TEDxCERN
Gian Giudice: Why our universe might exist on a knife-edge
ג'יאן ג'יודיס: מדוע יקומנו עשוי להיות על פי-התהום
Filmed:
Readability: 5.1
2,152,454 views
מה ההפתעה הכי גדולה בגילוי הבוזון היגס? שלא היו הפתעות. ג'יאן ג'יודיס מוליך אותנו דרך בעיה בפיזיקה תיאורטית: מה אם שדה היגס יתקיים במצב של צפיפות-על שפירושה עלול להיות קריסה של כל החומר האטומי? בעזרת שנינותו וקסמו, ג'יודיס משרטט גורל עגום -- אבל מסביר מדוע אין צורך להתחיל לדאוג כבר מעכשיו. (צולם ב- 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
בשנה שעברה, ב-4 ביולי,
00:15
experiments at the Large Hadron Collider
1
3523
2499
ניסויים במאיץ החלקיקים הגדול
00:18
discovered the Higgs boson.
2
6022
2290
גילו את בוזון היגס.
00:20
It was a historical day.
3
8312
1968
היה זה יום היסטורי.
00:22
There's no doubt that from now on,
4
10280
2295
אין ספק שמעתה והלאה,
00:24
the Fourth of July will be remembered
5
12575
1834
ה-4 ביולי ייזכר
00:26
not as the day of the Declaration of Independence,
6
14409
2442
לא כיום הכרזת העצמאות,
00:28
but as the day of the discovery of the Higgs boson.
7
16851
3834
אלא כיום הגילוי של בוזון היגס.
00:32
Well, at least, here at CERN.
8
20685
2432
לפחות כאן ב-סרן.
00:35
But for me, the biggest surprise of that day
9
23117
4155
אבל עבורי, ההפתעה הכי גדולה באותו יום
00:39
was that there was no big surprise.
10
27272
2499
היתה שלא היו הפתעות גדולות.
00:41
In the eye of a theoretical physicist,
11
29771
2599
בעיני פיזיקאי תיאורטי,
00:44
the Higgs boson is a clever explanation
12
32370
1893
הבוזון היגס הוא הסבר חכם
00:46
of how some elementary particles gain mass,
13
34263
3523
על כיצד החלקיקים האלמנטריים מקבלים מסה,
00:49
but it seems a fairly unsatisfactory
14
37786
2836
אבל הסבר זה אינו מספק
00:52
and incomplete solution.
15
40622
2206
והוא פיתרון לוקה בחסר.
00:54
Too many questions are left unanswered.
16
42828
3024
יותר מדי שאלות נותרו בלתי פתורות.
00:57
The Higgs boson does not share the beauty,
17
45852
2835
לבוזון היגס אין את היופי, הסימטריה
01:00
the symmetry, the elegance,
18
48687
1885
והאלגנטיות של עולם
01:02
of the rest of the elementary particle world.
19
50572
2728
החלקיקים האלמנטריים.
01:05
For this reason, the majority of theoretical physicists
20
53300
3622
מסיבה זו, רוב הפיזיקאים התיאורטיים
01:08
believe that the Higgs boson could not
21
56922
2942
מאמינים שבוזון היגס
01:11
be the full story.
22
59864
2482
אינו כל הסיפור.
01:14
We were expecting new particles and new phenomena
23
62346
2854
אנו חוזים חלקיקים חדשים ותופעות חדשות
01:17
accompanying the Higgs boson.
24
65200
2450
אשר יתלוו לבוזון היגס.
01:19
Instead, so far, the measurements
25
67650
2318
אבל, נכון לעכשיו, המדידות המגיעות
01:21
coming from the LHC show no signs of new particles
26
69968
3758
ממאיץ LHC, לא מראות סימנים לחלקיקים חדשים
01:25
or unexpected phenomena.
27
73726
2149
או לתופעות בלתי צפויות.
01:27
Of course, the verdict is not definitive.
28
75875
3653
ברור שהמסקנות עדיין אינן סופיות.
