TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Sean Carroll: Távoli idő és egy multiverzum nyoma
Filmed:
Readability: 4.2
1,776,253 views
A TEDxCaltechen Sean Carroll kozmológus boncolgatja -- egy szórakoztató és elgondolkodtató bemutatón az idő és az univerzum természetéről -- azt a megtévesztően egyszerű kérdést: miért létezik az idő egyáltalán? A lehetséges válaszok az univerzum meglepő természetére utalnak, és az abban elfoglalt helyünkre.
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologist
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
The universe
0
0
2000
Az univerzum
00:17
is really big.
1
2000
2000
nagyon nagy.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
Egy galaxisban élünk, a Tejútrendszerben.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
Nagyjából 100 milliárd csillag van a Tejútrendszerben.
00:25
And if you take a camera
4
10000
2000
Ha veszünk egy fényképezőgépet
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
12000
2000
és az égbolt egy tetszőleges pontja felé fordítjuk,
00:29
and you just keep the shutter open,
6
14000
2000
és a zárat nyitvatartjuk,
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
feltéve, hogy a gépünk a Hubble űrtávcsőhöz van csatolva,
00:34
it will see something like this.
8
19000
2000
akkor valami ilyesmit fog látni.
00:36
Every one of these little blobs
9
21000
3000
Mindegyik kis folt egy galaxis,
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
24000
2000
nagyjából a Tejútrendszerrel azonos méretű --
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
26000
3000
100 milliárd csillag mindegyik kis foltban.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
29000
3000
Körülbelül 100 milliárd galaxis van
00:47
in the observable universe.
13
32000
2000
a megfigyelhető univerzumban.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
34000
2000
100 milliárd az egyetlen szám, amit érdemes tudni.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
36000
3000
A világegyetem életkora, az ősrobbanástól mostanáig
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
39000
2000
100 milliárd, kutyaévekben számítva.
00:56
(Laughter)
17
41000
2000
(Nevetés)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
43000
3000
Ami mond valamit a helyünkről a világegyetemben.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
46000
2000
Egy dolog, amit tehetünk egy ilyen képpel, hogy egyszerűen csodáljuk.
01:03
It's extremely beautiful.
20
48000
2000
Elképesztően gyönyörű.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
50000
3000
Sokat gondolkodtam azon, mi volt az az evolúciós nyomás,
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
53000
3000
amely az őseinket a szavannákon alkalmazkodásra és arra a
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
56000
2000
fejlődésre kényszerítette, hogy élvezzék a galaxisok képeit
01:13
when they didn't have any.
24
58000
2000
amikor nem is volt nekik.
01:15
But we would also like to understand it.
25
60000
2000
De szeretnénk megérteni is.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
62000
4000
Mint kozmológus, azt akarom kérdezni: miért olyan az univerzum, mint amilyen?
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
Az egyik legfontosabb támpontunk az, hogy az univerzum változik az idővel.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
69000
3000
Ha megnéznék az egyik galaxist és megmérnék a sebességét,
01:27
it would be moving away from you.
29
72000
2000
azt találálnák, hogy távolodik tőlünk.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
74000
2000
És ha megnéznének egy még távolabbi galaxist,
01:31
it would be moving away faster.
31
76000
2000
az még gyorsabban távolodna.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
78000
2000
Tehát azt mondjuk, hogy a világegyetem tágul.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
80000
2000
Ami persze azt jelenti, hogy a múltban
01:37
things were closer together.
34
82000
2000
a dolgok közelebb voltak egymáshoz.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
84000
2000
A múltban a világegyetem sűrűbb volt
01:41
and it was also hotter.
36
86000
2000
és melegebb is.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
88000
2000
Ha összepréselünk dolgokat, a hőmérséklet növekszik.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
90000
2000
Ezt nagyjából értjük is.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
92000
2000
Amit viszont nem értünk ennyire az az,
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
94000
3000
hogy a világegyetem, a korai időkben, az ősrobbanáshoz közel,
01:52
was also very, very smooth.
