Serious Play 2008
George Smoot: The design of the universe
George Smoot sur l'architecture de l'univers
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A la conférence 'Serious Play' 2008, l'astrophysicien George Smoot nous montre de nouvelles images étourdissantes issues d'études de l'espace lointain, et nous enjoint à considérer comment le cosmos - avec ces toiles d'araignées géantes de matière sombre et de vides béants mystérieux - s'est développé de cette façon.
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
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I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,
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Je me suis dit que j'essaierais de changer un peu votre perspective sur le monde,
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and showing you some of the designs that we have in nature.
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et que je vous montrerais certaines des architectures qu'on trouve dans la nature.
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And so, I have my first slide to talk about
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Et donc, j'ai ma première diapositive pour évoquer
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the dawning of the universe and what I call
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l'aube de l'univers et ce que j'appelle
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the cosmic scene investigation, that is, looking at
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"Les Experts - Cosmos", c'est-à-dire observer
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the relics of creation and inferring what happened at the beginning,
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les reliques de la création et déduire ce qui s'est passé au début,
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and then following it up and trying to understand it.
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et puis suivre le déroulement et essayer de le comprendre.
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And so one of the questions that I asked you is,
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Et donc une des questions que je vous ai posées c'est
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when you look around, what do you see?
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quand vous regardez autour de vous, que voyez-vous ?
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Well, you see this space that's created by designers
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Bon, vous voyez cet espace créé par des concepteurs
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and by the work of people, but what you actually see
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et par le travail de diverses personnes, mais ce que vous voyez en fait
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is a lot of material that was already here,
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c'est un tas de matériaux qui étaient déjà là,
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being reshaped in a certain form.
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et qui ont été remodelés en une certaine forme.
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And so the question is: how did that material get here?
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Et donc la question c'est : comment ces matériaux se sont retrouvés là ?
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How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?
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Comment ont-ils pris la forme qu'ils avaient avant d'être remodelés, et ainsi de suite ?
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It's a question of what's the continuity?
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La question c'est: quelle est la continuité ?
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So one of the things I look at is,
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Donc l'une des choses que j'observe c'est
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how did the universe begin and shape?
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comment l'univers est né et a pris forme ?
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What was the whole process in the creation and the evolution of the universe
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Quel a été le processus dans la création et l'évolution de l'univers
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to getting to the point that we have these kinds of materials?
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pour aboutir à la situation où on trouve ces types de matériaux ?
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So that's sort of the part, and let me move on then and show you
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Donc, voilà pour cette partie, et je vais passer à la suite et vous montrer
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the Hubble Ultra Deep Field.
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le Champ Ultra Profond de Hubble.
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If you look at this picture,
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Si vous regardez cette image,
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what you will see is a lot of dark with some light objects in it.
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ce que vous verrez c'est beaucoup d'obscurité avec quelques objets lumineux dedans.
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And everything but -- four of these light objects are stars,
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Quatre de ces objets sont des étoiles,
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and you can see them there -- little pluses.
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et vous pouvez les voir là - les petits plus.
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This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?
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Ça c'est une étoile, ça c'est une étoile, toutes les autres sont des galaxies, d'accord ?
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So there's a couple of thousand galaxies
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Il y a donc deux ou trois mille galaxies,
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you can see easily with your eye in here.
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que vous pouvez voir facilement à l'œil nu ici.
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And when I look out at particularly this galaxy,
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Et lorsque j'observe cette galaxie en particulier,
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which looks a lot like ours, I wonder if there's
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qui ressemble beaucoup à la nôtre, je me demande s'il y a là-bas
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an art design college conference going on,
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une conférence en cours dans une université de conception artistique,
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and intelligent beings there are thinking about, you know,
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et des êtres intelligents qui réfléchissent à, vous savez,
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what designs they might do, and there might be a few cosmologists
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quelles architectures ils peuvent créer, et il pourrait y avoir quelques cosmologues
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trying to understand where the universe itself came from,
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essayant de comprendre d'où vient l'univers lui-même,
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and there might even be some in that galaxy looking at ours
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et il se pourrait même que certaines personnes dans cette galaxie nous regardent
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trying to figure out what's going on over here.
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et essaient de deviner ce qu'il se passe ici.
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But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,
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Mais il y a beaucoup d'autres galaxies, certaines sont proches,
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and they're kind of the color of the Sun,
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et elles ont comme la couleur du soleil,
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and some are further away and they're a little bluer, and so forth.
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et d'autres sont plus loins et elles sont un peu plus bleues, etc...
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But one of the questions is -- this should be, to you --
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Mais une des questions c'est - ça devrait l'être pour vous -
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how come there are so many galaxies?
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Comment se fait-il qu'il y ait tant de galaxies ?
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Because this represents a very clean fraction of the sky.
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Parce que ceci représente une fraction bien précise du ciel.
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This is only 1,000 galaxies.
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Seulement 1000 galaxies.
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We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,
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Nous pensons qu'il y a environ... pour ce qui est visible par le Télescope Spatial Hubble
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if you had the time to scan it around --
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si vous aviez le temps de scanner tout autour,
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about 100 billion galaxies. Right?
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de l'ordre de 100 milliards de galaxies. D'accord ?
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It's a very large number of galaxies.
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C'est un très grand nombre de galaxies.
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And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.
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Et c'est à peu près le nombre d'étoiles dans notre propre galaxie.
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But when you look at some of these regions like this, you'll see
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Mais quand vous regardez certaines de ces régions comme ici, vous verrez
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more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.
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plus de galaxies que d'étoiles, ce qui est une sorte d'énigme.
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So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,
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Donc la question qui devrait vous venir à l'esprit c'est, quel type d'architecture, vous voyez...