01:31
In 2015, the LHC will almost double
29
79528
3994
ב-2015, מאיץ ה-LHC כמעט יכפיל את אנרגיית
01:35
the energy of the colliding protons,
30
83522
2691
הפרוטונים המתנגשים,
01:38
and these more powerful collisions
31
86213
2071
והתנגשויות עוצמתיות tלו
01:40
will allow us to explore further the particle world,
32
88284
4584
יאפשרו לנו לחדור עמוק
יותר אל תוך עולם החלקיקים,
יותר אל תוך עולם החלקיקים,
01:44
and we will certainly learn much more.
33
92868
3132
ואין ספק שנלמד עוד הרבה.
01:48
But for the moment, since we have found
34
96000
3146
אבל כרגע, מאחר ולא מצאנו ראיות
01:51
no evidence for new phenomena, let us suppose
35
99146
3149
לתופעות חדשות, הבה נניח
01:54
that the particles that we know today,
36
102295
3164
שהחלקיקים שאנו יודעים עליהם היום,
01:57
including the Higgs boson,
37
105459
1856
כולל בוזון היגס,
01:59
are the only elementary particles in nature,
38
107315
3285
הם החליקיקים האלמנטריים היחידים בטבע,
02:02
even at energies much larger
39
110600
2744
אפילו באנרגיות הרבה יותר גבוהות
02:05
than what we have explored so far.
40
113344
2766
מאלו שאיתן חקרנו עד היום.
02:08
Let's see where this hypothesis is going to lead us.
41
116110
4632
הבה נראה לאן מוליכה אותנו הנחה זו.
02:12
We will find a surprising and intriguing result
42
120742
3432
נגיע למסקנה מסקרנת ומפתיעה
02:16
about our universe, and to explain my point,
43
124174
3799
בקשר ליקומנו, וכדי להסביר זאת,
02:19
let me first tell you what the Higgs is about,
44
127973
3876
תחילה אספר לכם מה כל העניין עם ההיגס.
02:23
and to do so, we have to go back
45
131849
3134
כדי לעשות זאת, עלינו לחזור אחורה
02:26
to one tenth of a billionth of a second
46
134983
4357
לעשירית המיליארדית של השניה
02:31
after the Big Bang.
47
139340
1531
שלאחר המפץ הגדול.
02:32
And according to the Higgs theory,
48
140871
2041
לפי תאוריית היגס,
02:34
at that instant, a dramatic event took place
49
142912
3366
באותו שבריר שניה, התרחש אירוע
02:38
in the universe.
50
146278
1591
דרמטי ביקום.
02:39
Space-time underwent a phase transition.
51
147869
4791
זמן-מרחב עבר שינוי פזה.
02:44
It was something very similar to the phase transition
52
152660
3077
זה היה מאוד דומה לשינוי פזה
02:47
that occurs when water turns into ice
53
155737
3545
שמתרחש כאשר מים הופכים לקרח
02:51
below zero degrees.
54
159282
1961
מתחת לאפס מעלות.
02:53
But in our case, the phase transition
55
161243
2940
אבל במקרה שלנו, שינוי הפזה
02:56
is not a change in the way the molecules
56
164183
2531
אינו מתבטא באופן בו המולקולות
02:58
are arranged inside the material,
57
166714
2286
מסתדרות בתוך החומר,
03:01
but is about a change
58
169000
1888
אלא בשינוי
03:02
of the very fabric of space-time.
59
170888
3626
במארג של זמן-מרחב.
03:06
During this phase transition, empty space
60
174514
2626
במהלך שינוי פזה זה, חלל ריק
03:09
became filled with a substance
61
177140
2672
התמלא בתוכן
03:11
that we now call Higgs field.
62
179812
3032
שהיום אנו מכנים אותו שדה היגס.
03:14
And this substance may seem invisible to us,
63
182844
2329
תוכן זה עשוי להיות בלתי נראה עבורנו,
03:17
but it has a physical reality.
