرا به شکلی که
04:09
only in the form that we observe today.
81
237618
3337
ما امروز مشاهده می‌کنیم وجود نداره.
04:12
Just like matter can exist as liquid or solid,
82
240955
5045
درست مثل مواد که می‌تونن به صورت مایع یا جامد باشن،
04:18
so the Higgs field, the substance that fills all space-time,
83
246000
4572
میدان هیگز هم، که ماده‌ای هست که همه‌ی بُعد فضا - زمان رو پر می‌کنه،
04:22
could exist in two states.
84
250572
3354
می‌تونه در دو حالت وجود داشته باشه.
04:25
Besides the known Higgs state,
85
253926
2310
در کنار حالت شناخته شده هیگز،
04:28
there could be a second state in which the Higgs field
86
256236
3147
می‌تونه حالت دومی هم که میدان هیگز در اون
04:31
is billions and billions times denser
87
259383
3536
میلیاردها میلیارد چگال‌تر از چیزی که
04:34
than what we observe today,
88
262919
2045
امروز مشاهده می‌کنیم باشه،
04:36
and the mere existence of another state
89
264964
3487
و صرف وجود یک حالت دیگه
04:40
of the Higgs field poses a potential problem.
90
268451
4245
از میدان هیگز، یک سوال بالقوه رو مطرح می‌کنه.
04:44
This is because, according to the laws
91
272696
3238
به خاطر اینکه، بر اساس قوانین مکانیک کوانتوم،
04:47
of quantum mechanics, it is possible
92
275934
2693
این امکان وجود داره که
04:50
to have transitions between two states,
93
278627
2832
انتقال بین دو حالت
04:53
even in the presence of an energy barrier
94
281459
2949
حتی در حضور یک سد انرژی
04:56
separating the two states,
95
284408
2628
که دو فاز رو از هم جدا می‌کنه، به وقوع بپیونده.
04:59
and the phenomenon is called,
96
287036
2209
و به این پدیده می‌گن
05:01
quite appropriately, quantum tunneling.
97
289245
4142
تونل زنی کوانتومی، که اسم کاملاً مناسبی هم هست.
05:05
Because of quantum tunneling,
98
293387
1891
به علت تونل زنی کوانتومی،
05:07
I could disappear from this room
99
295278
2533
من می‌تونم در این اطاق غیب بشم
05:09
and reappear in the next room,
100
297811
3322
و در اطاق بغلی ظاهر بشم،
05:13
practically penetrating the wall.
101
301133
3395
عملاً دیوار رو سوراخ می‌کنم!
05:16
But don't expect me to actually perform the trick
102
304528
2815
اما از من انتظار نداشته باشید که فعلا این شعبده بازی رو
05:19
in front of your eyes, because the probability
103
307343
2578
در پیش چشمان شما انجام بدم، چون برای من
05:21
for me to penetrate the wall is ridiculously small.
104
309921
4388
احتمال اینکه دیوار رو سوراخ کنم، فوق العاده کمه.
05:26
You would have to wait a really long time
105
314309
2598
شما باید مدت زمان بسیار طولانی صبر کنید
05:28
before it happens, but believe me,
106
316907
2132
تا چنین اتفاقی بیفته، اما به حرف من اعتماد کنید،
05:31
quantum tunneling is a real phenomenon,
107
319039
3177
تونل زنی کوانتومی یک پدیده واقعی هست،
05:34
and it has been observed in many systems.
108
322216
3195
و در بسیاری سیستم‌ها مشاهده شده.
05:37
For instance, the tunnel diode,
109
325411
2562
برای مثال، دیود تونلی،
05:39
a component used in electronics,
110
327973
2197
قطعه ای که در الکترونیک به کار می‌ره،
05:42
works thanks to the wonders
111
330170
2422
به لطف عجایب شگفت انگیز پدیده
05:44
of quantum tunneling.
112
332592
2320
تونل زنی کوانتومی کار می‌کنه.
05:46
But let's go back to the Higgs field.
113
334912
2292
اما بیاید به میدان هیگز برگردیم.