41
97000
2000
még nagyon-nagyon sima is volt.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
99000
2000
Lehet, hogy úgy gondolják, ez nem meglepetés.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
101000
2000
A levegő ebben a teremben nagyon sima.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
Lehet, hogy azt mondják: "Nos, talán a dolgok csak úgy kisimultak."
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
106000
3000
De az ősrobbanáshoz közel, az akkori állapotok nagyon mások voltak,
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
109000
2000
mint a levegő állapota ebben a teremben.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
111000
2000
Különösképpen, a dolgok sokkal sűrűbbek voltak.
02:08
The gravitational pull of things
48
113000
2000
Az egyes dolgok gravitációs vonzása
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
115000
2000
sokkal erősebb volt az ősrobbanáshoz közel.
02:12
What you have to think about
50
117000
2000
Gondolják el, hogy az
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
119000
2000
univerzumunkban 100 milliárd galaxis van,
02:16
a hundred billion stars each.
52
121000
2000
egyenként 100 milliárd csillaggal.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
123000
3000
A kezdeti időkben, az a 100 milliárd galaxis
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
126000
3000
egy olyan kis térbe volt összepréselve, mint ez --
02:24
literally -- at early times.
55
129000
2000
szó szerint, a kezdeti időkben.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
131000
2000
És úgy kell ezt a préselést elképzelniük,
02:28
without any imperfections,
57
133000
2000
hogy az bármiféle tökéletlenség nélküli,
02:30
without any little spots
58
135000
2000
anélküli, hogy akár csak egy kis pontban
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
137000
2000
pár atommal több lett volna, mint máshol.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
Mert ha lettek volna, összeomlottak volna a gravitációs vonzás alatt
02:37
into a huge black hole.
61
142000
2000
egy hatalmas fekete lyukba.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
144000
3000
A világegyetemet nagyon, nagyon simaként megtartani a korai időkben
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
147000
2000
nem könnyű, ez egy kényes rendszert igényel.
02:44
It's a clue
64
149000
2000
Ez egy nyom arra,
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
151000
2000
hogy a korai univerzum nem véletlenszerűen választott.
02:48
There is something that made it that way.
66
153000
2000
Van valami, ami olyanná tette.
02:50
We would like to know what.
67
155000
2000
Szeretnénk tudni, hogy mi az?
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
Ennek megértését részben Ludwig Boltzmann adta nekünk,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
egy osztrák fizikus a 19. századból.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
Boltzmann hozzájárulása az volt, hogy segített nekünk megérteni az entrópiát.
03:01
You've heard of entropy.
71
166000
2000
Hallottak már az entrópiáról.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
Ez a véletlenszerűsége, a rendezetlensége, a kaotikussága az egyes rendszereknek.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
Boltzmann adott nekünk egy formulát --
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
most már a sírkövére is felvésve --
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
175000
2000
ami tényleg számszerűsíti, mi az entrópia.
03:12
And it's basically just saying
76
177000
2000
És ez alapvetően azt mondja,
03:14
that entropy is the number of ways
77
179000
2000
hogy az entrópia az a szám, ahányféleképpen
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
181000
3000
átrendezhetjük egy rendszer összetevőit úgy, hogy azt nem veszik észre,
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
tehát makroszkopikusan ugyanúgy néz ki.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
Ha a levegőt nézik ebben a teremben,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
nem veszik benne észre az egyes atomokat.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
Egy alacsony entrópiájú konfiguráció az,
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
193000
2000
ahol csak néhány olyan elrendezés van, ami úgy néz ki.
03:30
A high entropy arrangement
84
195000
2000
Egy nagy entrópiájú elrendezés az, amelyikben
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
197000
2000
sok olyan elrendezés van, ami úgy néz ki.