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what kind of creative process and what kind of design
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quel type de processus créatif et quel type d'architecture
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produced the world like that?
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ont produit un monde comme celui-là ?
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And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.
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Et maintenant je vais vous montrer que c'est en fait beaucoup plus compliqué.
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We're going to try and follow it up.
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Nous allons essayer de l'étudier.
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We have a tool that actually helps us out in this study,
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Nous avons un outil qui nous aide vraiment dans cette étude,
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and that's the fact that the universe is so incredibly big
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c'est le fait que l'univers est si incroyablement grand
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that it's a time machine, in a certain sense.
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que c'est une machine à remonter le temps, dans un certain sens.
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We draw this set of nested spheres cut away so you see it.
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On dessine cet ensemble de sphères imbriquées en coupe pour que vous le voyez.
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Put the Earth at the center of the nested spheres,
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On met la Terre au centre des sphères imbriquées,
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just because that's where we're making observations.
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simplement parce que c'est de là que nous réalisons nos observations.
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And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon
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Et la lune n'est qu'à 2 secondes, donc si vous prenez une image de la lune
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using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.
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en utilisant la lumière ordinaire, c'est la lune telle qu'elle était il y a 2 secondes, et on s'en fiche.
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Two seconds is like the present.
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Deux secondes c'est comme si c'était le présent.
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The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,
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Le Soleil est à 8 minutes. C'est pas un si gros problème, d'accord,
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unless there's solar flares coming then you want to get out the way.
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sauf s'il y a des éruptions solaires qui arrivent et que vous voulez dégager du chemin.
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You'd like to have a little advance warning.
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Vous apprécieriez d'avoir un avertissement un peu à l'avance.
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But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.
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Mais vous arrivez à Jupiter et c'est à 40 minutes. C'est un problème.
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You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars
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Vous entendez parler de Mars, c'est un problème de communiquer avec Mars
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because it takes light long enough to go there.
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parce que la lumière met beaucoup de temps pour l'atteindre.
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But if you look out to the nearest set of stars,
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Mais si vous regardez le plus proche ensemble d'étoiles,
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to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.
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les 40 ou 50 étoiles les plus proches, c'est environ 10 ans.
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So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.
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Donc si vous prenez une photo de ce qui s'y passe, l'image a 10 ans.
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But you go and look to the center of the galaxy,
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Mais quand vous allez regarder le centre de la galaxie,
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it's thousands of years ago.
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l'image a des milliers d'années.
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If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,
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Si vous regardez Andromède, qui est la grande galaxie la plus proche,
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and it's two million years ago.
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l'image a deux millions d'années.
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If you took a picture of the Earth two million years ago,
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206000
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Si vous aviez pris une image de la Terre il y a deux millions d'années,
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there'd be no evidence of humans at all,
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il n'y aurait aucune trace des humains,
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because we don't think there were humans yet.
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parce que nous ne pensons pas qu'il y avait déjà des humains.
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I mean, it just gives you the scale.
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Je veux dire, ça vous donne juste l'échelle.
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With the Hubble Space Telescope, we're looking at
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214000
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Avec le Télescope Spatial Hubble, nous regardons de quelques
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hundreds of millions of years to a billion years.
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centaines de millions d'années à un milliard d'années dans le passé.
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But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --
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Mais si nous étions capables de trouver un moyen de voir plus loin -
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there's some things even further,
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il y a des choses encore plus loin,
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and that was what I did in a lot of my work,
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et c'est ce que j'ai fait dans nombre de mes travaux,
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was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier
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de développer les techniques - nous pourrions voir encore plus tôt
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epochs before there were stars and before there were galaxies,
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230000
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à des époques antérieures à l'apparition des étoiles et des galaxies,
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back to when the universe was hot and dense and very different.
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lorsque l'univers était chaud et dense et très différent.
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And so that's the sort of sequence,
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Et donc c'est une séquence de ce genre,
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and so I have a more artistic impression of this.
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238000
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et j'ai une visualisation plus artistique de tout ça.
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There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,
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Il y a la galaxie au centre, la Voie Lactée,
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and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,
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et autour d'elle les galaxies proches visibles par Hubble,
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and there's a sphere that marks the different times.
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246000
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et il y a une sphère qui marque les différentes époques.
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And behind that are some more modern galaxies.
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Et derrière ça il y a quelques galaxies plus modernes.
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You see the whole big picture?
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Vous avez une bonne vue d'ensemble ?
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The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?
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252000
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Le début des temps, c'est drôle - il est à l'extérieur, d'accord ?
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And then there's a part of the universe we can't see
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Et il y a une partie de l'univers que nous ne pouvons pas voir
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because it's so dense and so hot, light can't escape.
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parce que c'est tellement chaud et dense, que la lumière ne peut s'échapper.
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It's like you can't see to the center of the Sun;
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2000
De même qu'on ne peut pas voir le centre du Soleil,
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you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.
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262000
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on doit utiliser d'autres techniques pour savoir ce qui se passe à l'intérieur du Soleil.
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But you can see the edge of the Sun,
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Mais on peut voir les contours du Soleil,
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and the universe gets that way, and you can see that.
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266000
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et l'univers marche de la même façon, et on peut observer ça.
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And then you see this sort of model area around the outside,
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268000
4000
Et alors vous voyez cette sorte de zone modèle autour de l'extérieur,
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and that is the radiation coming from the Big Bang,
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272000
3000
c'est la radiation qui nous vient du Big Bang,
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which is actually incredibly uniform.
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275000
2000
qui est en fait incroyablement uniforme.
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The universe is almost a perfect sphere,
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277000
2000
L'univers est presque une sphère parfaite,
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but there are these very tiny variations
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279000
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mais il y a ces toutes petites variations,
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which we show here in great exaggeration.