64
185173
2678
אבל יש לו ממשות פיזיקלית.
03:19
It surrounds us all the time,
65
187851
2058
הוא מקיף אותנו כל הזמן,
03:21
just like the air we breathe in this room.
66
189909
3701
בדיוק כמו האויר שאנו נושמים.
03:25
And some elementary particles interact
67
193610
2318
וכמה חלקיקים אלמנטריים מגיבים
03:27
with this substance, gaining energy in the process.
68
195928
3828
איתו וסופגים אנרגיה בתהליך זה.
03:31
And this intrinsic energy is what we call
69
199756
3075
ואנרגיה פנימית זו היא מה שאנו מכנים
03:34
the mass of a particle,
70
202831
2133
מסת חלקיק,
03:36
and by discovering the Higgs boson, the LHC
71
204964
3253
ובגילוי בוזון היגס, מאיץ ה-LHC
03:40
has conclusively proved that this substance is real,
72
208217
4532
הוכיח סופית שהתוכן (שדה היגס) הוא אמיתי,
03:44
because it is the stuff the Higgs bosons are made of.
73
212749
3919
כי זה ה"חומר" ממנו עשויים בוזוני היגס.
03:48
And this, in a nutshell, is the essence of the Higgs story.
74
216668
3444
וזהו על קצה המזלג עיקר סיפורו של היגס.
03:52
But this story is far more interesting than that.
75
220112
4743
אבל הסיפור הרבה יותר מעניין מזה.
03:56
By studying the Higgs theory,
76
224855
2311
על-ידי התעמקות בעניין,
03:59
theoretical physicists discovered,
77
227166
2360
פיזיקאים תאורטיים גילו,
04:01
not through an experiment
78
229526
1904
לא באמצעות ניסוי,
04:03
but with the power of mathematics,
79
231430
2476
אלא בעזרת כוחה של מתמטיקה,
04:05
that the Higgs field does not necessarily exist
80
233906
3712
ששדה היגס אינו מתקיים בהכרח
04:09
only in the form that we observe today.
81
237618
3337
אך ורק בצורה הקיימת היום.
04:12
Just like matter can exist as liquid or solid,
82
240955
5045
בדיוק כמו שחומר יכול להתקיים כנוזל או מוצק,
04:18
so the Higgs field, the substance that fills all space-time,
83
246000
4572
כך שדה היגס, התוכן הממלא את כל זמן-מרחב,
04:22
could exist in two states.
84
250572
3354
יכול להתקיים בשני מצבים.
04:25
Besides the known Higgs state,
85
253926
2310
מלבד המצב הידוע של השדה,
04:28
there could be a second state in which the Higgs field
86
256236
3147
יכול להיות מצב נוסף שבו השדה
04:31
is billions and billions times denser
87
259383
3536
צפוף פי מילארדים על גבי מיליארדים
04:34
than what we observe today,
88
262919
2045
ממה שהוא היום,
04:36
and the mere existence of another state
89
264964
3487
והקיום של המצב האחר
04:40
of the Higgs field poses a potential problem.
90
268451
4245
של השדה מציב בעיה אפשרית.
04:44
This is because, according to the laws
91
272696
3238
זה כי, לפי חוקי מכניקת הקוונטים,
04:47
of quantum mechanics, it is possible
92
275934
2693
אפשר שיתרחש מעבר
04:50
to have transitions between two states,
93
278627
2832
ממצב אחד למצב האחר,
04:53
even in the presence of an energy barrier
94
281459
2949
גם אם קיים מחסום אנרגיה
04:56
separating the two states,
95
284408
2628
המפריד בין שני המצבים,
04:59
and the phenomenon is called,
96
287036
2209
ותופעה זו נקראת,
05:01
quite appropriately, quantum tunneling.
97
289245
4142
די בצדק, מנהור קוונטי.