03:34
This is a crucially important insight
86
199000
2000
Ez egy rendkívül fontos felismerés,
03:36
because it helps us explain
87
201000
2000
mert segít megmagyarázni
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
a termodinamika második főtételét --
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
205000
3000
amely azt mondja, hogy az entrópia növekszik az univerzumban,
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
vagy az univerzum egy kis elszigetelt részében.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
Az ok, amiért az entrópia növekszik
03:47
is simply because there are many more ways
92
212000
3000
az egyszerűen az, hogy sokkal több lehetőség van
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
215000
2000
a magas entrópiára, mint hogy az alacsony entrópiára.
03:52
That's a wonderful insight,
94
217000
2000
Ez egy csodálatos felismerés,
03:54
but it leaves something out.
95
219000
2000
de kihagy valamit.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
Ez a felismerés, hogy az entrópia növekszik,
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
223000
3000
ez áll a mögött, amit "időnyíl"-nak nevezünk,
04:01
the difference between the past and the future.
98
226000
2000
a múlt és a jövő közötti különbség.
04:03
Every difference that there is
99
228000
2000
Minden különbség, ami
04:05
between the past and the future
100
230000
2000
a múlt és a jövő közötti,
04:07
is because entropy is increasing --
101
232000
2000
azért van, mert az entrópia növekszik --
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
234000
3000
a tény, hogy a múltra emlékezhetnek, de a jövőre nem.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
A tény, hogy először megszületnek, utána élnek, és utána halnak meg,
04:15
always in that order,
104
240000
2000
mindig ebben a sorrendben,
04:17
that's because entropy is increasing.
105
242000
2000
azért, mert az entrópia növekszik.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
Boltzmann kifejtette, hogy ha alacsony entrópiával kezdjük,
04:21
it's very natural for it to increase
107
246000
2000
természetes, hogy az növekszik,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
248000
3000
mert több módon lehet magas az entrópia.
04:26
What he didn't explain
109
251000
2000
Viszont nem magyarázta meg,
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
hogy egyáltalán miért is volt alacsony az entrópia a kezdetekben.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
Az a tény, hogy az entrópia az univerzumban alacsony volt,
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
azt tükrözi,
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
hogy a korai világegyetem nagyon, nagyon sima volt.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
Szeretnénk ezt megérteni.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
264000
2000
Nekünk, kozmológusoknak, ez a munkánk.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
266000
2000
Sajnos, ez nem egy olyan probléma,
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
268000
2000
ami elég figyelmet kapott.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
270000
2000
Ez nem az egyik első dolog,
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
272000
2000
amit egy modern kozmológus felhozna, ha megkérdeznék:
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
"Mik azok a problémák, amelyeket próbálunk megoldani?"
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
276000
2000
Az egyik ember, aki megértette, hogy ez egy probléma,
04:53
was Richard Feynman.
122
278000
2000
Richard Feynman volt.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
50 évvel ezelőtt különböző előadások sorozatát tartotta.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
Ő tartotta azokat a népszerű előadásokat, amiből
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
"A fizikai törvények jellege" című könyv lett.
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
Tartott előadásokat a Caltech hallgatóinak,
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
amikből a "Mai fizika" lett.
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
Tartott előadásokat a Caltech végzős hallgatóinak,
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
ebből lett "A Feynman előadások a gravitációról".
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
Mindezen könyveiben, és minden ilyen előadásán
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
kihangsúlyozta ezt a kérdést:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
Miért volt a korai univerzumnak olyan kis entrópiája?
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
Azt mondja -- nem fogom utánozni az akcentusát --
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
azt mondja: "Valamilyen oknál fogva az univerzumnak egy időben
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
nagyon alacsony entrópiája volt az energiatartalmához képest,
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
és azóta az entrópia nőtt.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
Az időnyilat nem lehet teljesen megérteni
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
mindaddig, amíg a világegyetem történetének kezdetét
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
övező rejtélyt spekulációról
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
megértésre redukáljuk."
