TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Sean Carroll: Masa yang jauh dan petunjuk tentang alam semesta ganda
Filmed:
Readability: 4.2
1,776,253 views
Di TEDxCaltech, kosmolog Sean Carrol mengajukan -- dalam perjalanan yang menarik dan memancing pemikiran tentang sifat dasar waktu dan alam semesta -- sebuah pertanyaan yang kelihatan sederhana: Mengapa waktu itu ada? Jawaban yang mungkin mengarah pada pandangan mengejutkan dari sifat dasar alam semesta, dan posisi kita di dalamnya.
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
Alam semesta
00:17
is really big.
1
2000
2000
benar-benar sangat besar.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
Kita tinggal di sebuah galaksi, Galaksi Bimasakti.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
Ada sekitar 100 miliar bintang di Galaksi Bimasakti.
00:25
And if you take a camera
4
10000
2000
Jika Anda mengambil kamera
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
12000
2000
dan mengarahkannya ke bagian langit manapun,
00:29
and you just keep the shutter open,
6
14000
2000
dan membiarkan shutternya terbuka terus,
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
selama kamera Anda terpasang pada Teleskop Luar Angkasa Hubble,
00:34
it will see something like this.
8
19000
2000
Anda akan melihat sesuatu seperti ini.
00:36
Every one of these little blobs
9
21000
3000
Setiap gumpalan kecil ini
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
24000
2000
adalah galaksi seukuran Bima Sakti --
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
26000
3000
100 juta bintang pada setiap gumpalan itu.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
29000
3000
Ada sekitar 100 miliar galaksi
00:47
in the observable universe.
13
32000
2000
di alam semesta yang terlihat.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
34000
2000
Anda hanya perlu mengetahui angka 100 miliar.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
36000
3000
Usia alam semesta, mulai dari Dentuman Besar hingga sekarang
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
39000
2000
adalah 100 miliar dalam tahun anjing.
00:56
(Laughter)
17
41000
2000
(Tawa)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
43000
3000
Yang menunjukkan sesuatu tentang posisi kita di alam semesta.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
46000
2000
Salah satu hal yang bisa Anda lakukan adalah mengagumi gambar ini.
01:03
It's extremely beautiful.
20
48000
2000
Gambar ini benar-benar indah.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
50000
3000
Saya sering penasaran, tekanan evolusi apa
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
53000
3000
yang membuat nenek moyang kita di Veldt beradaptasi dan berkembang
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
56000
2000
untuk menikmati gambar-gambar galaksi
01:13
when they didn't have any.
24
58000
2000
yang tidak mereka miliki.
01:15
But we would also like to understand it.
25
60000
2000
Namun kita juga ingin memahaminya.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
62000
4000
Sebagai seorang kosmolog, saya ingin bertanya, mengapa alam semesta seperti ini?
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
Satu petunjuk utama yang diketahui adalah alam semesta berubah terhadap waktu.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
69000
3000
Jika Anda melihat salah satu galaksi itu dan mengukur lajunya,
01:27
it would be moving away from you.
29
72000
2000
galaksi itu akan bergerak menjauhi Anda.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
74000
2000
Dan jika Anda melihat galaksi yang lebih jauh,
01:31
it would be moving away faster.
31
76000
2000
lajunya menjauhi Anda semakin cepat.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
78000
2000
Jadi kita mengatakan bahwa alam semesta memuai.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
80000
2000
Yang artinya, tentu saja, adalah di masa lalu
01:37
things were closer together.
34
82000
2000
semuanya berjarak lebih dekat.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
84000
2000
Di masa lalu, alam semesta lebih padat
01:41
and it was also hotter.
36
86000
2000
dan juga lebih panas.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
88000
2000
Jika Anda memampatkan benda, maka suhunya akan naik.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
90000
2000
Hal ini masuk akal bagi kita.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
92000
2000
Hal yang tidak masuk akal bagi kebanyakan dari kita
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
94000
3000
adalah alam semesta muda, setelah Dentumban Besar
01:52
was also very, very smooth.
41
97000
2000
juga sangat halus.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
99000
2000
Anda mungkin berpikir itu tidak mengherankan.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
101000
2000
Udara di ruangan ini juga sangat halus.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
Mungkin Anda berpikir, "Mungkin benda-benda itu menjadi halus sendiri."
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
106000
3000
Namun kondisi pada masa dekat Dentuman Besar sangat berbeda
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
109000
2000
daripada kondisi udara di ruangan ini.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
111000
2000
Secara khusus, semua benda jauh lebih padat.