05:05
Because of quantum tunneling,
98
293387
1891
בגלל מנהור קוונטי,
05:07
I could disappear from this room
99
295278
2533
אני יכול להיעלם מתוך האולם
05:09
and reappear in the next room,
100
297811
3322
ולהופיע בחדר הסמוך,
05:13
practically penetrating the wall.
101
301133
3395
על-ידי מעבר דרך הקיר.
05:16
But don't expect me to actually perform the trick
102
304528
2815
אבל אל תצפו ממני לבצע זאת באמת
05:19
in front of your eyes, because the probability
103
307343
2578
מול עיניכם, כי הסבירות
05:21
for me to penetrate the wall is ridiculously small.
104
309921
4388
שאצליח לחדור את הקיר
היא מזערית עד כדי גיחוך.
היא מזערית עד כדי גיחוך.
05:26
You would have to wait a really long time
105
314309
2598
יהיה עליכם להמתין זמן ממש ארוך
05:28
before it happens, but believe me,
106
316907
2132
לפני שזה יקרה, אבל האמינו לי,
05:31
quantum tunneling is a real phenomenon,
107
319039
3177
מנהור קוונטי הוא תופעה ממשית,
05:34
and it has been observed in many systems.
108
322216
3195
והוא נצפה במערכות רבות.
05:37
For instance, the tunnel diode,
109
325411
2562
לדוגמא, דיודת המנהרה,
05:39
a component used in electronics,
110
327973
2197
רכיב המשמש באלקטרוניקה,
05:42
works thanks to the wonders
111
330170
2422
פועלת הודות לפלאי
05:44
of quantum tunneling.
112
332592
2320
המנהור הקוונטי.
05:46
But let's go back to the Higgs field.
113
334912
2292
אבל הבה נחזור לשדה היגס.
05:49
If the ultra-dense Higgs state existed,
114
337204
4563
אם שדה היגס בצפיפות המאוד גבוהה היה קיים,
05:53
then, because of quantum tunneling,
115
341767
2354
אז, בגלל מנהור קוונטי,
05:56
a bubble of this state could suddenly appear
116
344121
3713
היתה יכולה להופיע פתאום בועה אחת ממצב זה
05:59
in a certain place of the universe at a certain time,
117
347834
3242
במקום ובזמן מסויימים ביקום,
06:03
and it is analogous to what happens when you boil water.
118
351076
3765
וזה אנלוגי למה שקורה כאשר מרתיחים מים.
06:06
Bubbles of vapor form inside the water,
119
354841
3089
נוצרות בועות של אדים בתוך המים
06:09
then they expand, turning liquid into gas.
120
357930
3856
ואז הן מתפשטות כאשר הנוזל הופך לגז.
06:13
In the same way, a bubble of the ultra-dense Higgs state
121
361786
4804
באותו אופן, בועת היגס במצב של צפיפות-על
06:18
could come into existence because of quantum tunneling.
122
366590
3427
יכולה להיווצר בגלל המנהור הקוונטי.
06:22
The bubble would then expand at the speed of light,
123
370017
2837
ואז הבועה תתפשט במהירות האור,
06:24
invading all space, and turning the Higgs field
124
372854
3486
על-פני כל החלל, ותעביר את שדה היגס
06:28
from the familiar state into a new state.
125
376340
3649
מהמצב המוכר לנו למצב חדש.
06:31
Is this a problem? Yes, it's a big a problem.
126
379989
4161
האם זו בעיה? כן, זו בעיה רצינית.
06:36
We may not realize it in ordinary life,
127
384150
2745
אנו עשויים שלא להרגיש זאת בשיגרה,
06:38
but the intensity of the Higgs field is critical
128
386895
3205
אבל עוצמת שדה היגס היא המפתח
06:42
for the structure of matter.
129
390100
2645
לקיום מבנה החומר.