05:49
If the ultra-dense Higgs state existed,
114
337204
4563
اگر این میدان فوق چگال هیگز وجود داشته باشه،
05:53
then, because of quantum tunneling,
115
341767
2354
آنگاه، به خاطر پدیده تونل زنی کوانتومی،
05:56
a bubble of this state could suddenly appear
116
344121
3713
یک "حباب" از این حالت، به طور ناگهانی، در مکان مشخصی
05:59
in a certain place of the universe at a certain time,
117
347834
3242
از این جهان، و در زمان مشخصی، می‌تونه پدید بیاد،
06:03
and it is analogous to what happens when you boil water.
118
351076
3765
و این مشابه چیزی هست که موقع جوشاندن آب رخ می‌ده.
06:06
Bubbles of vapor form inside the water,
119
354841
3089
حباب‌های بخار در داخل آب شکل می‌گیره،
06:09
then they expand, turning liquid into gas.
120
357930
3856
سپس، در حالی که دارن آب رو به بخار تبدیل می‌کنن، منبسط می‌شن.
06:13
In the same way, a bubble of the ultra-dense Higgs state
121
361786
4804
به شکل مشابهی، یک حباب از حالت فوق چگال هیگز
06:18
could come into existence because of quantum tunneling.
122
366590
3427
به دلیل تونل زنی کوانتومی می‌تونسته به وجود بیاد.
06:22
The bubble would then expand at the speed of light,
123
370017
2837
آنگاه این حباب با سرعت نور منبسط بشه،
06:24
invading all space, and turning the Higgs field
124
372854
3486
به تمام فضا هجوم بیاره، و این میدان هیگز رو از
06:28
from the familiar state into a new state.
125
376340
3649
حالت آشنای فعلی، به یک حالت جدید تبدیل کنه.
06:31
Is this a problem? Yes, it's a big a problem.
126
379989
4161
آیا این یک مشکل محسوب می‌شه؟ بله،
این یک مشکل بزرگه.
این یک مشکل بزرگه.
06:36
We may not realize it in ordinary life,
127
384150
2745
ما ممکنه در زندگی روزمره این رو متوجه نشیم،
06:38
but the intensity of the Higgs field is critical
128
386895
3205
اما "شدت" میدان هیگز برای
06:42
for the structure of matter.
129
390100
2645
ساختار ماده حیاتی هست.
06:44
If the Higgs field were only a few times more intense,
130
392745
4073
اگر میدان هیگز فقط چند برابر بیشتر شدت داشت،
06:48
we would see atoms shrinking, neutrons decaying
131
396818
2944
می‌دیدیم که اتم‌ها فشرده می‌شدن، نوترون‌ها در هسته اتم
06:51
inside atomic nuclei, nuclei disintegrating,
132
399762
3686
از بین می‌رفتن، هسته اتم از هم می‌پاشید،
06:55
and hydrogen would be
133
403448
2340
و هیدروژن، تنها عنصر شیمیایی بود
06:57
the only possible chemical element in the universe.
134
405788
4352
که می‌تونست در جهان وجود داشته باشه.
07:02
And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,
135
410140
3011
و میدان هیگز، در حالت فوق چگالش،
07:05
is not just a few times more intense than today,
136
413151
3814
نه فقط چند برابر شدید‌تر از حالت امروزش،
07:08
but billions of times,
137
416965
2195
بلکه میلیاردها برابر شدید‌تر بود،
07:11
and if space-time were filled by this Higgs state,
138
419160
3202
و اگر بُعد فضا - زمان با این حالت از هیگز پر می‌شد،
07:14
all atomic matter would collapse.
139
422362
3153
همه مواد اتمی از هم فرو می‌پاشید.
07:17
No molecular structures would be possible, no life.
140
425515
4490
نه هیچ ساختار ملکولی امکان وجود داشت، و نه حیاتی.
07:22
So, I wonder, is it possible
141
430005
3338
پس، من می‌خوام بدونم، آیا ممکنه
07:25
that in the future, the Higgs field
142
433343
2586
در آینده، این میدان هیگز
07:27
will undergo a phase transition and,
143
435929
2565
دستخوش یک تغییر فاز بشه،
07:30
through quantum tunneling, will be transformed
144
438494
3129
و از طریق تونل زنی کوانتومی، به
07:33
into this nasty, ultra-dense state?