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
Szóval ez a munkánk.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
Tudni akarjuk. Ez 50 évvel ezelőtt volt, "Biztos" -- gondolják --,
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
"rájöttünk már."
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
Ez nem igaz, hogy mostanra már rájöttünk.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
A probléma azért is rosszabb lett
05:47
rather than better,
146
332000
2000
ahelyett, hogy javult volna,
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
mert 1998-ban
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
tanultunk valami fontosat a világegyetemről, amit nem tudtunk korábban.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
Megtudtuk, hogy gyorsul.
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
Az univerzum nem csak tágul.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
Ha megnézik a galaxist, tágul.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
Ha visszajönnek egymilliárd évvel később, és megnézik még egyszer,
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
még gyorsabban fog távolodni.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
Az egyes galaxisok gyorsabban és gyorsabban távolodnak tőlünk.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
Tehát azt mondjuk, hogy az univerzum gyorsul.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
Ellentétben a korai univerzum alacsony entrópiájával,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
még akkor is, ha nem tudjuk a választ erre,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
legalább van egy jó elméletünk, ami meg tudja magyarázni,
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
hogy az az elmélet helyes-e,
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
és ez a sötét energia elmélete.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
Ez az az elképzelés, hogy az üres térnek is van energiája.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
A tér minden egyes kis köbcentiméterében,
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
függetlenül attól, hogy van-e ott anyag vagy sem,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
vagy részecskék, sugárzás vagy bármi,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
még mindig van energia, még magában a térben is.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
És ez az energia, Einstein szerint,
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
nyomást fejt ki az univerzumra.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
Ez egy véget nem érő impulzus,
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
ami galaxisokat tolt el egymástól.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
Mivel a sötét energia, ellentétben az anyaggal vagy a sugárzással,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
nem hígul fel, ahogy az univerzum tágul.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
Az energia mennyisége minden egyes köbcentiméterben
06:50
remains the same,
173
395000
2000
ugyanaz marad,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
még úgy is, hogy az univerzum egyre nagyobb és nagyobb lesz.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
Ennek kritikus hatása van arra,
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
amit az univerzum a jövőben csinálni fog.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
Az egyik dolog az, hogy a világegyetem örökre tágulni fog.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
Amikor annyi idős voltam, mint önök most,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
nem tudtuk, hogy mit fog az univerzum csinálni.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
Egyesek úgy gondolták, hogy az univerzum összeomlik a jövőben.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
Einstein szerette ezt az elképzelést.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
De ha van sötét energia, és a sötét energia nem múlik el,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
akkor az univerzum folyamatosan tágulni fog, örökkön-örökké.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
14 milliárd év a múltban,
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
100 milliárd kutyaév,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
de végtelen sok év a jövőben.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
Miközben minden tekintetben,
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
az űr végesnek tűnik számunkra.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
Az űr lehet véges vagy végtelen,
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
de mivel az univerzum gyorsul,
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
vannak olyan részei, amelyeket nem láthatunk
07:35
and never will see.
192
440000
2000
és soha nem is fogjuk látni.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
Az űrnek mindössze egy véges területéhez van hozzáférésünk,
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
amit egy horizont vesz körül.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
Így tehát, bár az idő örökké tart,
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
a tér korlátozott számunkra.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
Végül, az üres térnek van hőmérséklete.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
A 1970-es években Stephen Hawking elmondta,
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
hogy egy fekete lyuk, bár úgy gondoljuk, hogy fekete,
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
valójában sugárzást bocsájt ki,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
ha figyelembe vesszük a kvantummechanikát.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
A téridő görbülete a fekete lyuk körül
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
kvantummechanikai ingadozást hoz létre,
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
és a fekete lyuk sugároz.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
Egy pontosan hasonló számításban Hawking és Gary Gibbons
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
megmutatta, hogy ha a sötét energia létezik az üres térben,
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
akkor az egész univerzum sugároz.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
Az üres tér energiája
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
létrehozza a kvantumingadozásokat.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
És így, bár az univerzum örökké tart,
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
és a közönséges anyag és sugárzás végletesen felhígul,
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
mindig lesz valamennyi sugárzás,
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
valamennyi hőmérsékleti ingadozás,
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
még az üres térben is.