06:44
If the Higgs field were only a few times more intense,
130
392745
4073
אם שדה היגס היה אפילו
חזק יותר רק פי כמה,
חזק יותר רק פי כמה,
06:48
we would see atoms shrinking, neutrons decaying
131
396818
2944
היינו רואים אטומים מתכווצים,
06:51
inside atomic nuclei, nuclei disintegrating,
132
399762
3686
ניוטרונים דועכים בתוך
גרעיני חומר, גרעינים מתפרקים,
גרעיני חומר, גרעינים מתפרקים,
06:55
and hydrogen would be
133
403448
2340
והמימן היה
06:57
the only possible chemical element in the universe.
134
405788
4352
היסוד הכימי היחידי האפשרי ביקום.
07:02
And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,
135
410140
3011
ושדה היגס, במצב של צפיפות-על,
07:05
is not just a few times more intense than today,
136
413151
3814
לא יהיה רק פי כמה יותר צפוף מאשר כיום,
07:08
but billions of times,
137
416965
2195
אלא פי מיליארדים יותר צפוף,
07:11
and if space-time were filled by this Higgs state,
138
419160
3202
ואם זמן-מרחב אכן יתמלאו בשדה היגס צפוף שכזה,
07:14
all atomic matter would collapse.
139
422362
3153
כל החומר האטומי יקרוס.
07:17
No molecular structures would be possible, no life.
140
425515
4490
לא יתאפשרו שום מבנים מולקולריים, שום חיים.
07:22
So, I wonder, is it possible
141
430005
3338
לכן אני תוהה, האם אפשר שבעתיד,
07:25
that in the future, the Higgs field
142
433343
2586
שדה היגס
07:27
will undergo a phase transition and,
143
435929
2565
יעבור שינוי פזה,
07:30
through quantum tunneling, will be transformed
144
438494
3129
ובאמצעות מנהור קוונטי ישתנה
07:33
into this nasty, ultra-dense state?
145
441623
4687
למצב הארור הזה של צפיפות-העל?
07:38
In other words, I ask myself, what is the fate
146
446310
3525
במילים אחרות, אני שואל את עצמי,
07:41
of the Higgs field in our universe?
147
449835
3083
מהו גורל שדה היגס ביקומנו?
07:44
And the crucial ingredient necessary
148
452918
2251
והמרכיב הקריטי הדרוש
07:47
to answer this question is the Higgs boson mass.
149
455169
4386
כדי לענות על שאלה זו הוא מסת בוזון היגס.
07:51
And experiments at the LHC found that the mass
150
459555
4111
ניסויים במאיץ ה-LHC גילו שמסת
07:55
of the Higgs boson is about 126 GeV.
151
463666
4274
הבוזון היגס היא כ-126 GeV.
07:59
This is tiny when expressed in familiar units,
152
467940
3036
היא זעירה ביחידות המוכרות לנו,
08:02
because it's equal to something like
153
470976
1320
כי היא שוות-ערך
08:04
10 to the minus 22 grams,
154
472296
2207
למשהו כמו 10 בחזקת 22- גרם,
08:06
but it is large in particle physics units,
155
474503
3970
אבל זה הרבה בעולם של פיזיקת חלקיקים,
08:10
because it is equal to the weight
156
478473
2104
כי היא שווה למסת
08:12
of an entire molecule
157
480577
2246
מולקולה אחת
08:14
of a DNA constituent.
158
482823
2420
בתוך DNA.
08:17
So armed with this information from the LHC,
159
485243
3387
מצוייד במידע זה ממאיץ ה-LHC,
08:20
together with some colleagues here at CERN,
160
488630
1944
ביחד עם כמה עמיתים כאן ב-סרן,
08:22
we computed the probability
161
490574
1909
חישבנו את הסבירות
08:24
that our universe could quantum tunnel
162
492483
3015
שיקומנו יעבור באמצעות מנהור קוונטי
08:27
into the ultra-dense Higgs state,
163
495498
3118
למצב של שדה היגס בצפיפות-על,
08:30
and we found a very intriguing result.
164
498616
3677
והגענו לתוצאה מאוד מעניינת.
08:34
Our calculations showed
165
502293
2149
חישובנו הראו
08:36
that the measured value of the Higgs boson mass
166
504442
3172
שהערך המדוד של מסת בוזון היגס
08:39
is very special.
