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Janna Levin: The sound the universe makes
Janna Levin: Il suono dell'universo
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Noi pensiamo allo spazio come a un luogo silenzioso. Ma la fisica Janna Levin dice che l'universo ha una colonna sonora -- una composizione sonica che registra alcuni dei più interessanti eventi del cosmo. (Buchi neri, per esempio, che risuonano nello spazio temporale come un tamburo.) Una passeggiata sonora accessibile e psichedelica attraverso l'universo.
Janna Levin - Physicist
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
Janna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.” Full bio
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I want to ask you all to consider for a second
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Voglio chiedere a tutti voi di considerare per un secondo
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the very simple fact
1
3000
2000
il semplicissimo fatto
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that, by far,
2
5000
2000
che, di gran lunga,
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most of what we know about the universe
3
7000
2000
la maggior parte di ciò che conosciamo sull'universo
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
ci arriva dalla luce.
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We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
Possiamo stare sulla Terra e guardare il cielo notturno
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
e vedere le stelle a occhi nudi.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
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17000
2000
Il Sole brucia la nostra visione periferica,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
vediamo la luce riflessa sulla Luna,
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And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
e sin dal momento in cui Galileo ha puntato il suo telescopio rudimentale
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
verso i corpi celesti,
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the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
l'universo conosciuto ci è arrivato attraverso la luce,
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
attraverso vaste ere della storia cosmica.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
E con tutti i nostri telescopi moderni,
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we've been able to collect
14
38000
2000
siamo stati in grado di raccogliere
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this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
questo sbalorditivo film muto dell'universo --
00:58
these series of snapshots
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questa serie di istantanee
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that go all the way back to the Big Bang.
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46000
3000
che compiono il percorso inverso fino al Big Bang.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
E comunque, l'universo non è un film muto,
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because the universe isn't silent.
19
52000
2000
perché l'universo non è muto.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
Vorrei convincervi
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
del fatto che l'universo ha una colonna sonora,
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
e quella colonna sonora viene suonata dallo spazio stesso.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
Perché lo spazio può vibrare come un tamburo.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
Può riecheggiare una specie di registrazione,
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
in ogni parte dell'universo,
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
di alcuni dei più sensazionali eventi mentre essi hanno luogo.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
Ci piacerebbe poter aggiungere,
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
a una sorta di gloriosa composizione visiva
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
che abbiamo dell'universo,
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
una composizione sonora.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
E mentre non abbiamo mai sentito i suoni dello spazio,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
nei prossimi cinque anni, dovremmo davvero
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
iniziare ad alzare il volume su quello che succede là fuori.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
Quindi in questa aspirazione
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
di catturare le canzoni dell'universo,
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
indirizziamo la nostra attenzione
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
ai buchi neri e alle promesse che fanno,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
perché i buchi neri possono battere forte sullo spazio temporale
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
come battenti su un tamburo
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
e hanno un suono davvero caratteristico,
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
e mi piacerebbe suonare per voi alcune delle nostre previsioni
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
su come sarebbe quel suono.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
I buchi neri sono buio contro un cielo buio.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
Non riusciamo a vederli direttamente.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
Non ci vengono portati dalla luce, almeno non direttamente.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
Li riusciamo a vedere indirettamente,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
perché i buchi neri provocano caos nel loro ambiente.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
Distruggono le stelle intorno a loro.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
Agitano i detriti nelle loro vicinanze.
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
Ma non ci arrivano direttamente attraverso la luce.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
Un giorno potremmo vedere un'ombra
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
che un buco nero può gettare su uno sfondo molto luminoso,
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
ma non è ancora successo.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
E comunque i buchi neri si possono sentire
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
anche se non si possono vedere,
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
e questo perché battono sullo spazio temporale come un tamburo.
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
L'idea che lo spazio risuonari come un tamburo, la dobbiamo
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
ad Albert Einstein, al quale dobbiamo davvero molto.