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281000
3000
que nous montrons ici de façon très exagérée.
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And from them in the time sequence we're going to have to go
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284000
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Et dans la séquence de temps, nous partons de ces petites variations
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from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars
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288000
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pour passer par ces galaxies irrégulières et les premières étoiles
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to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.
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jusqu'à ces galaxies plus modernes, et finalement le système solaire, et ainsi de suite.
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So it's a big design job,
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296000
3000
Donc c'est un gros boulot de conception,
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but we'll see about how things are going on.
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299000
2000
mais nous allons voir comment les choses se passent.
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So the way these measurements were done,
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301000
2000
Ces mesures ont donc été effectuées au moyen
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there's been a set of satellites, and this is where you get to see.
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303000
3000
d'un ensemble de satellites, et c'est ce que vous allez voir.
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So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,
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306000
4000
Il y a eu le satellite COBE, qui a été lancé en 1989,
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and we discovered these variations.
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2000
et on a découvert ces variations.
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And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --
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312000
3000
Et puis en 2000, le satellite MAP a été lancé - le WMAP -
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and it made somewhat better pictures.
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2000
et il a pris pour ainsi dire de meilleures images.
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And later this year -- this is the cool stealth version,
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317000
4000
Et plus tard cette année - ça c'est la version clandestine,
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the one that actually has some beautiful design features to it,
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321000
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celle qui a vraiment des caractéristiques magnifiques,
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and you should look -- the Planck satellite will be launched,
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et vous devriez regarder - le satellite Planck sera lancé,
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and it will make very high-resolution maps.
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et il fera des cartes en très haute définition.
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And that will be the sequence of understanding
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329000
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Et ça donnera la séquence de compréhension
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the very beginning of the universe.
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332000
1000
du tout début de l'univers.
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And what we saw was, we saw these variations, and then they told us
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333000
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Et ce que nous avons vu, ces variations, elles nous ont appris
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the secrets, both about the structure of space-time,
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337000
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les secrets, à la fois de la structure de l'espace-temps,
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and about the contents of the universe,
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340000
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et de ce que contient l'univers,
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and about how the universe started in its original motions.
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342000
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et de la manière dont il a entamé son mouvement initial.
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So we have this picture, which is quite a spectacular picture,
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Nous avons donc cette image, qui est plutôt spectaculaire,
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and I'll come back to the beginning, where we're going to have
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et je vais revenir au début, où l'on trouve
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some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.
133
350000
4000
un processus mystérieux qui donne le coup d'envoi initial de l'univers.
06:10
And we go through a period of accelerating expansion, and the universe
134
354000
4000
Et on passe par une période d'accélération de l'expansion, et l'univers
06:14
expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,
135
358000
4000
grandit et se refroidit jusqu'à ce qu'il devienne transparent,
06:18
then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,
136
362000
2000
alors ce sont les Âges Sombres, puis les premières étoiles s'allument,
06:20
and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.
137
364000
5000
et elles se regroupent en galaxies, et puis plus tard apparaissent des galaxies plus vastes.
06:25
And somewhere around this period is when our solar system started forming.
138
369000
3000
Et quelque part autour de cette période, c'est le moment où le système solaire a commencé à se former.
06:28
And it's maturing up to the present time.
139
372000
3000
Et il a continué d'évoluer jusqu'à maintenant.
06:31
And there's some spectacular things.
140
375000
2000
Et il y a quelques choses spectaculaires.
06:33
And this wastebasket part, that's to represent
141
377000
3000
Cette partie en forme de corbeille, ça représente
06:36
what the structure of space-time itself is doing during this period.
142
380000
2000
la structure de l'espace-temps lui-même au cours de cette période.
06:38
And so this is a pretty weird model, right?
143
382000
4000
Et c'est donc un modèle plutôt bizarre, d'accord ?
06:42
What kind of evidence do we have for that?
144
386000
2000
Quelle sorte de preuve avons-nous de ça ?
06:44
So let me show you some of nature's patterns
145
388000
3000
Laissez-moi vous montrer quelques-uns des schémas naturels
06:47
that are the result of this.
146
391000
1000
qui sont le résultat de ceci.
06:48
I always think of space-time as being the real substance of space,
147
392000
4000
Je considère toujours l'espace-temps comme la véritable substance de l'espace,
06:52
and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.
148
396000
5000
et les galaxies et les étoiles comme l'écume sur l'océan.
06:57
It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.
149
401000
4000
Elles désignent les endroits où se trouvent les ondes intéressantes et ce qui s'y est passé, quoi que ce fut.
07:01
So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.
150
405000
6000
Voici l'Étude du Ciel Numérique Sloan montrant la localisation d'un million de galaxies.
07:07
So there's a dot on here for every galaxy.
151
411000
2000
Il y a donc ici un point pour chaque galaxie.
07:09
They go out and point a telescope at the sky, take a picture,
152
413000
3000
Ils sortent et pointent un télescope vers le ciel, prennent une photo,
07:12
identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,
153
416000
3000
identifient les étoiles et les enlèvent, regardent les galaxies,
07:15
estimate how far away they are, and plot them up.
154
419000
3000
estiment leur distance, et les positionnent,
07:18
And just put radially they're going out that way.
155
422000
2000
et inscrivent radialement la direction dans laquelle elles vont.
07:20
And you see these structures, this thing we call the Great Wall,
156
424000
3000
Et vous voyez ces structures, cette chose que nous appelons le Grand Mur,
07:23
but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out
157
427000
3000
mais il y a des vides et ces genres de trucs, qui semblent s'évanouir dans le lointain
07:26
because the telescope isn't sensitive enough to do it.
158
430000
2000
parce que le télescope n'est pas assez sensible pour aller jusque là.
07:28
Now I'm going to show you this in 3D.