145
441623
4687
این حالت فوق چگال ناخوش آیند تبدیل بشه؟
07:38
In other words, I ask myself, what is the fate
146
446310
3525
به بیان دیگه، از خودم می‌پرسم، سرنوشت
07:41
of the Higgs field in our universe?
147
449835
3083
این میدان هیگز در جهان ما چیست؟
07:44
And the crucial ingredient necessary
148
452918
2251
و جزء حیاتی که لازمه تا به وسیله اون
07:47
to answer this question is the Higgs boson mass.
149
455169
4386
به این سوال پاسخ بدیم، جرم بوزون هیگز هست.
07:51
And experiments at the LHC found that the mass
150
459555
4111
و آزمایشات در شتاب دهنده LHC نشون داد که جرم
07:55
of the Higgs boson is about 126 GeV.
151
463666
4274
بوزون هیگز تقریبا ۱۲۶ گیگا الکترون ولت هست.
07:59
This is tiny when expressed in familiar units,
152
467940
3036
این مقدار اگر با واحد های آشنا بیان بشه خیلی کوچیکه،
08:02
because it's equal to something like
153
470976
1320
چون این مقدار، معادل چیزی حدود
08:04
10 to the minus 22 grams,
154
472296
2207
۱۰ به توان منفی ۲۲ گرم هست.
08:06
but it is large in particle physics units,
155
474503
3970
اما این مقدار بزرگی در مقیاس فیزیک ذرات هست،
08:10
because it is equal to the weight
156
478473
2104
چون معادل تمام جرم
08:12
of an entire molecule
157
480577
2246
یک جزء اصلی
08:14
of a DNA constituent.
158
482823
2420
تشکیل دهنده DNA هست.
08:17
So armed with this information from the LHC,
159
485243
3387
پس با اتکا به این اطلاعات که از شتاب دهنده LHC به دست اومده،
08:20
together with some colleagues here at CERN,
160
488630
1944
با همراهی بعضی همکاران در مرکز سرن،
08:22
we computed the probability
161
490574
1909
احتمال اینکه جهان ما
08:24
that our universe could quantum tunnel
162
492483
3015
می‌تونسته از طریق تونل کوانتومی
08:27
into the ultra-dense Higgs state,
163
495498
3118
به حالت فوق چگال هیگز تبدیل بشه رو حساب کردیم،
08:30
and we found a very intriguing result.
164
498616
3677
و نتیجه جذابی به دست آوردیم.
08:34
Our calculations showed
165
502293
2149
محاسبات ما نشون داد
08:36
that the measured value of the Higgs boson mass
166
504442
3172
که جرم محاسبه شده بوزون هیگز
08:39
is very special.
167
507614
1845
خیلی "استثنایی" هست.
08:41
It has just the right value
168
509459
2919
جرم این ذره دقیقا همون مقدار درستی رو داره
08:44
to keep the universe hanging
169
512378
2693
تا بتونه جهان رو در آستانه
08:47
in an unstable situation.
170
515071
2570
حالت ناپایداری که داره، حفظ کنه.
08:49
The Higgs field is in a wobbly configuration
171
517641
3256
میدان هیگز، در یک پیکربندی لرزانی قرار داره
08:52
that has lasted so far
172
520897
2049
که تا کنون دوام آورده
08:54
but that will eventually collapse.
173
522946
3045
اما نهایتا از هم پاشیده خواهد شد.
08:57
So according to these calculations,
174
525991
3179
بنابراین، بر اساس این محاسبات،
09:01
we are like campers
175
529170
2030
ما شبیه کاروانی هستیم
09:03
who accidentally set their tent
176
531200
2452
که به طور تصادفی، چادر‌هاشون رو
09:05
at the edge of a cliff.
177
533652
1794
بر لبه صخره برپا کرده اند.
09:07
And eventually, the Higgs field
178
535446
1790
و نهایتا، این میدان هیگز
09:09
will undergo a phase transition
179
537236
1936
دستخوش یک تغییر فاز خواهد شد
09:11
and matter will collapse into itself.
180
539172
3044
و ماده، بر روی خودش فرو خواهد ریخت.
09:14
So is this how humanity is going to disappear?