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
Einstein ha capito che se lo spazio fosse vuoto,
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
se l'universo fosse vuoto,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
sarebbe come questa immagine,
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
tranne forse per l'utile griglia tracciata sopra.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
Ma se fossimo in caduta libera attraverso lo spazio,
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
persino senza questa utile griglia,
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
potremmo dipingerla noi stessi,
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
perché ci renderemmo conto di aver viaggiato lungo linee dritte,
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
percorsi dritti senza flessioni
03:11
through the universe.
68
176000
2000
attraverso l'universo.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
Einstein ha anche capito --
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
e questo è il vero nocciolo della questione --
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
che se si mettono nell'universo energia o massa,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
si potrà curvare lo spazio.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
E un oggetto in caduta libera
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
transiterebbe, diciamo, davanti al sole
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
e verrebbe deviato
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
lungo le curve naturali nello spazio.
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
Era la grande teoria generale della relatività.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
Persino la luce sarebbe stata curvata da quei percorsi.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
E potreste essere curvati così tanto
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
che verreste presi in orbita intorno al Sole,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
come la Terra, o come la Luna intorno alla Terra.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
Queste sono le curve naturali nello spazio.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
Quello che Einstein non ha capito
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
è stato che, se si prendesse il nostro Sole
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
e si comprimesse fino a sei chilometri --
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
in modo da ottenere un milione di volte la massa della Terra
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
e si comprimesse fino a sei chilometri da parte a parte,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
si creerebbe un buco nero,
04:01
an object so dense
89
226000
2000
un oggetto così denso
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
che se la luce deviasse troppo vicino, non sfuggirebbe mai --
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
un'ombra oscura contro l'universo.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
Non è stato Einstein a capirlo,
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
è stato Karl Schwarzchild,
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
un ebreo tedesco durante la Prima Guerra Mondiale,
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
unitosi all'esercito tedesco già da scienziato esperto,
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
lavorando sul fronte russo.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
Mi piace immaginare Schwarzchild durante la guerra in trincea
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
a calcolare le traiettorie balistiche dei colpi di cannone,
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
e poi, in mezzo,
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
a calcolare le equazioni di Einstein --
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
così come si fa nelle trincee.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
Stava leggendo la teoria generale della relatività,
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
pubblicazione recente di Einstein,
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
ed era emozionato da questa teoria.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
E rapidamente suppose
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
una soluzione matematica esatta
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
che descriveva una cosa davvero straordinaria:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
curve così forti
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
che lo spazio gli sarebbe piovuto addosso,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
lo spazio stesso si sarebbe curvato come una cascata
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
scendendo nella gola di un buco.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
E persino la luce non sarebbe sfuggita a questa corrente.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
La luce sarebbe stata trascinata nel buco
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
così come ogni altra cosa,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
e tutto quello che sarebbe rimasto sarebbe stata ombra.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
Lui scrisse a Einstein,
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
e gli disse: "Come vedrai,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
la guerra è stata abbastanza gentile con me,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
nonostante il fuoco pesante.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
Sono riuscito a sfuggirle
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
e a camminare attraverso la terra delle tue idee".
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
Ed Einstein rimase davvero colpito da questa soluzione esatta,
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
e io spero anche dalla dedizione dello scienziato.
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
Questo è uno scienziato che ha lavorato sodo in condizioni inclementi.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
E lui, la settimana dopo, portò l'idea di Schwarzchild
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
alla Prussian Academy of Sciences.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
Ma Einstein ha sempre pensato che i buchi neri fossero una stranezza matematica.
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
Non credeva che esistessero in natura.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
Pensava che la natura ci avrebbe protetto dalla loro formazione.