02:08
The gravitational pull of things
48
113000
2000
Tarikan gravitasi dari benda-benda
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
115000
2000
jauh lebih kuat pada masa dekat Dentuman Besar.
02:12
What you have to think about
50
117000
2000
Hal yang harus Anda pikirkan
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
119000
2000
adalah alam semesta kita terdiri dari 100 miliar galaksi,
02:16
a hundred billion stars each.
52
121000
2000
yang masing-masing memiliki 100 miliar bintang.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
123000
3000
Di masa lampau, 100 miliar galaksi itu
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
126000
3000
termampatkan pada ruangan sebesar ini --
02:24
literally -- at early times.
55
129000
2000
pada masa lalu.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
131000
2000
Dan Anda harus membayangkan pemampatan itu
02:28
without any imperfections,
57
133000
2000
dilakukan dengan sempurna
02:30
without any little spots
58
135000
2000
tanpa noda kecil sekalipun
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
137000
2000
di mana ada atom lebih banyak daripada di tempat lainnya.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
Karena jika ada, atom ini akan runtuh karena tarikan gravitasi
02:37
into a huge black hole.
61
142000
2000
menjadi lubang hitam besar.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
144000
3000
Mempertahankan kehalusan alam semesta muda
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
147000
2000
tidaklah mudah, sebuah pengaturan yang sulit.
02:44
It's a clue
64
149000
2000
Itu adalah petunjuk
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
151000
2000
bahwa alam semesta tidak dipilih secara acak.
02:48
There is something that made it that way.
66
153000
2000
Ada sesuatu yang membuatnya sedemikian rupa.
02:50
We would like to know what.
67
155000
2000
Kita ingin tahu apa itu.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
Lalu sebagian pemahaman kita tentang hal ini diberikan oleh Ludwig Boltzmann,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
seorang fisikawan Austria dari abad ke-19.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
Dan Boltzmann membantu kita memahami entropi.
03:01
You've heard of entropy.
71
166000
2000
Anda pernah mendengar tentang entropi.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
Ketidakteraturan, kekacauan, kesemrawutan dari beberapa sistem.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
Boltzmann memberikan sebuah rumus --
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
yang terpahat di batu nisannya sekarang --
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
175000
2000
yang benar-benar mengukur entropi itu.
03:12
And it's basically just saying
76
177000
2000
Rumus itu mengatakan
03:14
that entropy is the number of ways
77
179000
2000
bahwa entropi adalah banyaknya cara
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
181000
3000
kita dapat menyusun komponen sebuah sistem di mana Anda tidak sadar akan hal itu,
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
sehingga secara garis besar tampak sama.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
Sebagai contoh udara dalam ruangan ini,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
Anda tidak tahu setiap atomnya.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
Susunan dengan entropi rendah
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
193000
2000
hanya memiliki sedikit kemungkinan yang terlihat seperti itu.
03:30
A high entropy arrangement
84
195000
2000
Susunan dengan entropi tinggi
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
197000
2000
memiliki banyak kemungkinan yang dapat terlihat seperti itu.
03:34
This is a crucially important insight
86
199000
2000
Ini adalah wawasan yang sangat penting,
03:36
because it helps us explain
87
201000
2000
karena membantu kita menjelaskan
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
hukum kedua termodinamika --
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
205000
3000
hukum yang mengatakan bahwa entropi meningkat di alam semesta
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
atau di bagian alam semesta yang terisolasi.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
Alasan mengapa entropi meningkat
03:47
is simply because there are many more ways
92
212000
3000
hanyalah karena ada lebih banyak cara
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
215000
2000
untuk memiliki entropi tinggi daripada entropi rendah.
03:52
That's a wonderful insight,
94
217000
2000
Ini adalah wawasan yang mengagumkan,
03:54
but it leaves something out.
95
219000
2000
namun hal itu meninggalkan sesuatu.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
Wawasan tentang entropi yang meningkat inilah
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
223000
3000
yang ada di belakang anak panah waktu,
04:01
the difference between the past and the future.
98
226000
2000
perbedaan antara masa lalu dan masa depan.
04:03
Every difference that there is
99
228000
2000
Semua perbedaan yang ada
04:05
between the past and the future
100
230000
2000
antara masa lalu dan masa depan
04:07
is because entropy is increasing --
101
232000
2000
adalah karena entropi meningkat --
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
234000
3000
fakta bahwa Anda dapat mengingat masa lalu, namun tidak masa depan.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
Fakta bahwa Anda lahir, lalu hidup dan meninggal,
04:15
always in that order,
104
240000
2000
urutannya selalu seperti itu,
04:17
that's because entropy is increasing.