159
432000
3000
Maintenant je vais vous montrer ça en 3D.
07:31
What happens is, you take pictures
160
435000
1000
Ce qui se passe, c'est que vous prenez des photos
07:32
as the Earth rotates, you get a fan across the sky.
161
436000
3000
pendant que la Terre tourne, et vous obtenez un éventail à travers le ciel.
07:35
There are some places you can't look because of our own galaxy,
162
439000
2000
Il y a certains endroits que vous ne pouvez pas observer à cause de notre galaxie,
07:37
or because there are no telescopes available to do it.
163
441000
4000
ou parce qu'il n'y a pas de télescopes disponibles pour le faire.
07:41
So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.
164
445000
4000
L'image suivante vous montre donc la version rotative en 3 dimensions de ceci.
07:45
Do you see the fan-like scans made across the sky?
165
449000
3000
Vous voyez les tracés en forme d'éventail à travers le ciel ?
07:48
Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,
166
452000
6000
Rappelez-vous, chaque point ici est une galaxie, et vous voyez les galaxies,
07:54
you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.
167
458000
4000
vous savez... en quelque sorte dans notre voisinage, et vous voyez la structure.
07:58
And you see this thing we call the Great Wall,
168
462000
2000
Et vous voyez cette chose que nous appelons le Grand Mur,
08:00
and you see the complicated structure, and you see these voids.
169
464000
3000
et vous voyez la structure complexe, et vous voyez les vides.
08:03
There are places where there are no galaxies and there are places
170
467000
2000
Il y a des endroits où il n'y a aucune galaxie et des endroits où
08:05
where there are thousands of galaxies clumped together, right.
171
469000
3000
il y a des milliers de galaxies amassées entre elles, d'accord ?
08:08
So there's an interesting pattern,
172
472000
2000
Il y a donc un schéma intéressant,
08:10
but we don't have enough data here to actually see the pattern.
173
474000
2000
mais nous n'avons pas assez de données ici pour véritablement voir le schéma.
08:12
We only have a million galaxies, right?
174
476000
2000
On a juste un million de galaxies, d'accord ?
08:14
So we're keeping, like, a million balls in the air
175
478000
2000
Nous jonglons avec disons un million de balles dans les airs
08:16
but, what's going on?
176
480000
2000
mais, que se passe t-il ?
08:18
There's another survey which is very similar to this,
177
482000
2000
Il y a une autre étude qui est très similaire à celle-ci,
08:20
called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
178
484000
6000
appelée l'Étude du décalage vers le rouge des galaxies dans le champ de deux degrés.
08:26
Now we're going to fly through it at warp a million.
179
490000
3000
Maintenant nous allons voler à travers à un million de fois la vitesse de la lumière.
08:29
And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --
180
493000
4000
Et chaque fois qu'il y a une galaxie - à sa place il y a une galaxie -
08:33
and if we know anything about the galaxy, which we do,
181
497000
2000
et si nous savons quelque chose sur cette galaxie, ce qui est le cas,
08:35
because there's a redshift measurement and everything,
182
499000
2000
parce qu'il y a une mesure du décalage vers le rouge et tout le reste,
08:37
you put in the type of galaxy and the color,
183
501000
2000
on met le type de galaxie et la couleur,
08:39
so this is the real representation.
184
503000
2000
donc c'est la vraie représentation.
08:41
And when you're in the middle of the galaxies
185
505000
1000
Et quand vous êtes au milieu des galaxies
08:42
it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.
186
506000
3000
c'est difficile de voir le motif ; c'est comme être au milieu de la vie.
08:45
It's hard to see the pattern in the middle of the audience,
187
509000
1000
C'est difficile de voir le motif au milieu du public,
08:46
it's hard to see the pattern of this.
188
510000
2000
c'est difficile de voir le motif de ceci.
08:48
So we're going to go out and swing around and look back at this.
189
512000
3000
On va donc sortir, tourner autour et nous retourner vers l'ensemble.
08:53
And you'll see, first, the structure of the survey,
190
517000
4000
Et vous allez d'abord voir la structure de l'observation,
08:57
and then you'll start seeing the structure of the galaxies
191
521000
3000
et puis vous allez commencer à voir la structure des galaxies
09:00
that we see out there.
192
524000
3000
que nous voyons là.
09:06
So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.
193
530000
3000
Donc à nouveau, vous pouvez voir l'extension de ce Grand Mur de galaxies qui apparait ici.
09:09
But you can see the voids,
194
533000
2000
Mais vous pouvez voir les vides,
09:11
you can see the complicated structure, and you say,
195
535000
4000
vous pouvez voir la structure compliquée, et vous vous dites,
09:15
well, how did this happen?
196
539000
2000
bon, comment ça s'est produit ?
09:17
Suppose you're the cosmic designer.
197
541000
2000
Imaginez que vous êtes l'architecte du cosmos.
09:19
How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?
198
543000
2000
Comment faites-vous pour placer des galaxies là-dedans en suivant un tel motif ?
09:21
It's not just throwing them out at random.
199
545000
2000
Ce n'est pas juste en les jetant au hasard.
09:23
There's a more complicated process going on here.
200
547000
2000
Il y a un processus plus compliqué à l'œuvre ici.
09:25
How are you going to end up doing that?
201
549000
2000
Comment obtiendrez-vous ça au final ?
09:27
And so now we're in for some serious play.
202
551000
3000
Et donc maintenant nous voilà engagés dans un jeu très sérieux.
09:30
That is, we have to seriously play God,
203
554000
2000
C'est-à-dire qu'on doit sérieusement jouer à être Dieu,
09:32
not just change people's lives, but make the universe, right.
204
556000
3000
pas seulement changer la vie des gens, mais fabriquer l'univers, d'accord ?