05:42
It was decades
130
327000
2000
Passarono decenni
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
prima che fosse coniato il termine buco nero
05:46
and people realized
132
331000
2000
e che le persone capissero
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
che i buchi neri sono oggetti astrofisici reali --
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
infatti sono lo stato morto
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
di ogni stella solida
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
che collassa catastroficamente
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
alla fine della propria vita.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
Il nostro Sole non collasserà in un buco nero.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
In effetti non è abbastanza solido.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
Ma se immaginassimo di fare un piccolo esperimento --
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
come Einstein sarebbe davvero felice di fare --
06:06
we could imagine
142
351000
2000
potremmo immaginare
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
di comprimere il Sole in 6 chilometri,
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
e mettergli intorno in orbita una piccola Terra,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
forse 30 chilometri
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
al di fuori del Sole buco nero.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
Sarebbe auto illuminata,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
perché adesso il Sole non c'è più, e non abbiamo un'altra fonte di luce --
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
quindi creiamo la nostra piccola Terra auto illuminata.
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
Capireste di poter mettere la Terra in un'orbita felice
06:28
even 30 km
151
373000
2000
anche 30 km
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
al di fuori di questo buco nero compresso.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
Questo buco nero compresso
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
in effetti sarebbe più o meno della dimensione di Manhattan.
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
Potrebbe fuoriuscire un po' nell'Hudson
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
prima di distruggere la Terra.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
Ma essenzialmente stiamo parlando di questo.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
Stiamo parlando di un oggetto che si potrebbe comprimere
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
fino a metà dell'area di Manhattan al quadrato.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
Quindi muoviamo questa Terra molto vicino --
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
30 Km fuori --
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
e notiamo che sta orbitando perfettamente intorno al buco nero.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
C'è una specie di mito
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
per cui i buchi neri divorano ogni cosa nell'universo,
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
ma in verità bisognerebbe andarci molto vicino per caderci dentro.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
ma la cosa davvero impressionante è che, dalla nostra posizione di vantaggio,
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
possiamo sempre vedere la Terra.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
Non si può nascondere dietro il buco nero.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
La luce dalla Terra, in parte ci cade dentro,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
ma in parte si riflette intorno e ritorna verso di noi.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
Quindi non si può nascondere niente dietro un buco nero.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
Se questa fosse Battlestar Galactica
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
e voi combatteste i Cylons,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
non nascondetevi dietro il buco nero.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
Vi vedrebbero.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
Ora, il nostro Sole non collasserà in un buco nero;
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
non è abbastanza solido,
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
ma ci sono decine di migliaia di buchi neri nella nostra galassia.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
E se uno eclissasse la Via Lattea,
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
ecco come apparirebbe.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
Vedremmo un'ombra di quel buco nero
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
contro le centinaia di migliaia di stelle
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
della Galassia della Via Lattea e i suoi luminosi sentieri polverosi.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
E se noi cadessimo verso questo buco nero,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
vedremmo tutta quella luce riflessa intorno,
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
e potremmo persino iniziare a incrociare quell'ombra
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
e non notare davvero che è successo qualcosa di interessante.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
Sarebbe un male se accendessimo i nostri razzi per uscire da lì
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
perché non potremmo,
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
più di quanto non potrebbe fuggire la luce.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
Ma anche se il buco nero è buio dal di fuori,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
non è buio all'interno,
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
perché tutta la luce della galassia ci cadrebbe dentro dietro di noi.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
E sebbene a causa di un relativistico effetto noto come dilatazione temporale,
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
i nostri orologi sembrerebbero rallentare
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
in relazione al tempo galattico,
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
sembrerebbe come se l'evoluzione della galassia
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
si fosse accelerata e ci avesse sparato,
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
proprio prima di essere compressi a morte dal buco nero.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
Sarebbe un'esperienza vicina alla morte
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
dove si vede la luce alla fine del tunnel,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
ma in realtà sarebbe un'esperienza di morte totale.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(Risate)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
E non c'è modo di raccontare a nessuno
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
della luce alla fine del tunnel.
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
Non abbiamo mai visto un'ombra come quella di un buco nero,
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
ma i buchi neri si possono sentire,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
anche se non si possono vedere.