105
242000
2000
itu karena entropi meningkat.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
Boltzmann menjelaskan jika entropi awalnya rendah,
04:21
it's very natural for it to increase
107
246000
2000
sangat alami jika entropinya meningkat,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
248000
3000
karena ada lebih banyak cara untuk memiliki entropi tinggi.
04:26
What he didn't explain
109
251000
2000
Apa yang tidak dia jelaskan
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
adalah mengapa pada awalnya entropinya rendah.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
Fakta bahwa entropi alam semesta rendah
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
merupakan cerminan dari fakta
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
bahwa alam semesta muda sangat halus.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
Kita ingin memahami hal itu.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
264000
2000
Itulah tugas kami sebagai kosmolog.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
266000
2000
Sayangnya, ini sebenarnya adalah masalah
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
268000
2000
yang kurang kami perhatikan.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
270000
2000
Ini bukanlah salah satu hal pertama yang akan diucapkan
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
272000
2000
jika Anda menanyai kosmolog modern,
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
"Apa masalah yang sedang berusaha kita atasi?"
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
276000
2000
Salah satu orang yang memahami bahwa ini adalah sebuah masalah
04:53
was Richard Feynman.
122
278000
2000
adalah Richard Feynman.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
50 tahun lalu, dia memberikan serangkaian kuliah berbeda.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
Dia memberikan kuliah populer
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
yang menjadi "Karakter dari Hukum Fisika."
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
Dia memberikan kuliah kepada mahasiswa sarjana Caltech
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
yang menjadi "Kuliah Feynman tentang Fisika."
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
Dia memberikan kuliah kepada mahasiswa pascasarjana Caltech
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
yang menjadi, "Kuliah Feynman tentang Gravitasi."
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
Dalam setiap buku ini, setiap rangkaian kuliah ini,
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
dia menekankan teka-teki ini:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
Mengapa alam semesta awalnya memiliki entropi yang rendah?
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
Jadi dia berkata -- saya tidak akan meniru gaya bicaranya --
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
dia berkata, "Entah mengapa, alam semesta, pada suatu ketika
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
memiliki entropi yang sangat rendah dibanding kandungan energinya,
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
dan sejak itu entropi meningkat.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
Panah waktu tidak dapat dimengerti seluruhnya
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
sampai misteri dari awal mula sejarah alam semesta
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
diungkap lebih jauh
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
dari spekulasi menuju pemahaman."
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
Dan itulah tugas kita.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
Kita ingin tahu -- itu 50 tahun yang lalu, Anda pikir "Sudah pasti,
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
kita telah menemukan jawabannya sekarang."
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
Tidak benar kita telah menemukan jawabannya.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
Alasan mengapa masalah ini menjadi lebih rumit,
05:47
rather than better,
146
332000
2000
bukan lebih mudah,
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
adalah karena pada tahun 1998
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
kita mengetahui hal penting tentang alam semesta yang tidak kita ketahui sebelumnya.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
Kita mengetahui bahwa alam semesta bergerak semakin cepat.