09:35
So if that's your responsibility, how are you going to do that?
205
559000
3000
Donc si c'est votre responsabilité, comment allez-vous faire ça ?
09:38
What's the kind of technique?
206
562000
1000
Quel genre de technique ?
09:39
What's the kind of thing you're going to do?
207
563000
2000
Quel genre de chose allez-vous faire ?
09:41
So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation
208
565000
4000
Je vais vous montrer les résultats sur une simulation à très grande échelle,
09:45
of what we think the universe might be like, using, essentially,
209
569000
4000
de ce que nous pensons que pourrait être l'univers, en utilisant essentiellement
09:49
some of the play principles and some of the design principles that,
210
573000
3000
certains des principes de jeu et certains des principes d'architecture que,
09:52
you know, humans have labored so hard to pick up,
211
576000
3000
vous savez, les humains ont travaillé si dur pour découvrir,
09:55
but apparently nature knew how to do at the beginning.
212
579000
3000
mais qu'apparemment la nature connaissait dès le début.
09:58
And that is, you start out with very simple ingredients
213
582000
4000
Il s'agit de commencer avec des ingrédients très simples
10:02
and some simple rules,
214
586000
1000
et quelques règles simples,
10:04
but you have to have enough ingredients to make it complicated.
215
588000
3000
mais il faut avoir suffisamment d'ingrédients pour en faire quelque chose de complexe.
10:07
And then you put in some randomness,
216
591000
4000
Et là vous ajoutez un peu de hasard,
10:11
some fluctuations and some randomness,
217
595000
2000
quelques fluctuations et un peu de hasard,
10:13
and realize a whole bunch of different representations.
218
597000
3000
et vous réalisez tout un tas de représentations différentes.
10:16
So what I'm going to do is show you
219
600000
2000
Donc ce que je vais faire est de vous montrer
10:18
the distribution of matter as a function of scales.
220
602000
2000
la distribution de la matière comme une fonction d'échelles.
10:20
We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.
221
604000
3000
On va zoomer, mais voilà une carte de ce dont il s'agit.
10:23
And we had to add one more thing to make the universe come out right.
222
607000
4000
Et nous avons dû ajouter une chose en plus pour que l'univers apparaisse correctement.
10:27
It's called dark matter.
223
611000
2000
On l'appelle la matière sombre.
10:29
That is matter that doesn't interact with light
224
613000
1000
C'est de la matière qui n'interagit pas avec la lumière
10:30
the typical way that ordinary matter does,
225
614000
2000
de la manière classique de la matière ordinaire,
10:32
the way the light's shining on me or on the stage.
226
616000
3000
de la manière dont la lumière m'éclaire, moi ou la scène.
10:35
It's transparent to light, but in order for you to see it,
227
619000
2000
Elle est transparente à la lumière, mais de façon à ce que vous la voyiez,
10:37
we're going to make it white. OK?
228
621000
2000
on va la faire apparaître en blanc, d'accord ?
10:39
So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.
229
623000
3000
Donc ce qui est blanc dans cette image, c'est de la matière sombre.
10:42
It should be called invisible matter,
230
626000
2000
On devrait l'appeler matière invisible,
10:44
but the dark matter we've made visible.
231
628000
2000
mais c'est la matière sombre que nous avons rendu visible.
10:46
And the stuff that is in the yellow color,
232
630000
3000
Et ce qui est jaune,
10:49
that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.
233
633000
4000
c'est de la matière ordinaire qui est transformée en étoiles et en galaxies.
10:53
So I'll show you the next movie.
234
637000
2000
Donc je vais vous montrer la vidéo suivante.
10:55
So this -- we're going to zoom in.
235
639000
3000
Donc ceci - on va zoomer.
10:58
Notice this pattern and pay attention to this pattern.
236
642000
2000
Remarquez ce motif et soyez attentifs à ce motif.
11:00
We're going to zoom in and zoom in.
237
644000
3000
On va zoomer et zoomer encore.
11:04
And you'll see there are all these filaments and structures and voids.
238
648000
4000
Et vous allez voir tous ces filaments, ces structures et ces vides.
11:08
And when a number of filaments come together in a knot,
239
652000
3000
Et quand un certain nombre de filaments se regroupent en un nœud,
11:11
that makes a supercluster of galaxies.
240
655000
2000
ça crée un super-amas de galaxies.
11:13
This one we're zooming in on
241
657000
2000
Celui-ci sur lequel nous zoomons, représente,
11:15
is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.
242
659000
3000
entre 100 000 et un million de galaxies rien que dans cette petite région.
11:18
So we live in the boonies.
243
662000
1000
Donc nous vivons dans la campagne.
11:19
We don't live in the center of the solar system,
244
663000
3000
Nous ne vivons pas au centre du système solaire,
11:22
we don't live in the center of the galaxy
245
666000
1000
nous ne vivons pas au centre de la galaxie
11:23
and our galaxy's not in the center of the cluster.
246
667000
3000
et notre galaxie n'est pas au centre de l'amas.
11:26
So we're zooming in.
247
670000
2000
Donc on zoome.
11:28
This is a region which probably has more than 100,000,
248
672000
2000
Ceci est une région qui contient probablement plus de 100 000,
11:30
on the order of a million galaxies in that region.
249
674000
3000
de l'ordre d'un million de galaxies dans cette région.
11:33
We're going to keep zooming in. OK.
250
677000
3000
On va continuer de zoomer, d'accord ?
11:36
And so I forgot to tell you the scale.
251
680000
2000
Et j'ai oublié de vous donner l'échelle.
11:38
A parsec is 3.26 light years.
252
682000
3000
Un parsec fait 3.26 années lumière.
11:41
So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.
253
685000
3000
Donc un gigaparsec c'est 3 milliards d'années lumière - voilà l'échelle.