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
Immaginate di prendere una situazione astrofisicamente realistica --
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
immaginate due buchi neri che hanno vissuto una lunga vita insieme.
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
Forse hanno iniziato come stelle
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
che sono collassate in due buchi neri --
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
ciascuno 10 volte la massa del Sole.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
Quindi le comprimeremo fino a 60 km.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
Possono girare
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
centinaia di volte al secondo.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
Alla fine delle loro vite,
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
andranno una intorno all'altra molto vicine alla velocità della luce.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
Quindi stanno attraversano migliaia di chilometri
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
in una frazione di secondo.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
E mentre lo fanno, non curvano lo spazio,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
si lasciano dietro nella loro scia
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
un suono di spazio,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
una vera onda nello spazio-tempo.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
Lo spazio si spreme e si dilata
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
mentre viene emanato da questi buchi neri
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
che colpiscono l'universo.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
E viaggiano per il cosmo
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
alla velocità della luce.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
Questa simulazione al computer
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
si deve a un gruppo della relatività alla NASA Goddard.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
Ci sono voluti quasi 30 anni prima che qualcuno risolvesse questo problema.
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
Questo era uno dei gruppi.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
Mostra due buchi neri uno in orbita intorno all'altro,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
ancora, con queste utili curve disegnate.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
E se riuscite a vedere -- è vago --
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
ma se riuscite a vedere le onde rosse che emana,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
quelle sono onde gravitazionali.
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
Sono letteralmente i suoni del tintinnio dello spazio,
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
e viaggeranno fuori da questi buchi neri alla velocità della luce
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
mentre suonano e si fondono
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
in un buco nero che gira, tranquillo,
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
alla fine del giorno.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
Se foste abbastanza vicini,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
le vostre orecchie risuonerebbero
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
con la compressione e la dilatazione dello spazio.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
Ne sentireste letteralmente il suono.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
Ovviamente, la vostra testa sarebbe compressa e dilatata inutilmente,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
quindi potreste avere qualche problema a capire cosa succede.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
Ma mi piacerebbe farvi ascoltare
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
il suono che abbiamo previsto.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
Questo è del mio gruppo --
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
un modello appena meno attraente.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
Immaginate un buco nero più leggero
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
che cade in un buco nero molto pesante.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
Il suono che sentite
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
è il buco nero più leggero che colpisce lo spazio
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
ogni volta che si avvicina.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
Se si allontana, è un po' troppo silenzioso.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
Ma arriva come una mazza,
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
e spacca letteralmente lo spazio,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
facendolo vibrare come un tamburo.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
E noi possiamo prevedere quale sarà il suono.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
Sappiamo che, mentre cade,
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
diventa più veloce e più forte.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
E alla fine,
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
sentiremo il piccolino cadere dentro al grande.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(Percussione)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
Poi sparisce.
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
Io non l'ho mai sentito forte -- in effetti è più marcato.
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
A casa ha un suono anticlimatico.
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
E' una specie di ding, ding, ding.
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
Questo è un altro suono del mio gruppo.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
No, non vi sto mostrando nessuna immagine,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
perché i buchi neri non si lasciano dietro
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
utili tracce d'inchiostro,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
e lo spazio non è colorato,
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
e non vi mostra le curve.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
Ma se voi steste fluttuando nello spazio in una vacanza spaziale
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
e sentiste questo,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
sarebbe opportuno andarsene al volo.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(Risate)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
Dovreste allontanarvi dal suono.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
Entrambi i buchi neri si stanno muovendo.