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
Alam semesta bukan hanya memuai.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
Jika Anda melihat pada galaksi, galaksi itu menjauh.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
Jika Anda kembali 1 miliar tahun kemudian dan melihatnya lagi,
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
alam semesta akan menjauh dengan lebih cepat.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
Setiap galaksi semakin cepat menjauh dari kita.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
Jadi kami menyimpulkan alam semesta bergerak semakin cepat.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
Tidak seperti entropi rendah dari alam semesta muda,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
walaupun kita tidak tahu jawabannya,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
setidaknya kita memiliki teori yang bagus untuk menjelaskannya,
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
jika teori itu benar,
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
dan itu adalah teori energi gelap.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
Ini hanyalah gagasan bahwa luar angkasa yang hampa memiliki energi.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
Di setiap sentimeter kubik dari luar angkasa,
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
baik berisi materi ataupun tidak,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
baik berisi partikel, materi, radiasi, atau apapun ataupun kosong sama sekali,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
akan ada energi, bahkan luar angkasa itu sendiri.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
Dan energi ini, menurut Einstein
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
memberi dorongan pada alam semesta.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
Ini adalah dorongan terus-menerus
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
yang memisahkan galaksi satu sama lain.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
Karena energi gelap, tidak seperti materi atau radiasi,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
tidak menjadi lemah saat alam semesta berkembang.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
Jumlah energi pada setiap sentimeter kubik
06:50
remains the same,
173
395000
2000
tetap sama,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
walaupun alam semesta menjadi semakin besar.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
Hal ini memiliki dampak penting
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
pada apa yang akan dilakukan alam semesta di masa depan.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
Salah satunya alam semesta akan terus memuai.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
Saat saya seumur Anda,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
kita tidak tahu apa yang akan dilakukan alam semesta.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
Beberapa orang berpikir alam semesta akan mengerut kembali di masa depan.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
Einstein menyukai gagasan ini.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
Namun jika ada energi gelap, dan energi gelap itu terus ada,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
alam semesta akan terus memuai selamanya.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
14 miliar tahun yang lalu,
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
100 miliar tahun anjing,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
namun selamanya ke masa depan.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
Sementara itu, karena beberapa maksud dan tujuan,
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
luar angkasa tampak terbatas bagi kita.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
Luar angkasa mungkin terbatas, mungkin juga tidak
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
namun karena alam semesta memuai
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
ada bagian luar angkasa yang tidak dapat
07:35
and never will see.
192
440000
2000
dan tidak akan pernah kita lihat.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
Ada daerah terbatas dari luar angkasa yang dapat kita lihat,
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
dikelilingi oleh cakrawala.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
Jadi walaupun waktu terus berjalan,
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
luar angkasa tetap terbatas bagi kita.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
Akhirnya, luar angkasa yang hampa memiliki suhu.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
Di tahun 1970-an, Stephen Hawking mengatakan
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
bahwa lubang hitam, walaupun Anda berpikir itu hitam,
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
sebenarnya memancarkan radiasi,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
jika Anda memperhitungkan kuantum mekanik.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
Lengkungan dari ruang-waktu di sekitar lubang hitam
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
memunculkan gejolak kuantum mekanik
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
dan lubang hitam memancarkannya.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
Perhitungan yang sangat serupa dari Hawking dan Gary Gibbons
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
menunjukkan, jika energi gelap ada pada luar angkasa yang hampa
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
maka seluruh alam semesta memancarkan radiasi.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
Energi dari luar angkasa yang hampa itu
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
memunculkan gejolak kuantum.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
Sehingga walaupun alam semesta akan ada selamanya,
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
dan materi biasa dan radiasi akan lenyap,
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
selalu ada semacam radiasi,
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
semacam gejolak suhu,
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
bahkan di luar angkasa yang hampa.
08:28
So what this means
215
493000
2000
Hal ini berarti
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
bahwa alam semesta seperti kotak berisi gas
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
yang ada selamanya.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
Lalu apa akibat dari hal itu?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
Akibatnya dipelajari oleh Boltzmann di awal abad ke-19.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
Dia berkata, entropi meningkat
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
karena ada lebih banyak cara
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
bagi alam semesta untuk memiliki entropi tinggi, dibandingkan entropi rendah.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
Namun pernyataan itu berdasarkan peluang.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
Ada peluang akan meningkat
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
dan peluang itu sangat besar.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
Anda tidak perlu mengkhawatirkan --
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
udara di ruangan ini akan berkumpul di salah satu sudut ruangan dan mencekik kita.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
Itu sangat tidak mungkin.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
Kecuali kalau mereka mengunci pintunya
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
dan mengurung kita di sini selamanya,
09:06
that would happen.