11:44
So it takes light three billion years to travel over that distance.
254
688000
3000
Il faut donc 3 milliards d'années à la lumière pour parcourir cette distance.
11:47
Now we're into a distance sort of between here and here.
255
691000
3000
Maintenant nous sommes à une distance du genre de... entre ici et ici,
11:50
That's the distance between us and Andromeda, right?
256
694000
3000
C'est la distance entre nous et Andromède, d'accord ?
11:53
These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.
257
697000
3000
Ces petites taches que vous voyez ici, ce sont des galaxies.
11:58
Now we're going to zoom back out,
258
702000
1000
Maintenant nous allons reculer,
12:02
and you can see this structure that,
259
706000
3000
et vous pouvez voir cette structure qui,
12:05
when we get very far out, looks very regular,
260
709000
2000
quand nous nous éloignons très loin, semble très régulière,
12:07
but it's made up of a lot of irregular variations.
261
711000
3000
mais qui est faite d'un tas de variations irrégulières.
12:10
So they're simple building blocks.
262
714000
2000
Donc ce sont des éléments de construction simples.
12:12
There's a very simple fluid to begin with.
263
716000
2000
C'est un fluide très simple au départ.
12:14
It's got dark matter, it's got ordinary matter,
264
718000
4000
Il contient de la matière sombre, de la matière ordinaire,
12:18
it's got photons and it's got neutrinos,
265
722000
3000
il contient des photons et des neutrinos,
12:21
which don't play much role in the later part of the universe.
266
725000
3000
qui ne joueront pas un rôle majeur dans la période moderne de l'univers.
12:24
And it's just a simple fluid and it, over time,
267
728000
4000
Et c'est juste un simple fluide et, le temps passant,
12:28
develops into this complicated structure.
268
732000
3000
il se développe en cette structure compliquée.
12:31
And so you know when you first saw this picture,
269
735000
4000
Et donc vous voyez quand vous avez vu cette image pour la première fois,
12:35
it didn't mean quite so much to you.
270
739000
2000
ça ne signifiait pas grand' chose pour vous.
12:37
Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe
271
741000
5000
Ici vous observez 1% du volume de l'univers visible,
12:42
and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,
272
746000
3000
et vous voyez des milliards de galaxies, d'accord, et des nœuds,
12:45
but you realize they're not even the main structure.
273
749000
2000
mais on voit qu'ils ne sont même pas la structure principale.
12:47
There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,
274
751000
3000
Il y a un squelette, qui est fait de matière sombre, de matière invisible,
12:50
that's out there that's actually holding it all together.
275
754000
3000
qui est là en fait et qui maintient l'ensemble de la structure.
12:53
So let's fly through it, and you can see how much harder it is
276
757000
4000
Alors volons au travers, et vous pouvez voir comme il est difficile
12:57
when you're in the middle of something to figure this out.
277
761000
2000
quand vous êtes au milieu de quelque chose de visualiser l'ensemble.
12:59
So here's that same end result.
278
763000
2000
Donc ici le même résultat final.
13:01
You see a filament,
279
765000
2000
Vous voyez un filament,
13:03
you see the light is the invisible matter,
280
767000
3000
vous voyez le blanc qui est la matière invisible,
13:06
and the yellow is the stars or the galaxies showing up.
281
770000
4000
et le jaune qui sont les étoiles et les galaxies qui apparaissent.
13:10
And we're going to fly around, and we'll fly around,
282
774000
2000
On va voler autour, et on volera autour,
13:12
and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,
283
776000
3000
et vous verrez de temps en temps une intersection entre deux filaments,
13:15
and you get a large cluster of galaxies.
284
779000
2000
ce qui donne un large amas de galaxies.
13:17
And then we'll fly in to where the very large cluster is,
285
781000
3000
Et ensuite on volera vers là où se trouve le très large amas,
13:20
and you can see what it looks like.
286
784000
3000
et vous pouvez voir à quoi il ressemble.
13:23
And so from inside, it doesn't look very complicated, right?
287
787000
3000
Et donc de l'intérieur, ça ne semble pas si compliqué, pas vrai ?
13:26
It's only when you look at it at a very large scale,
288
790000
3000
C'est seulement lorsque vous le regardez à très grande échelle,
13:29
and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,
289
793000
3000
et que vous l'explorez et ainsi de suite, que vous réalisez que c'est un type d'architecture
13:32
complicated kind of a design, right?
290
796000
3000
extrêmement tortueux et complexe, d'accord ?
13:35
And it's grown up in some kind of way.
291
799000
4000
Et ça s'est formé d'une certaine façon.
13:39
So the question is,
292
803000
2000
La question est donc,
13:41
how hard would it be to assemble this, right?
293
805000
5000
est-ce que ce serait dur de réaliser cet assemblage, d'accord ?
13:46
How big a contractor team would you need
294
810000
2000
De combien d'entrepreneurs auriez-vous besoin
13:48
to put this universe together, right?
295
812000
2000
pour construire cet univers, d'accord ?
13:50
That's the issue, right?
296
814000
3000
C'est la question, pas vrai ?
13:53
And so here we are.
297
817000
2000
Et donc nous y voici.
13:55
You see how the filament --
298
819000
2000
Vous voyez comment ce filament -
13:57
you see how several filaments are coming together,
299
821000
2000
vous voyez comment plusieurs filaments se rejoignent,
13:59
therefore making this supercluster of galaxies.
300
823000
4000
et de ce fait forment ce super-amas de galaxies.
14:03
And you have to understand, this is not how it would actually look
301
827000
3000
Et vous devez comprendre, ce n'est pas ce à quoi ça ressemblerait en vrai
14:06
if you -- first, you can't travel this fast,
302
830000
2000
si vous - déjà, vous ne pouvez pas voyager aussi vite,
14:08
everything would be distorted,
303
832000
1000
tout serait distordu,
14:09
but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.
