TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
ジャナ・レヴィン：宇宙が奏でる音
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私たちは、宇宙が静かなものだと考えがちです。しかし物理学者のジャナは、宇宙にはサウンドトラックがあると言います。それは(ブラックホールが空間をドラムのように叩くように)宇宙で起きる劇的なイベントの記録による協奏曲で、私たちの意識を広げてくれる音の体験です
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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00:15
I want to ask you all to consider for a second
0
0
3000
改めて振り返れば 現在に至るまで
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
この宇宙について私たちが
00:20
that, by far,
2
5000
2000
知っていることの多くは
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
宇宙からの光を観測することで
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
確かめられてきました
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
夜空を見上げれば肉眼でも
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
沢山の星を観ることができますし
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
昼間に太陽を観れば目を痛めてしまいます
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
月が見えるのも反射光のおかげです
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
ガリレオが初歩的な望遠鏡を天体へと向けて以来
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
我々の頭の中にある宇宙は
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
悠久の時をかけて地球まで届いた
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
光によって作られてきたのです
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
今や 現代の望遠鏡を使うことで
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
私たちは 息をのむほど美しい
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
宇宙の「無音の映像」を集めてきました
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
こうして集められた画像は
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
ビッグバンまでの宇宙の歴史を遡るアルバムです
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
しかし 宇宙には実は音があり
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
「無音の映像」などではないのです
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
今から皆さんに 宇宙には
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
サウンドトラックがあるということを知ってもらいましょう
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
その宇宙の音楽は 空間そのものによって奏でられます
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
空間はドラムの様に震え
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
宇宙のあちこちで起きる
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
劇的なイベントの記録を
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
音にして響かせるのです
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
それでは この宇宙の音を
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
私たちが集めてきた
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
壮大な宇宙の映像に
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
加えてみたいと思います
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
これまで空間の奏でる音を聴いてこなかった私たちは
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
これから数年のうちにもっと
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
空間のボリュームを上げた方がいいと思いますよ
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
ここで私たちは
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
宇宙の音を聴こうという試みの中で
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
ブラックホールと
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
その性質に注目しました
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
なぜならブラックホールはハンマーがドラムを叩くように
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
時空を叩き
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
非常に面白い音を聴かせてくれるからです
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
これから私たちが予測した
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
その音を再現してみせます
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
ブラックホールは 暗い宇宙の中の暗い物体です
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
直接目で見ることはできません
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
少なくとも 光を用いて直接の観測はできません
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
あくまで間接的に観測を行います
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
ブラックホールは星を破壊し
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
デブリをまき散らし
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
周囲をめちゃくちゃにするのでその存在がわかるのです
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
しかし 光で直接観測することはできません
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
いつか明るく輝く背景の中で
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
ブラックホールの影を見ることができるかもしれませんが
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
それもまだです
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
とは言え 見えないブラックホールも
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
聴くことなら可能かもしれません
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
空間をドラムのように叩いているんですからね
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
そもそも空間がドラムのように鳴るというアイデアは
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
我らがアルバート・アインシュタインに負っています
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
アインシュタインは もし空間が空っぽだったなら
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
もし宇宙が空っぽだったなら
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
その構造はこの様になると考えました
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
格子線はもちろん実際にはありませんよ
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
しかし もし私たちが空間を自由落下しているとしたら
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
こんな格子が描かれていなくても
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
自分で簡単に描くことができるでしょう
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
なぜなら 落下運動は宇宙の中を
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
歪みの無い直線に沿って進む
03:11
through the universe.
68
176000
2000
運動だからです
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
ここからが要点ですよ
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
アインシュタインはまた
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
宇宙空間にエネルギーや質量が置かれた時
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
空間は曲げられると考えました
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
何かが そうですね例えば太陽の
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
すぐそばを自由落下していたとすると
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
その何かは
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
宇宙の湾曲に沿って運動することになります
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
これがアインシュタインの偉大なる一般相対性理論です
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
光すらこの歪みによって曲げられます
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
そして 地球の運動が太陽に曲げられ
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
ついに太陽の周りに捉えられる
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
あるいは月が地球の周りに捉えられる
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
これも空間の湾曲です
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
ただアインシュタインが気付かなかったのは
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
もし太陽を
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
直径6kmの小ささまで押しつぶしたとしたら
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
つまり 地球の100万倍の質量を
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
6kmの小ささまで押しつぶしたとしたら
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
ブラックホールができるということです
04:01
an object so dense
89
226000
2000
あまりにも密度が高く
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
光さえ近づきすぎれば二度と逃げることはできない
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
宇宙の中の 暗い影です
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
このことに気付いたのはアインシュタインではなく
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
カール・シュヴァルツシルトでした
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
彼はユダヤ系ドイツ人で第一次大戦時には
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
ドイツ軍に加わりロシアとの戦線で活動していた
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
既に周囲に認められた科学者でした
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
私はよく シュヴァルツシルトが塹壕で
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
大砲の弾道軌道を計算しながら
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
その合間に
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
アインシュタインの方程式を計算しているという絵を
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
想像することがあります
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
アインシュタインが発表した一般相対性理論に
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
素早く目を通し
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
その理論に興奮したシュヴァルツシルトは
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
すぐにその方程式のとんでもない解を
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
見つけました
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
その解が示すものは 異常なものでした
04:46
curves so strong
108
271000
2000
空間そのものが
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
深い穴の淵に向かって
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
滝のように吸い込まれていき
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
光さえも逃げることのできない
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
空間の湾曲です
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
光も他のあらゆるものと同様