231
531000
2000
itu mungkin akan terjadi.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
Semua kemungkinan,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
semua susunan yang mungkin didapatkan oleh molekul di ruangan ini
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
akhirnya akan diperoleh.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
Jadi Boltzmann berkata, kita bisa mulai dengan alam semesta
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
yang berada pada kesetimbangan panas.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
Dia tidak tahu tentang Dentuman Besar, tentang pemuaian alam semesta.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
Dia berpikir bahwa ruang dan waktu telah dijelaskan oleh Isaac Newton --
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
sesuatu yang mutlak dan ada di sana selamanya.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
Jadi gagasannya tentang alam semesta
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
adalah bahwa molekul udara menyebar secara merata di mana saja --
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
semua molekul.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
Namun jika Anda Boltzmann, Anda tahu bahwa, jika Anda menunggu cukup lama
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
gejolak acak dari molekul-molekul ini
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
ada kalanya akan mengakibatkan
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
susunan dengan entropi yang rendah.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
Kemudian, sudah pasti, secara alamiah
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
semua akan memuai kembali.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
Jadi, entropi tidak selalu meningkat --
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
mungkin ada gejolak menuju entropi rendah --
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
situasi yang lebih teratur.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
Jika hal itu benar
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
Boltzmann mungkin akan menemukan
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
dua gagasan yang terdengar sangat modern --
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
konsep alam semesta ganda dan prinsip antropis.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
Dia mengatakan, masalah pada kesetimbangan panas
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
adalah kita tidak dapat hidup di sana.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
Ingat, kehidupan sendiri tergantung pada panah waktu.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
Kita tidak akan dapat mengolah informasi,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
bermetabolisme, berjalan, dan berbicara
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
jika berada pada kesetimbangan panas.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
Jadi bayangkan alam semesta yang sangat besar,
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
alam semesta yang tidak terbatas,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
dengan partikel yang saling bertabrakan secara acak,
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
terkadang akan ada gejolak kecil pada tingkatan entropi rendah,
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
kemudian mengendur kembali.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
Namun ada juga gejolak besar.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
Terkadang, akan muncul planet,
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
atau bintang, atau galaksi,
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
atau 100 miliar galaksi.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
Jadi Boltzmann mengatakan
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
kita hanya dapat hidup pada bagian dari alam semesta ganda,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
pada bagian dari kelompok partikel yang bergejolak ini,
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
di mana kehidupan dapat dimungkinkan.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
Ada bagian di mana entropinya rendah.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
Mungkin alam semesta kita hanyalah satu dari hal-hal
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
yang terjadi dari waktu ke waktu.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
Kini pekerjaan rumah Anda
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
adalah memikirkan, merenungkan tentang arti dari hal ini.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
Carl Sagan pernah mengatakan
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
bahwa, "Untuk membuat pie apel
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
pertama Anda harus menemukan alam semesta."
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
Namun dia tidak benar.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
Dalam skenario Boltzmann, jika Anda ingin membuat pie apel,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
Anda hanya perlu menunggu pergerakan atom-atom secara acak
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
untuk membuat pie apel.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
Hal itu akan lebih sering terjadi
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
dibandingkan pergerakan atom-atom secara acak
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
untuk membuat kebun apel
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
dan gula dan oven,
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
dan lalu pie apel.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
Jadi skenario ini memunculkan perkiraan.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
Dan perkiraan itu adalah
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
bahwa gejolak yang membuat kita sangat sedikit.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
Bahkan jika Anda membayangkan ruangan tempat kita berada
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
itu nyata dan kita berada di sini,
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
dan kita tidak hanya memiliki ingatan
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
namun kesan bahwa di luar ada sesuatu
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
yang bernama Caltech, Amerika Serikat, ataupun Galaksi Bimasakti,
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
jauh lebih mudah bagi kesan-kesan itu untuk bergejolak secara acak di dalam otak Anda
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
daripada untuk bergejolak
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
menjadi Caltech, Amerika Serikat, dan galaksi.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
Berita baiknya adalah
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
skenario ini tidak bekerja, ini tidak benar.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
Skenario ini memperkirakan bahwa seharusnya kita adalah gejolak minimal.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
Bahkan jika kita mengabaikan galaksi kita,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
Anda tidak akan mendapat 100 miliar galaksi yang lain.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
Dan Feynman juga mengerti akan hal ini.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
Feynman mengatakan, "Dari hipotesis bahwa dunia ini adalah sebuah gejolak,
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
semua perkiraannya adalah
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
jika kita melihat bagian dunia yang belum pernah kita lihat,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
kita akan melihat dunia yang berantakan, bukan hal yang baru saja kita lihat --
12:18
high entropy.
313
723000
2000
entropi tinggi.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
Jika susunan kita adalah akibat dari gejolak,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
kita tidak akan mengharapkan keteraturan dimanapun kecuali di mana kita telah menyadarinya.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
Sehingga kita menyimpulkan alam semesta bukanlah gejolak."
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
Itu bagus. Lalu pertanyaannya adalah apa jawaban yang benar?