304
833000
6000
mais c'est juste un simple rendu et des arts graphiques, ce genre de choses.
14:15
This is how, if you took billions of years to go around,
305
839000
3000
Si vous preniez des milliards d'années pour en faire le tour,
14:18
it might look to you, right?
306
842000
1000
c'est ce à quoi ça pourrait ressembler pour vous, d'accord ?
14:19
And if you could see invisible matter, too.
307
843000
3000
Et si vous pouviez voir la matière sombre aussi.
14:22
And so the idea is, you know, how would you put together the universe
308
846000
6000
Et donc l'idée c'est, vous voyez, comment vous fabriqueriez l'univers
14:28
in a very simple way?
309
852000
1000
d'une manière très simple ?
14:29
We're going to start and realize that the entire visible universe,
310
853000
5000
D'abord il faut réaliser que l'univers visible en entier,
14:34
everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope
311
858000
3000
tout ce que nous pouvons voir dans toutes les directions avec le Télescope Spatial Hubble
14:37
plus our other instruments,
312
861000
1000
plus nos autres instruments,
14:38
was once in a region that was smaller than an atom.
313
862000
5000
se trouvait autrefois dans une région qui était plus petite qu'un atome.
14:43
It started with tiny quantum mechanical fluctuations,
314
867000
2000
Ça a commencé par de minuscules fluctuations mécaniques quantiques,
14:45
but expanding at a tremendous rate.
315
869000
2000
mais s'accroissant à un rythme extraordinaire.
14:47
And those fluctuations
316
871000
2000
Et ces fluctuations
14:49
were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations
317
873000
3000
s'étiraient sur des distances astronomiques, et ces fluctuations
14:52
eventually are the things we see in the cosmic microwave background.
318
876000
4000
sont en définitive ce que nous voyons dans le rayonnement cosmique micro-onde de fond.
14:56
And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies
319
880000
3000
Et alors on a eu besoin d'un moyen de transformer ces fluctuations en galaxies
14:59
and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.
320
883000
3000
puis en amas de galaxies puis en autres structures, et ainsi de suite.
15:02
So I'm going to show you a smaller simulation.
321
886000
2000
Je vais donc vous montrer une simulation plus petite.
15:04
This simulation was run on 1,000 processors for a month
322
888000
4000
Cette simulation a été calculée sur 1000 processeurs pendant un mois
15:08
in order to make just this simple visible one.
323
892000
2000
juste pour rendre cette simple version visible.
15:10
So I'm going to show you one
324
894000
1000
Donc je vais vous en montrer une
15:11
that can be run on a desktop in two days in the next picture.
325
895000
4000
qui peut être calculée sur un portable en deux jours sur la prochaine diapo.
15:15
So you start out with teeny fluctuations
326
899000
2000
Donc vous commencez par de petites fluctuations
15:17
when the universe was at this point,
327
901000
1000
quand l'univers en était à ce point,
15:18
now four times smaller, and so forth.
328
902000
3000
maintenant 4 fois plus petit, et ainsi de suite.
15:21
And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.
329
905000
4000
Et vous commencez à voir ces réseaux, cette structure en toile d'araignée cosmique qui se forme.
15:25
And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter
330
909000
3000
Et c'est une simulation simple, parce qu'elle n'intègre pas la matière ordinaire
15:28
and it just has the dark matter in it.
331
912000
2000
et elle intègre juste la matière sombre.
15:30
And you see how the dark matter lumps up,
332
914000
2000
Et vous voyez comment la matière sombre s'agglutine,
15:32
and the ordinary matter just trails along behind.
333
916000
3000
et la matière ordinaire ne fait que suivre derrière.
15:35
So there it is.
334
919000
2000
Donc voilà.
15:37
At the beginning it's very uniform.
335
921000
2000
Au départ c'est très uniforme.
15:39
The fluctuations are a part in 100,000.
336
923000
2000
Les fluctuations sont de l'ordre de une pour 100 mille.
15:41
There are a few peaks that are a part in 10,000,
337
925000
2000
Il y a quelques pics qui sont à une pour 10 mille,
15:43
and then over billions of years, gravity just pulls in.
338
927000
5000
et ensuite sur des milliards d'années, la gravité se contente d'agir.
15:48
This is light over density, pulls the material around in.
339
932000
3000
Il y a une légère sur-densité, qui attire les matériaux autour.
15:51
That pulls in more material and pulls in more material.
340
935000
3000
Ce qui attire d'autant plus de matériaux.
15:54
But the distances on the universe are so large
341
938000
2000
Mais les distances dans l'univers sont si grandes
15:56
and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.
342
940000
4000
et les échelles de temps si vastes que ça prend beaucoup de temps pour se former.
16:00
And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,
343
944000
6000
Et cette formation continue jusqu'à ce que l'univers soit environ à la moitié de sa taille actuelle,
16:06
in terms of its expansion.
344
950000
2000
relativement à son expansion.
16:08
And at that point, the universe mysteriously starts accelerating
345
952000
4000
Et à ce moment-là, l'univers commence à accélérer mystérieusement
16:12
its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.
346
956000
3000
son expansion et stoppe la formation de la structure à plus grande échelle.
16:15
So we're just seeing as large a scale structure as we can see,
347
959000
3000
Donc vous voyons une structure à l'échelle la plus large que nous pouvons voir,
16:18
and then only things that have started forming already
348
962000
3000
et ensuite seules les choses qui ont déjà commencé à se former
16:21
are going to form, and then from then on it's going to go on.
349
965000
3000
vont se former, et à partir de là ça va continuer.
16:24
So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.