167
507614
1845
הוא מאוד מיוחד.
08:41
It has just the right value
168
509459
2919
יש לבוזון בדיוק הערך הנכון
08:44
to keep the universe hanging
169
512378
2693
כדי לשמור את היקום תלוי על בלימה
08:47
in an unstable situation.
170
515071
2570
במצב לא יציב.
08:49
The Higgs field is in a wobbly configuration
171
517641
3256
שדה היגס הוא מבנה לא יציב
08:52
that has lasted so far
172
520897
2049
אשר החזיק מעמד
08:54
but that will eventually collapse.
173
522946
3045
עד עכשיו אבל שיקרוס בסופו של דבר.
08:57
So according to these calculations,
174
525991
3179
לכן לפי חישובים אלה,
09:01
we are like campers
175
529170
2030
אנו כמו המחנאים
09:03
who accidentally set their tent
176
531200
2452
שבמקרה הקימו מאהל
09:05
at the edge of a cliff.
177
533652
1794
על קצה צוק.
09:07
And eventually, the Higgs field
178
535446
1790
לבסוף, שדה היגס
09:09
will undergo a phase transition
179
537236
1936
יעבור שינוי פזה
09:11
and matter will collapse into itself.
180
539172
3044
והחומר יקרוס לתוך עצמו.
09:14
So is this how humanity is going to disappear?
181
542216
3444
האם כך האנושות הולכת להיעלם?
09:17
I don't think so.
182
545660
1755
איני סבור כך.
09:19
Our calculation shows that quantum tunneling
183
547415
3353
חישובנו מראים שמנהור קוונטי
09:22
of the Higgs field is not likely to occur
184
550768
3656
של שדה היגס כנראה לא יתרחש
09:26
in the next 10 to the 100 years,
185
554424
3504
ב-10 בחזקת 100 השנים הבאות,
09:29
and this is a very long time.
186
557928
3042
וזהו זמן מאוד ארוך.
09:32
It's even longer than
187
560970
1768
הוא אפילו יותר ארוך
09:34
the time it takes for Italy to form a stable government.
188
562738
3669
מהזמן שלוקח באיטליה להקים ממשלה יציבה.
09:38
(Laughter)
189
566407
2407
(צחוק)
09:40
Even so, we will be long gone by then.
190
568814
3791
וגם ככה, ניעלם זמו רב לפני כן.
09:44
In about five billion years,
191
572605
2608
בתוך כ-5 מליארד שנה,
09:47
our sun will become a red giant,
192
575213
2457
השמש שלנו תהפוך לענק אדום,
09:49
as large as the Earth's orbit,
193
577670
2513
שמימדיו כמימדי מסלול הארץ סביב השמש,
09:52
and our Earth will be kaput,
194
580183
3277
וכך כוכב הלכת שלנו יהיה גמור,
09:55
and in a thousand billion years,
195
583460
2357
ובתוך 1000 מיליארד שנה,
09:57
if dark energy keeps on fueling
196
585817
2286
אם האנרגיה האפלה תמשיך להאיץ
10:00
space expansion at the present rate,
197
588103
2835
את התפשטות החלל בקצב הנוכחי,
10:02
you will not even be able to see as far as your toes,
198
590938
4177
אפילו לא נוכל לראות למרחק של אצבעות רגלינו,
10:07
because everything around you
199
595115
1697
כי הכל סביבנו
10:08
expands at a rate faster than the speed of light.
200
596812
3701
יתפשט במהירות העולה על מהירות האור.
10:12
So it is really unlikely
201
600513
1985
כך שזה ממש לא סביר
10:14
that we will be around to see the Higgs field collapse.
202
602498
3870
שנהיה בסביבה כאשר שדה היגס יקרוס.
10:18
But the reason why I am interested
203
606368
3579
אבל הסיבה שאני מתעניין
10:21
in the transition of the Higgs field
204
609947
2012
בשינוי של שדה היגס
10:23
is because I want to address the question,
205
611959
3285
היא בגלל שברצוני להתיחס לשאלה,
10:27
why is the Higgs boson mass so special?