181
542216
3444
پس این شکلی انسان قراره نابود بشه؟
09:17
I don't think so.
182
545660
1755
من اینطور فکر نمی‌کنم.
09:19
Our calculation shows that quantum tunneling
183
547415
3353
محاسبات ما نشون می‌ده که تونل زنی کوانتومی
09:22
of the Higgs field is not likely to occur
184
550768
3656
این میدان هیگز به احتمال زیاد
09:26
in the next 10 to the 100 years,
185
554424
3504
تا ۱۰ به توان ۱۰۰ سال دیگه رخ نخواهد داد،
09:29
and this is a very long time.
186
557928
3042
و این یک مدت خیلی طولانیه.
09:32
It's even longer than
187
560970
1768
این زمان حتی طولانی‌تر زمانی هست که
09:34
the time it takes for Italy to form a stable government.
188
562738
3669
طول بکشه ایتالیا یک دولت با ثبات داشته باشه.
09:38
(Laughter)
189
566407
2407
(خنده حضار)
09:40
Even so, we will be long gone by then.
190
568814
3791
با این وجود، در اون زمان، ما مدت زیادی هست که از بین رفته‌ایم.
09:44
In about five billion years,
191
572605
2608
در حدود ۵ میلیارد سال دیگه
09:47
our sun will become a red giant,
192
575213
2457
خورشید ما به یک ستاره غول پیکر قرمز،
09:49
as large as the Earth's orbit,
193
577670
2513
به بزرگی مدار زمین تبدیل خواهد شد،
09:52
and our Earth will be kaput,
194
580183
3277
و زمین ما از بین خواهد رفت،
09:55
and in a thousand billion years,
195
583460
2357
و هزار میلیارد سال دیگه،
09:57
if dark energy keeps on fueling
196
585817
2286
اگر "انرژی تاریک" به دامن زدنش به
10:00
space expansion at the present rate,
197
588103
2835
انبساط فضا با سرعت فعلی اش ادامه بده،
10:02
you will not even be able to see as far as your toes,
198
590938
4177
شما حتی قادر نخواهید بود که انگشتای پاتون رو نگاه کنید،
10:07
because everything around you
199
595115
1697
چون همه چیز پیرامون شما
10:08
expands at a rate faster than the speed of light.
200
596812
3701
با سرعتی بیش از سرعت نور منبسط می‌شه.
10:12
So it is really unlikely
201
600513
1985
پس واقعا بعیده که
10:14
that we will be around to see the Higgs field collapse.
202
602498
3870
ما وقتی میدان هیگز متلاشی می‌شه، این اطراف باشیم.
10:18
But the reason why I am interested
203
606368
3579
ولی دلیل اینکه من به
10:21
in the transition of the Higgs field
204
609947
2012
تبدیل میدان هیگز علاقه مندم
10:23
is because I want to address the question,
205
611959
3285
اینه که می‌خوام به این سوال بپردازم که
10:27
why is the Higgs boson mass so special?
206
615244
4965
چرا جرم بوزون هیگز این قدر استثناییه؟
10:32
Why is it just right to keep the universe
207
620209
2974
چرا مقدارش اونقدر دقیق و درسته که این جهان رو
10:35
at the edge of a phase transition?
208
623183
3490
بر لبه یک تغییر فاز نگه داشته؟
10:38
Theoretical physicists always ask "why" questions.
209
626673
3862
فیزیکدانهای نظری، همیشه سوال‌های "چرایی" می‌پرسن.
10:42
More than how a phenomenon works,
210
630535
2675
اون‌ها، بیش از اینکه به چگونگی انجام پدیده‌ها
10:45
theoretical physicists are always interested in
211
633210
2472
علاقه داشته باشن، همیشه به اینکه
10:47
why a phenomenon works in the way it works.
212
635682
3232
چرا یک پدیده همون طوری که داره رخ می‌ده، اتفاق می‌افته علاقه دارن.
10:50
We think that this these "why" questions
213
638914
3362
ما فکر می‌کنم که این پرسش‌های چرایی،
10:54
can give us clues
214
642276
1723
می‌تونه به ما سرنخ‌هایی
10:55
about the fundamental principles of nature.