350
968000
6000
On est donc capables de faire la simulation mais ça prend deux jours sur un ordinateur de bureau.
16:30
We need, you know, 30 days on 1,000 processors
351
974000
3000
Vous voyez, il nous faut 30 jours sur 1000 processeurs
16:33
to do the kind of simulation that I showed you before.
352
977000
3000
pour faire le genre de simulation que je vous ai montrée avant.
16:36
So we have an idea of how to play seriously, creating the universe
353
980000
6000
Donc on a une idée de comment jouer sérieusement, créer l'univers
16:42
by starting with essentially less than an eyedrop full of material,
354
986000
5000
en commençant avec en gros moins d'une goutte de matériaux,
16:47
and we create everything we can see in any direction, right,
355
991000
5000
et on crée tout ce que nous pouvons voir dans toutes les directions, d'accord,
16:52
from almost nothing -- that is, something extremely tiny,
356
996000
5000
de presque rien - c'est à dire, quelque chose d'extrêmement minuscule,
16:57
extremely small -- and it is almost perfect,
357
1001000
5000
extrêmement petit - et c'est presque parfait,
17:02
except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,
358
1006000
4000
sauf qu'il y a ces minuscules fluctuations à un niveau de 1 pour 100 mille,
17:06
which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,
359
1010000
3000
ce qui finit par produire les motifs et architectures intéressants que nous voyons,
17:09
that is, galaxies and stars and so forth.
360
1013000
3000
à savoir, les galaxies, les étoiles et ainsi de suite.
17:12
So we have a model, and we can calculate it, and we can use it
361
1016000
5000
On a donc un modèle, et on peut le calculer, on peut l'utiliser
17:17
to make designs of what we think the universe really looks like.
362
1021000
3000
pour créer des structures auxquelles nous pensons que l'univers ressemble vraiment.
17:20
And that design is sort of way beyond
363
1024000
3000
Et cette architecture est en quelque sorte bien au-delà
17:23
what our original imagination ever was.
364
1027000
2000
de ce que nous imaginions à l'origine.
17:25
So this is what we started with 15 years ago,
365
1029000
4000
Donc voici ce avec quoi nous avons commencé il y a 15 ans,
17:29
with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,
366
1033000
4000
avec l'Explorateur du Fond Cosmique - qui généra la carte en haut à droite,
17:33
which basically showed us that there were large-scale fluctuations,
367
1037000
4000
qui, en gros, nous a montré qu'il y avait des fluctuations à grande échelle,
17:37
and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.
368
1041000
3000
et en fait des fluctuations à plusieurs échelles. Vous pouvez le voir un peu.
17:40
Since then we've had WMAP,
369
1044000
2000
Depuis nous avons eu WMAP,
17:42
which just gives us higher angular resolution.
370
1046000
2000
qui nous a juste donné une plus haute résolution angulaire.
17:44
We see the same large-scale structure,
371
1048000
1000
On voit la même structure à grande échelle,
17:45
but we see additional small-scale structure.
372
1049000
3000
mais on voit une structure supplémentaire à petite échelle.
17:48
And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down
373
1052000
4000
Et en bas à droite c'est comme si le satellite s'était retourné dans l'autre sens
17:52
and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.
374
1056000
3000
et avait cartographié la Terre, le genre de carte que nous aurions eu de la Terre.
17:55
You can see, well, you can, kind of pick out
375
1059000
2000
Vous pouvez voir, enfin... vous pouvez distinguer
17:57
all the major continents, but that's about it.
376
1061000
3000
tous les continents majeurs, mais c'est à peu près tout.
18:00
But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution
377
1064000
2000
Mais ce qu'on espère quand on passera sur Planck, c'est d'avoir une résolution
18:02
about equivalent to the resolution you see of the Earth there,
378
1066000
4000
à peu près équivalente à celle que vous voyez de la Terre là,
18:06
where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.
379
1070000
5000
où vous pouvez vraiment voir la structure compliquée qui existe sur la Terre.
18:11
And you can also tell, because of the sharp edges
380
1075000
2000
Et vous pouvez aussi déterminer, à cause des arêtes nettes
18:13
and the way things fit together, there are some non-linear processes.
381
1077000
4000
et comment les choses s'emboitent, qu'il y a quelques processus non-linéaires à l'œuvre.
18:17
Geology has these effects,
382
1081000
2000
La géologie génère ces effets,
18:19
which is moving the plates around and so forth.
383
1083000
3000
elle déplace les plaques un peu partout et ainsi de suite.
18:22
You can see that just from the map alone.
384
1086000
2000
Vous pouvez voir ça simplement à partir de la carte.
18:24
We want to get to the point in our maps of the early universe
385
1088000
2000
Nous voulons en arriver au point dans nos cartes des débuts de l'univers
18:26
we can see whether there are any non-linear effects
386
1090000
3000
où nous pourrons voir s'il y a des effets non-linéaires
18:29
that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how
387
1093000
5000
qui commencent à bouger, modifier, et nous donnent un indice sur le processus
18:34
space-time itself was actually created at the beginning moments.
388
1098000
2000
par lequel l'espace-temps lui-même fut effectivement créé au début des temps.
18:36
So that's where we are today,
389
1100000
2000
Voilà donc où nous en sommes aujourd'hui,
18:38
and that's what I wanted to give you
a flavor of.
a flavor of.
390
1102000
3000
et ce dont je voulais vous donner un avant-goût.
18:41
Give you a different view about what the design
391
1105000
2000
Vous donner une vision différente de ce à quoi l'architecture
18:43
and what everything else looks like.
392
1107000
2000
et tout le reste ressemble.
18:47
Thank you.
393
1111000
1000
Merci.
18:48
(Applause)
394
1112000
2000
(Applaudissements)
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