206
615244
4965
מדוע מסת בוזון היגס היא כה מיוחדת?
10:32
Why is it just right to keep the universe
207
620209
2974
מדוע היא מספיקה בדייוק מתאימה כדי
10:35
at the edge of a phase transition?
208
623183
3490
להחזיק את היקום על גבול שינוי הפזה?
10:38
Theoretical physicists always ask "why" questions.
209
626673
3862
פיזיקאים תאורטיים תמיד שואלים "מדוע".
10:42
More than how a phenomenon works,
210
630535
2675
יותר מאיך תופעה פועלת,
10:45
theoretical physicists are always interested in
211
633210
2472
פיסיקאים תאורטיים תמיד מתעניינים
10:47
why a phenomenon works in the way it works.
212
635682
3232
בלמה תופעה עובדת כמו שהיא עובדת.
10:50
We think that this these "why" questions
213
638914
3362
אנו סבורים ששאלות ה"מדוע" הללו יכולות
10:54
can give us clues
214
642276
1723
לתת רמזים
10:55
about the fundamental principles of nature.
215
643999
3538
לגבי העקרונות הבסיסיים של הטבע.
10:59
And indeed, a possible answer to my question
216
647537
3905
ואכן, תשובה אפשרית לשאלתי
11:03
opens up new universes, literally.
217
651442
4364
פותחת יקומים חדשים, פשוטו כמשמעו.
11:07
It has been speculated that our universe
218
655806
3441
נהוג לשער שהיקום שלנו
11:11
is only a bubble in a soapy multiverse
219
659247
4133
הוא רק בועה בתוך רב יקום סבוני
11:15
made out of a multitude of bubbles,
220
663380
2563
העשויי מבועות מרובות,
11:17
and each bubble is a different universe
221
665943
2216
כאשר כל בועה היא יקום נפרד
11:20
with different fundamental constants
222
668159
1894
עם קבועים בסיסיים אחרים
11:22
and different physical laws.
223
670053
1865
וחוקי פיזיקה אחרים.
11:23
And in this context, you can only talk about
224
671918
2006
ובהקשר זה, ניתן רק לדבר על
11:25
the probability of finding a certain value of the Higgs mass.
225
673924
4711
הסבירות למציאת ערך מסויים של מסת היגס.
11:30
Then the key to the mystery
226
678635
2343
ולכן המפתח לתעלומה
11:32
could lie in the statistical properties
227
680978
3263
יימצא בתכונות הסטטיסטיות
11:36
of the multiverse.
228
684241
2228
של היקומים המרובים.
11:38
It would be something like what happens
229
686469
2414
זה יהיה מעין מה שקורה
11:40
with sand dunes on a beach.
230
688883
2237
עם דיונת חול בחוף-ים.
11:43
In principle, you could imagine to find sand dunes
231
691120
2872
בעיקרון, אפשר לחשוב שניתן למצוא
11:45
of any slope angle in a beach,
232
693992
2430
דיונות חול בחוף עם כל מיני זויות שיפוע,
11:48
and yet, the slope angles of sand dunes
233
696422
4161
אבל בפועל, זויות השיפוע של דיונות חול
11:52
are typically around 30, 35 degrees.
234
700583
3470
הן בדרך-כלל רק בסביבות 30, 35 מעלות.
11:56
And the reason is simple:
235
704053
1668
והסיבה היא פשוטה:
11:57
because wind builds up the sand, gravity makes it fall.
236
705721
3678
הרוח עורמת את החול, כח-המשיכה גורם לו ליפול.
12:01
As a result, the vast majority of sand dunes
237
709399
2884
וכתוצאה מזה, לרוב דיונות החול
12:04
have slope angles around the critical value,
238
712283
3919
יש זויות שיפוע בסביבות הערך הקריטי,
12:08
near to collapse.