08:28
So what this means
215
493000
2000
Szóval ez azt jelenti,
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
hogy az univerzum olyan, mint egy doboz gáz,
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
amely örökké tart.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
Nos, mi a hatása ennek?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
Ezt a hatást tanulmányozta Boltzmann még a 19. században.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
Azt mondta, nos, az entrópia növekszik,
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
mert sokkal több lehetősége van az
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
univerzumnak magas entrópiájúnak lenni, mint alacsony entrópiájúnak.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
De ez egy valószínűségi nyilatkozat.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
Valószínűleg növekedni fog,
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
és ez a valószínűség rendkívül nagy.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
Ez nem olyasmi, ami miatt aggódniunk kell --
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
hogy a levegő ebben a teremben összegyűlik egyetlenegy sarokban, és mi megfulladunk.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
Ez nagyon-nagyon valószínűtlen.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
Kivéve, ha ránk zárnák az ajtókat,
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
és szó szerint örökre itt tartanának bennünket,
09:06
that would happen.
231
531000
2000
akkor megtörténne.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
Minden, ami megengedett,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
minden konfiguráció, ami megengedett a molekulák számára ebben a teremben,
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
megtörténne valamikor.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
Szóval Boltzmann azt mondja, nézd, kezdheténk egy univerzummal,
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
ami termikus egyensúlyban volt.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
Nem tudott az ősrobbanásról, sem az univerzum tágulásáról.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
Úgy gondolta, hogy a teret és az időt Isaac Newton megmagyarázta,
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
és azok abszolút, örökérvényű igazságok voltak.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
Tehát az ő ötlete egy természetes univerzumról
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
az volt, ahol a levegőmolekulák egyenletesen szétterültek mindenütt --
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
a minden-molekulák.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
De ha ön Boltzmann, akkor tudja, hogy ha elég sokáig vár,
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
akkor a molekulák véletlenszerű ingadozása
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
alkalmanként azokat alacsonyabb
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
entrópiájú konfigurációba hozza.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
És aztán, persze, ahogy az természetes,
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
visszatágulnak.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
Tehát az entrópiának nem kell mindig növekednie --
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
lehetnek ingadozások az alacsony szintű entrópiába,
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
a jobban szervezett helyzetek felé.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
Nos, ha ez igaz,
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
Boltzmann továbbmegy és kitalál
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
két nagyon modern hangzású ötletet --
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
a multiverzumot és az antropikus elvet.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
Azt mondja, a probléma a termikus egyensúllyal
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
az, hogy nem tudunk benne élni.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
Emlékezzenek vissza, az élet maga az időnyíltól függ.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
Nem tudnánk információkat feldolgozni,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
emészteni, járni és beszélni,
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
ha termikus egyensúlyban élnénk.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
Tehát, ha elképzelnek egy nagyon-nagyon nagy univerzumot,
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
egy végtelenül nagy univerzumot,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
véletlenszerűen egymásnak ütköző részecskékkel,
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
lesznek időnként kisebb ingadozások az alacsony entrópia állapotában,
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
majd ezek visszabomlanak.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
De lesznek nagy ingadozások is.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
Alkalmanként bolygók jönnek létre,
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
vagy egy csillag, vagy egy galaxis,
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
vagy 100 milliárd galaxis.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
Szóval Boltzmann azt mondja,
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
csak egy részében élünk majd ennek a multiverzumnak,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
egy részében ennek a végtelen nagy halmazú ingadozó részecskéknek,
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
ahol az élet lehetséges.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
Ez az a régió, ahol az entrópia alacsony.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
Talán a mi univerzumunk pont egyike azoknak a dolgoknak,
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
amik időnként történnek.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
A házi feladatuk az,
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
hogy komolyan gondolkodjanak el erről, mit is jelent ez.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
Carl Sagan egyik híres mondása,
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
hogy "ahhoz, hogy almás pitét készítsünk,
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
először fel kell találnunk az univerzumot".