215
643999
3538
در مورد قوانین اساسی طبیعت بده.
10:59
And indeed, a possible answer to my question
216
647537
3905
و قطعا، یک پاسخ محتمل به سوال من
11:03
opens up new universes, literally.
217
651442
4364
عیناً، یک جهان جدید خواهد گشود.
11:07
It has been speculated that our universe
218
655806
3441
اینطور فکر شده که جهان ما
11:11
is only a bubble in a soapy multiverse
219
659247
4133
تنها یک حباب در یک صابون مانندِ چند جهانی هست
11:15
made out of a multitude of bubbles,
220
663380
2563
که از حباب‌های زیادی ساخته شده،
11:17
and each bubble is a different universe
221
665943
2216
و هر حباب یک دنیای متفاوت هست
11:20
with different fundamental constants
222
668159
1894
با ثابت‌های بنیادین متفاوت
11:22
and different physical laws.
223
670053
1865
و قوانین متفاوت فیزیکی.
11:23
And in this context, you can only talk about
224
671918
2006
و در این زمینه، شما تنها می‌تونید در مورد احتمال
11:25
the probability of finding a certain value of the Higgs mass.
225
673924
4711
پیدا کردن یک مقدار مشخص برای
جرم بوزون هیگز صحبت کنید.
جرم بوزون هیگز صحبت کنید.
11:30
Then the key to the mystery
226
678635
2343
اونوقت، کلید این معما
11:32
could lie in the statistical properties
227
680978
3263
می‌تونه در خواص آماری این
11:36
of the multiverse.
228
684241
2228
چند جهانی قرار داشته باشه.
11:38
It would be something like what happens
229
686469
2414
این امر می‌تونه چیزی شبیه اتفاقی باشه که
11:40
with sand dunes on a beach.
230
688883
2237
برای تپه‌های شنی در ساحل می‌افته.
11:43
In principle, you could imagine to find sand dunes
231
691120
2872
اصولا، شما می‌تونید تصور کنید که تپه‌های شنی رو
11:45
of any slope angle in a beach,
232
693992
2430
با زاویه شیب‌های متفاوت در ساحل پیدا کنید،
11:48
and yet, the slope angles of sand dunes
233
696422
4161
و در عین حال، زاویه شیب تپه‌های شنی
11:52
are typically around 30, 35 degrees.
234
700583
3470
عموماً بین ۳۰، ۳۵ درجه هستن.
11:56
And the reason is simple:
235
704053
1668
و دلیلش هم ساده است:
11:57
because wind builds up the sand, gravity makes it fall.
236
705721
3678
چون باد، ماسه‌ها رو بالا می‌بره،
و گرانش باعث سقوطشون می‌شه.
و گرانش باعث سقوطشون می‌شه.
12:01
As a result, the vast majority of sand dunes
237
709399
2884
در نتیجه، اکثر قریب به اتفاق تپه‌های شنی
12:04
have slope angles around the critical value,
238
712283
3919
زاویه شیب‌هایی نزدیک به مقدار بحرانی دارند،
12:08
near to collapse.
239
716202
1984
مقداری نزدیک به فرو ریختن.
12:10
And something similar could happen
240
718186
2997
و چیزی مشابه می‌تونسته برای
12:13
for the Higgs boson mass in the multiverse.
241
721183
4537
جرم بوزون هیگز در چند جهانی اتفاقی بیفته.
12:17
In the majority of bubble universes,
242
725720
2872
در اکثر حباب‌های جهان‌ها،
12:20
the Higgs mass could be around the critical value,
243
728592
3057
جرم بوزون هیگز می‌تونسته در حدود مقدار بحرانی
12:23
near to a cosmic collapse of the Higgs field,
244
731649
3596
نزدیک یک فروریختن کیهانی از میدان هیگز باشه،
12:27
because of two competing effects,
245
735245
1947
به دلیل دو اثر رقابتی،
12:29
just as in the case of sand.
246
737192
3586
درست مثل مثال تپه های شنی.
12:32
My story does not have an end,
247
740778
3145
داستان من یک پایان نداره،
12:35
because we still don't know the end of the story.
248
743923
3735
چون ما هنوز پایان داستان رو نمی‌دونیم.