239
716202
1984
והן קרובות לקריסה.
12:10
And something similar could happen
240
718186
2997
דבר דומה עשוי להתרחש
12:13
for the Higgs boson mass in the multiverse.
241
721183
4537
עם מסת הבוזון היגס ביקומים מרובים.
12:17
In the majority of bubble universes,
242
725720
2872
במרבית היקומים, מסת היגס
12:20
the Higgs mass could be around the critical value,
243
728592
3057
יכולה להיות קרוב לערך הקריטי,
12:23
near to a cosmic collapse of the Higgs field,
244
731649
3596
קרוב לקריסה קוסמית של שדה היגס,
12:27
because of two competing effects,
245
735245
1947
בגלל שני אפקטים מנוגדים,
12:29
just as in the case of sand.
246
737192
3586
בדיוק כמו במקרה של חול.
12:32
My story does not have an end,
247
740778
3145
לסיפור שלי חסר הסוף,
12:35
because we still don't know the end of the story.
248
743923
3735
כי עדיין אין אנו יודעים את סוף הסיפור.
12:39
This is science in progress,
249
747658
3288
זהו מדע הנמצא בעיצומו של תהליך,
12:42
and to solve the mystery, we need more data,
250
750946
3834
וכדי לפתור את התעלומה, יש צורך בעוד נתונים,
12:46
and hopefully, the LHC will soon add new clues
251
754780
4616
וכולנו תקווה שמאיץ ה-LHC יספק
בקרוב רמזים נוספים
בקרוב רמזים נוספים
12:51
to this story.
252
759396
2621
על פרשה זו.
12:54
Just one number, the Higgs boson mass,
253
762017
3830
רק מספר אחד, מסת בוזון היגס,
12:57
and yet, out of this number we learn so much.
254
765847
5329
וכבר מתוך מספר זה אנו לומדים כה הרבה.
13:03
I started from a hypothesis, that the known particles
255
771176
3047
התחלתי בהשערה, שהחלקיקים הידועים לנו
13:06
are all there is in the universe,
256
774223
2036
הינם כל מה שיש ביקום,
13:08
even beyond the domain explored so far.
257
776259
2706
אפילו מעבר לתחום הידוע עד כה.
13:10
From this, we discovered that the Higgs field
258
778965
3768
מכאן, גילינו ששדה היגס החודר
13:14
that permeates space-time may be standing
259
782733
3443
לזמן-מרחב כולו, עשוי להיות
13:18
on a knife edge, ready for cosmic collapse,
260
786176
4557
על עברי פי פחת של קריסה קוסמית,
13:22
and we discovered that this may be a hint
261
790733
3550
וגילינו שזה עשוי להיות רמז
13:26
that our universe is only a grain of sand
262
794283
4033
שיקומנו הוא רק גרגיר אחד של חול
13:30
in a giant beach, the multiverse.
263
798316
3613
בחוף-ים ענקי של יקומים מרובים.
13:33
But I don't know if my hypothesis is right.
264
801929
3251
אבל איני יודע אם ההשערה שלי נכונה.
13:37
That's how physics works: A single measurement
265
805180
3683
כך הפיזיקה עובדת: מדידה יחידה
13:40
can put us on the road to a new understanding
266
808863
2864
יכולה לשים אותנו על נתיב חדש של הבנה
13:43
of the universe
267
811727
1663
לגבי היקום
13:45
or it can send us down a blind alley.
268
813390
3019
או שהיא יכולה לשלוח אותנו לסמטה חשוכה.
13:48
But whichever it turns out to be,
269
816409
2564
אבל לא משנה איזה מהם
13:50
there is one thing I'm sure of:
270
818973
3192
יתברר כנכון, בדבר אחד אני בטוח:
13:54
The journey will be full of surprises.
271
822165
3349
המסע יהיה מלא הפתעות.
13:57
Thank you.
272
825514
1373
תודה.
13:58
(Applause)
273
826887
5248
(מחיאות כפיים)
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