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
Entrambi i buchi neri si stanno avvicinando.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
In questo caso, entrambi tremolano abbastanza.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
E poi si fonderanno.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(Percussione)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
Ora non c'è più.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
Quello stridore è caratteristico dei buchi neri che si fondono --
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
che stridono alla fine.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
Ora ecco la nostra previsione
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
per ciò che vedremo.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
Per fortuna siamo a una distanza di sicurezza a Long Beach, in California.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
E ovviamente, da qualche parte nell'universo
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
due buchi neri si sono fusi.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
E ovviamente, lo spazio intorno a noi
12:34
is ringing
298
739000
2000
sta suonando
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
dopo aver viaggiato forse un milione di anni luce, o un milione di anni,
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
alla velocità della luce, per poterci raggiungere.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
Ma il suono è troppo basso per poter essere udito da chiunque.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
Ci sono esperimenti davvero attivi sulla Terra --
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
uno chiamato LIGO --
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
che avvertirà le deviazioni
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
nella compressione e nella dilatazione dello spazio
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
a meno della frazione di un nucleo di un atomo
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
per più di quattro chilometri.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
E' un esperimento notevolmente ambizioso,
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
e si avvarrà di una sensibilità avanzata,
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
nei prossimi anni -- per coglierlo.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
C'è anche una missione proposta per lo spazio,
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
che si spera verrà lanciata nei prossimi dieci anni,
13:11
called LISA.
313
776000
2000
chiamata LISA.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
E LISA sarà in grado di vedere un buco nero immenso --
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
buchi neri milioni o miliardi di volte
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
la massa del Sole.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
In questa immagine di Hubble vediamo due galassie.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
Sembrano congelate in una sorta di abbraccio.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
E ognuna probabilmente dà riparo
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
al suo interno a un buco nero enorme.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
Ma non sono congelate,
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
in effetti si stanno fondendo.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
Questi due buchi neri stanno collidendo,
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
e si fonderanno in una scala di tempo di un miliardo di anni.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
E' oltre la nostra percezione umana
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
cogliere una canzone di quella durata.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
Ma LISA potrebbe vedere le fasi finali
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
di due buchi neri enormi
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
antecedenti la storia dell'universo,
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
negli ultimi 15 minuti prima che si uniscano.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
E non si tratta solo i buchi neri,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
ma anche di ogni grande sconvolgimento nell'universo --
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
e il più grande di tutti è il Big Bang.
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
Quando è stata coniata questa espressione, era di derisione --
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
"Oh, credereste in un Big Bang?"
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
ma ora in effetti potrebbe essere più tecnicamente accurato,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
perché potrebbe davvero fare "Bang";
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
potrebbe produrre un suono.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
Questa animazione dei miei amici dei Proton Studios
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
mostra uno sguardo al Big Bang dall'esterno.
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
In effetti non vogliamo realmente farlo; vogliamo rimanere dentro l'universo,
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
perché non esiste poter stare fuori dall'universo.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
Quindi immaginate di essere dentro il Big Bang.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
E' ovunque, è tutto intorno a voi,
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
e lo spazio sta vibrando caoticamente.
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
Passano 14 miliardi di anni
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
e questa canzone ci risuona ancora intorno.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
Si formano le galassie,
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
e si formano generazioni di stelle in quelle galassie.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
E intorno a una stella,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
almeno una stella,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
c'è un pianeta abitato.
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
Ed eccoci frenetici, a costruire questi esperimenti,
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
a fare questi calcoli, a scrivere questi codici per computer.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
Immaginate un miliardo di anni fa,
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
due buchi neri che collidono.
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
Quella canzone è risuonata attraverso lo spazio
14:57
for all that time.
358
882000
2000
per tutto quel tempo.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
Noi non eravamo nemmeno lì.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
Si fa sempre più vicino --
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
40.000 anni fa stavamo ancora facendo i disegni nelle caverne.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
In fretta, costruite i vostri strumenti!
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
Si avvicina sempre di più, e nel duemila ...
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
qualunque anno sarà
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
quando i nostri rivelatori saranno finalmente a una sensibilità avanzata --
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
li costruiremo, accenderemo le macchine
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
e, bang, la cattureremo -- la prima canzone dallo spazio.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
Se fosse il Big Bang che cogliamo,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
suonerebbe così.