12:39
This is science in progress,
249
747658
3288
این علم در حال پیشرفت هست،
12:42
and to solve the mystery, we need more data,
250
750946
3834
و برای اینکه این راز رو کشف کنیم،
به اطلاعات بیشتری نیاز داریم،
به اطلاعات بیشتری نیاز داریم،
12:46
and hopefully, the LHC will soon add new clues
251
754780
4616
و امیدوارم که شتاب دهنده LHC، به زودی
سرنخ های جدید رو
سرنخ های جدید رو
12:51
to this story.
252
759396
2621
به این داستان اضافه کنه.
12:54
Just one number, the Higgs boson mass,
253
762017
3830
فقط یک عدد، جرم بوزون هیگز،
12:57
and yet, out of this number we learn so much.
254
765847
5329
و هنوز، از این عدد، ما خیلی چیز ها یاد می‌گیریم.
13:03
I started from a hypothesis, that the known particles
255
771176
3047
من از این فرضیه، که ذرات بنیادی شناخته شده
13:06
are all there is in the universe,
256
774223
2036
که همگی در این جهان وجود دارن،
13:08
even beyond the domain explored so far.
257
776259
2706
در ورای محدوده ای که تا کنون کشف شده هم
وجود دارن، شروع کردم.
وجود دارن، شروع کردم.
13:10
From this, we discovered that the Higgs field
258
778965
3768
با این فرض، ما چنین نتیجه گرفتیم که میدان هیگز
13:14
that permeates space-time may be standing
259
782733
3443
که در بُعد فضا - زمان نفوذ کرده، ممکنه
13:18
on a knife edge, ready for cosmic collapse,
260
786176
4557
بر لبه یک چاقو قرار، و در آستانه سقوط کیهانی قرار داشته باشه.
13:22
and we discovered that this may be a hint
261
790733
3550
و ما نتیجه گرفتیم که این ممکنه اشاره ای باشه
13:26
that our universe is only a grain of sand
262
794283
4033
که جهان ما تنها یک دانه ماسه
13:30
in a giant beach, the multiverse.
263
798316
3613
در یک ساحل عظیم، دنیای چند جهانی، هست.
13:33
But I don't know if my hypothesis is right.
264
801929
3251
ولی من نمی‌دونم که این فرض درست باشه.
13:37
That's how physics works: A single measurement
265
805180
3683
این همون روشی هست که فیزیک کار می‌کنه:
یک اندازه گیری تنها
یک اندازه گیری تنها
13:40
can put us on the road to a new understanding
266
808863
2864
می‌تونه ما رو در مسیری جدید از فهم
13:43
of the universe
267
811727
1663
این جهان قرار بده
13:45
or it can send us down a blind alley.
268
813390
3019
یا می‌تونه ما رو به انتهای یک بن بست برسونه.
13:48
But whichever it turns out to be,
269
816409
2564
اما، به هر کدوم که ما رو ببره،
13:50
there is one thing I'm sure of:
270
818973
3192
من از یک چیز مطمئن هستم:
13:54
The journey will be full of surprises.
271
822165
3349
این سفر، پر از چیز‌های شگفت انگیز خواهد بود.
13:57
Thank you.
272
825514
1373
متشکرم.
13:58
(Applause)
273
826887
5248
(تشویق حضار)
ABOUT THE SPEAKER
Gian Giudice - Theoretical physicistGian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology.
Why you should listen
Gian Giudice is a permanent member of CERN's group for theoretical physics. He has researched topics like supersymmetry, extra dimensions and dark matter, and has formulated theories that describe the earliest stages of the universe and that apply our knowledge of the particle world to smaller distances.
As author of the popular book, A Zeptospace Odyssey, Giudice is active in communicating the complex work of the Large Hadron Collider to the public. Meant for the lay reader, the book shares both the innovations needed to build the LHC and the theories it was created to prove. After the Higgs boson discovery, Giudice found the surprising result that, if the Standard Model continues to hold up at very small distances, the universe must be in a critical state, near to a phase transition that could lead to the collapse of all atomic matter. Luckily, in his TED Talk, he shares that this would happen very, very, very far in the future.
Gian Giudice | Speaker | TED.com