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
De nem volt igaza.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
Boltzmann forgatókönyve szerint, ha szeretnének egy almás pitét,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
csak kivárják, amíg az atomok véletlenszerű mozgása
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
létrehoz egy almás pitét.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
Az sokkal gyakrabban fog megtörténni,
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
mint az atomok véletlenszerű mozgása
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
amely létrehoz egy almás kertet
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
és egy kis cukorot, és egy kemencét,
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
majd elkészíti önöknek az almás pitét.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
Szóval ez a forgatókönyv becsléseket ad.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
És a becslés azt mutatja,
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
hogy az ingadozások, amelyek bennünket létrehoztak, minimálisak.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
Még ha elképzelik is, hogy ez a terem, ahol most vagyunk,
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
létezik, és valóságos, és mi itt vagyunk,
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
és nem csak emlékeink vannak róla,
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
de az a benyomásunk, hogy odakint van valami,
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
amit úgy neveznek, hogy Caltech és az Egyesült Államok és a Tejútrendszer,
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
sokkal könnyebb ezeknek a benyomásoknak véletlenszerűen az agyukba ingadozniuk,
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
mint ugyanezen benyomásoknak véletlenszerűen
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
a Caltechre, az Egyesült Államokba és a galaxisba ingadozniuk.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
A jó hír az, hogy
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
ebből következően ez a forgatókönyv nem működik, nem helyes.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
Ez a forgatókönyv azt adja, hogy nekünk egy minimális ingadozásnak kellene lennünk.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
Még ha ki is hagyjuk a mi galaxisunkat,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
akkor sem kapnánk 100 milliárd másik galaxist.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
És Feynman ezt is értette.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
Feynman azt mondja: "Abból a feltételezésből, hogy a világ egy ingadozás,
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
minden azt jósolja, hogy ha megnézzük
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
egy részét a világnak, amit még soha nem láttunk,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
akkor zűrzavarosnak fogjuk találni, és nem olyannak, mint amit korábban láttunk --
12:18
high entropy.
313
723000
2000
magas entrópiájúnak.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
Ha a mi rendezettségünk egy ingadozás miatt jött létre,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
akkor nem számíthatunk rendezettségre máshol, mint ahol azt épp tapasztaltuk.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
Ezért arra következtetünk, hogy az univerzum nem egy ingadozás."
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
Szóval ez jó. A kérdés az, akkor mi a helyes válasz?
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
Ha az univerzum nem egy ingadozás,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
miért volt a korai univerzumnak alacsony az entrópiája?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
És én szeretném elmondani a választ, de kifutok az időből.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(Nevetés)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
Itt van az az univerzum, amiről beszélni szoktunk,
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
szemben az univerzummal, ami valójában létezik.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
Épp most mutattam önöknek ezt a képet.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
Az univerzum tágul nagyjából 10 milliárd éve.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
Lehűlőben van.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
De most már elég sokat tudunk az univerzum jövőjéről,
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
hogy többet is mondhassunk róla.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
Ha a sötét energia továbbra is marad,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
a csillagok körülöttünk felhasználják nukleáris fűtőanyagukat és kiégnek.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
Fekete lyukakká esnek össze.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
Egy olyan univerzumban fogunk élni,
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
amiben semmi sincs, csak fekete lyukak.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
Ez az univerzum 10 a 100-ikon évig fog tartani --
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
sokkal tovább, mint a mi kis univerzumunk élt.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
A jövő sokkal hosszabb, mint a múlt.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
De még a fekete lyukak sem tartanak örökké.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
Elpárolognak,
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
semmi sem marad, csak üres tér.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
Az az üres tér lényegében örökké tart majd.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
Azonban, vegyük észre, mivel az üres tér is bocsájt ki sugárzást,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
valójában vannak termikus ingadozások,
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
és ez ciklikusan végigjárja
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
a szabadsági fokok összes lehetséges kombinációját,
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
ami az üres térben létezik.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
Tehát, bár a világegyetem örökké tart,
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
csak véges számú dolog
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
történhet meg az univerzumban.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
Ezek mind megtörténnek egy
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
10 a 10-iken a 120-ikon éves időtartam alatt.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
Tehát két kérdésem van önöknek.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
Először: Ha a világegyetem 10 a 10-iken a 120-ikon évig tart,
13:52
why are we born
353
817000
2000
miért születtünk
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
az első 14 milliárd évben,
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
a meleg, kényelmes alkonyán az ősrobbanásnak?