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
Jika alam semesta bukan sebuah gejolak,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
mengapa alam semesta muda memiliki entropi rendah?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
Saya ingin memberi tahu jawabannya, namun saya kehabisan waktu.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(Tawa)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
Inilah alam semesta yang saya jelaskan
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
dan alam semesta sebenarnya.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
Saya hanya menunjukkan gambar ini saja.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
Alam semesta telah memuai selama 10 miliar tahun terakhir.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
Dan menjadi dingin.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
Namun kita cukup mengerti tentang masa depan alam semesta
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
untuk mengatakan lebih jauh.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
Jika energi gelap tetap ada,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
bintang-bintang di sekitar kita akan kehabisan bahan bakar dan berhenti.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
Bintang itu akan menjadi lubang hitam.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
Kita akan tinggal di alam semesta
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
yang tidak ada apa-apa, hanya lubang hitam.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
Alam semesta itu akan ada 10 pangkat 100 tahun --
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
jauh lebih lama daripada usia alam semesta kecil kita.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
Masa depan jauh lebih panjang daripada masa lalu.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
Bahkan lubang hitam tidak akan ada selamanya.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
Lubang hitam akan menguap
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
dan yang tersisa adalah kekosongan, luar angkasa yang hampa.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
Kehampaan itu akan ada selamanya.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
Namun, Anda tahu karena luar angkasa yang hampa memancarkan radiasi,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
akan terjadi gejolak panas
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
yang akan mendaur kembali
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
semua kombinasi berbeda yang mungkin
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
dari derajat kebebasan yang ada dalam kehampaan.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
Jadi walaupun alam semesta ada selamanya,
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
hanya ada beberapa hal
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
yang mungkin dapat terjadi pada alam semesta.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
Hal itu akan terjadi selama waktu tertentu
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
setara dengan 10 pangkat 10 pangkat 120 tahun.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
Jadi inilah dua pertanyaan untuk Anda.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
Pertama: Jika alam semesta ada selama 10 pangkat 10 pangkat 120 tahun,
13:52
why are we born
353
817000
2000
mengapa kita lahir
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
pada 14 miliar tahun pertama,
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
pada kondisi hangat dan nyaman setelah Dentuman Besar?
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
Mengapa kita tidak berada pada kehampaan?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
Mungkin Anda mengatakan, "Di sana tidak ada apa-apa,"
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
namun itu tidak benar.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
Anda mungkin saja hasil gejolak acak dari kehampaan.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
Mengapa tidak seperti itu?
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
Pekerjaan rumah lainnya untuk Anda.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
Jadi seperti yang saya katakan, saya tidak tahu jawabannya.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
Saya akan memberikan skenario favorit saya.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
Skenario yang hanya seperti itu, tanpa penjelasan.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
Ini adalah kenyataan kejam tentang alam semesta
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
yang harus Anda terima dan berhenti menanyakannya.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
Atau mungkin Dentuman Besar
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
bukanlah awal alam semesta.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
Sebutir telur, telur utuh, memiliki susunan entropi rendah,
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
namun, saat kita membuka lemari es kita,
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
kita tidak akan mengatakan, "Hah, sangat mengherankan dapat menemukan
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
susunan entropi rendah ini di dalam lemari es kita."
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
Itu karena telur bukanlah sistem tertutup,
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
telur keluar dari ayam.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
Mungkin alam semesta muncul dari ayam universal.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
Mungkin ada sesuatu yang secara alami
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
melalui perkembangan dari hukum fisika
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
memunculkan alam semesta seperti kita,
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
dalam susunan entropi rendah.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
Jika hal itu benar, itu akan terjadi lebih dari sekali;
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
kita adalah bagian dari alam semesta ganda yang lebih besar.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
Itulah skenario favorit saya.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
Jadi panitia meminta saya menutup dengan spekulasi berani.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
Spekulasi berani saya
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
adalah akan ada teori yang membenarkan saya.
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
Dan 50 tahun dari sekarang
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
semua ide liar saya sekarang akan diterima sebagai kenyataan
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
oleh masyarakat ilmiah dan awam.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
Kita akan percaya bahwa alam semesta kecil kita
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
hanyalah bagian kecil dari alam semesta ganda yang lebih besar.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
Dan terlebih lagi, kita akan memahami apa yang terjadi pada Dentuman Besar
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
secara teori
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
sehingga kita bisa membandingkan dengan pengamatannya.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
Ini adalah perkiraan. Saya mungkin saja salah.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
Namun kita telah berpikir sebagai umat manusia
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
tentang seperti apa bentuk alam semesta
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
mengapa semua hal menjadi seperti itu untuk bertahun-tahun.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
Sangat menarik untuk berpikir mungkin kita akan mengetahui jawabannya suatu hari nanti.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
Terima kasih.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(Tepuk tangan)
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