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(Statica) E' un suono terribile.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
E' letteralmente la definizione di rumore.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
E' un rumore bianco, è un suono così caotico.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
Ma è dovunque intorno a noi, presumibilmente,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
se non è stato eliminato
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
da qualche altro processo dell'universo.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
E se lo cogliamo, sarà musica per le nostre orecchie,
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
perché sarà il tranquillo eco
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
di quel momento della nostra creazione,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
del nostro universo visibile.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
Quindi nei prossimi cinque anni,
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
saremo in grado di alzare un po' la colonna sonora,
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
presentare l'universo in audio.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
Ma se percepiamo quei primissimi momenti,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
ci avvicineremo molto di più
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
a una comprensione del Big Bang,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
che ci avvicinerà molto di più
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
ad alcune delle più complesse ed elusive domande.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
Se mandassimo all'indietro un film del nostro universo,
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
sapremmo che nel nostro passato c'è stato un Big Bang,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
e potremmo persino sentirne il suono cacofonico,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
ma il nostro Big Bang, è stato l'unico Big Bang?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
Voglio dire che ci dovremmo chiedere cos'è successo prima.
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
Succederà ancora?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
Nello spirito di TED di accrescere la sfida
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
per riaccendere la curiosità,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
possiamo fare domande, almeno per quest'ultimo minuto,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
che onestamente potrebbero sfuggirci per sempre.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
Ma dobbiamo chiedere:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
è possibile che il nostro universo
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
sia semplicemente una briciola di una storia più grande?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
O, è possibile che noi siamo solo un ramo di un multiverso --
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
ogni ramo con il suo Big Bang nel proprio passato --
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
forse qualcuno di loro con dei buchi neri che suonano i tamburi,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
forse qualcuno senza --
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
forse qualcuno con una vita senziente, e forse qualcuno senza --
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
non nel nostro passato, non nel nostro futuro,
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
ma in qualche modo fondamentalmente collegato con noi?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
Quindi dobbiamo chiederci, se c'è un multiverso,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
in qualche altro frammento di quel multiverso,
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
ci sono delle creature?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
Ecco le creature del mio multiverso.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
Ci sono altre creature nel multiverso,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
che si domandano di noi
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
e si domandano delle loro origini?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
E se ci sono,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
posso immaginarle come siamo noi,
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
che fanno calcoli, scrivono codici per computer,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
che costruiscono strumenti,
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
che cercano di cogliere i suoni più deboli
17:28
of their origins
420
1033000
2000
delle loro origini
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
e si domandano chi altro ci sia là fuori.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
Grazie. Grazie.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Janna Levin - PhysicistJanna Levin is a professor of physics and astronomy at Barnard, where she studies the early universe, chaos, and black holes. She's the author of “How the Universe Got Its Spots" and the novel “A Madman Dreams of Turing Machines.”
Why you should listen
Janna Levin is a Professor of Physics and Astronomy at Barnard College of Columbia University. Her scientific research concerns the early universe, chaos and black holes. Her second book – a novel, A Madman Dreams of Turing Machines – won the PEN/Bingham Fellowship for Writers and was a runner-up for the PEN/Hemingway award for "a distinguished book of first fiction." She is the author of the popular science book, How the Universe Got Its Spots: Diary of a Finite Time in a Finite Space.
She holds a BA in Physics and Astronomy from Barnard College with a concentration in Philosophy, and a PhD from MIT in Physics. She has worked at the Center for Particle Astrophysics (CfPA) at the University of California, Berkeley before moving to the UK where she worked at Cambridge University in the Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP). Just before returning to New York, she was the first scientist-in-residence at the Ruskin School of Fine Art and Drawing at Oxford with an award from the National Endowment for Science, Technology, and Arts (NESTA).
Listen to a Q&A with another TED speaker, Krista Tippett -- where they talk math and faith and truth and more ...
Janna Levin | Speaker | TED.com