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
Miért nem vagyunk üres térben?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
Azt mondhatják: "Nincs ott semmi az élethez",
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
de ez nem igaz.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
Lehetnének önök is véletlenszerű ingadozások a semmiből.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
Miért nem azok?
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
Még több házi feladat.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
Szóval, mint mondtam, én nem tudom a választ.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
Elmondom a kedvenc szcenáriómat.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
Vagy "azért, mert csak". Nincs magyarázat.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
Ez egy szimpla tény az univerzumról,
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
amit meg kell tanulniuk elfogadni, és nem kérdéseket feltenni.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
Vagy esetleg az ősrobbanás
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
nem az univerzum kezdete.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
Egy tojás, egy feltöretlen tojás, egy alacsony entrópiájú konfiguráció,
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
és mégis, amikor kinyitjuk a hűtőgépet,
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
nem mondjuk, hogy: "Hah, milyen meglepő
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
ezt az alacsony entrópiájú konfigurációt a hűtőben találni!"
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
Ennek oka, hogy egy tojás nem egy zárt rendszer;
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
egy csirkéből jön ki.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
Talán a világegyetem egy egyetemes csirkéből jön.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
Talán van valami, ami természetes módon,
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
a fizika törvényeinek növekedésén keresztül,
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
létrehoz egy olyan univerzumot, mint a miénk,
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
alacsony entrópiájú konfigurációkban.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
Ha ez igaz, akkor meg fog történni többször is;
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
részei lennénk egy sokkal nagyobb multiverzumnak.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
Ez az én kedvenc forgatókönyvem.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
Nos, a szervezők megkértek, hogy egy merész spekulációval fejezzem be.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
Az én merész spekulációm az,
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
hogy a történelem teljesen mértékben engem igazol majd.
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
És 50 év múlva,
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
minden aktuális vad ötletemet igazságként fogadják el
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
a tudományos és a külsős közösségek.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
Mindannyian hiszünk majd abban, hogy a mi kis univerzumunk
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
csak egy kis része egy sokkal nagyobb multiverzumnak.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
És még jobb: meg fogjuk érteni, mi történt az ősrobbanáskor
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
egy olyan elmélettel,
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
amely összeegyeztethető lesz a megfigyelésekkel.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
Ez egy jóslat. Lehet, hogy tévedek.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
De mint az emberi faj, sokat gondolkodtunk már azon,
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
hogy milyen volt az univerzum,
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
miért úgy alakult, ahogy, sok-sok éven át.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
Izgalmas arra gondolni, hogy végül egy nap megtudjuk a választ.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
Köszönöm.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(Taps)
ABOUT THE SPEAKER
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologistA physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.
Why you should listen
Sean Carroll is a theoretical physicist at Caltech in Pasadena, California, where he researches theoretical aspects of cosmology, field theory and gravitation -- exploring the nature of fundamental physics by studying the structure and evolution of the universe.
His book on cosmology and the arrow of time, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, was published in 2010. He keeps a regular blog at Cosmic Variance.
Sean M. Carroll | Speaker | TED.com