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
穴へと引きずり込まれ
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
後には影しか残りません
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
彼はアインシュタインへ向けて
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
「ご覧の通り 戦争が
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
銃撃戦を除けばとてもよくしてくれたおかげで
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
日常の煩わしさから逃れ あなたの着想を
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
深く考える時間がとれました」
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
と手紙を書き アインシュタインは
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
彼の算出した正確な解に感銘を受けました
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
科学者としての熱心さにも感銘を受けたのでしょう
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
アインシュタインは翌週には
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
シュヴァルツシルトの着想を
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
プロイセン科学アカデミーに持って行きました
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
しかしアインシュタインは ブラックホールは数学的な特異解でしかなく
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
自然界に実際に存在するものではないと考えていました
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
彼は自然が我々を守ってくれると信じていたのです
05:42
It was decades
130
327000
2000
それが実際に存在する天体だとわかるまでは
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
ブラックホールという言葉が
05:46
and people realized
132
331000
2000
提唱されてから
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
何十年もかかりました
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
ブラックホールは
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
非常に質量の大きな星が
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
その寿命を迎える最後の段階で
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
潰れて死んだ状態なのです
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
太陽はブラックホールにはなりません
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
質量が足りませんから
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
しかし アインシュタインが好んでそうしたように
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
私たちも思考実験を
06:06
we could imagine
142
351000
2000
行うことはできます
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
太陽が直径6kmまで潰れたとしましょう
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
そして小さな地球がその周りを回っています
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
ブラックホール化した太陽から
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
30kmほど離れた所でしょうか
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
この地球は自ら光りを放っています
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
太陽はもう光を放たず 他に光源がないと困りますから
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
地球は光を放つ恒星だとしましょう
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
すると このぺしゃんこのブラックホールから
06:28
even 30 km
151
373000
2000
30kmしか離れていない
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
軌道でも 地球は公転を続けます
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
この潰れたブラックホールは
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
マンハッタンにすっぽり入る程の大きさです
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
地球を飲み込む時にはハドソン川に
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
はみでることもあるかもしれませんが
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
とにかくそのような
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
マンハッタンの半分の大きさに収まる程の
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
物体についての思考実験です
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
ではここに地球を近づけてみましょう
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
30kmまで近づけます
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
地球は異常なくブラックホールの周りを公転しています
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
「ブラックホールは
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
宇宙の全てを吸い込んでしまう」という俗説がありますが
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
実際に吸い込まれるにはかなり近づく必要があります
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
ここで面白いのは 宇宙に浮かぶ観察者の目には
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
常に地球が映るということです
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
地球はブラックホールの裏に隠れることはできません
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
光の一部は吸い込まれますが
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
一部は屈折し 回り込むからです
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
ブラックホールの裏に隠れることはできません
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
もし「宇宙空母ギャラクティカ」で
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
サイロンと戦っているシーンだとしたら
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
「ブラックホールに隠れるな！
07:21
They can see you.
175
426000
3000
奴らに見つかるぞ！」といったところでしょうか
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
改めて 太陽はブラックホールにはなりません
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
質量が足りないのです
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
しかし この銀河には何万ものブラックホールがあります
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
もしそのひとつが天の川にかかれば
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
このように見えることでしょう
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
天の川の数千億という星と
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
輝く塵の川の中に
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
ブラックホールの影を見ることができます
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
もしそのブラックホールに近づいていくとすれば
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
その背後から曲げられた全ての光を見ることができます
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
しかし ひとたび影の領域に入ると
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
もう何も観察することはできなくなります
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
そこからは どう逃げようと頑張っても
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
無駄な抵抗でしかありません
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
もはや光ですら逃れることはできないのです
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
しかし ブラックホールは外から見て暗いと言っても
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
その中は暗くありません
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
銀河からのあらゆる光がブラックホールへと吸い込まれるからです
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
そして 相対論の効果として知られる時間遅延によって
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
ブラックホールに吸い込まれる私たちの
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
時計の進みは遅くなりますが
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
私たちの目には 銀河の展開は
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
早送りで飛び込んでくるようになります
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
それも観察者が潰される瞬間までですが
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
こんな風にトンネルを抜けると光が見えるなんて
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
臨死体験みたいですね
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
まあこれは完全な死の体験なのですが
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(笑)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
そしてこのトンネルを抜けた先の光がどんなものか
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
伝えられる人は存在しません
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
私たちはブラックホールの影を見た事がありません
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
しかし その姿は見えなくても
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
聴く事はできる筈です
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
ふたつのブラックホールが長い間一緒に過ごしているという
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
物理的には十分可能性のある状況を想像してみてください
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
そのとちらもが
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
ブラックホールになってしまったかつての星です
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
両方とも太陽の10倍の質量と考えてください
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
つまり 今度は60kmの直径まで潰されているという状況です
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
それらはお互いの周りを
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
毎秒数百回というスピードで周り
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
最後にはほとんど光の早さで
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
互いに回り合うようになります
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
つまり ほんの一瞬で数千キロも
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
運動することになります
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
その間 周りの空間を歪ませるだけでなく
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
通る道筋の空間を鳴り響かせるのです
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
文字通り
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
時空の波です
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
空間は ブラックホールから
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
拡散しながら 同時に伸び縮みし
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
宇宙を激しく叩きます
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
そして その波は
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
光の速さで伝わっていきます
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
こちらのシミュレーションは
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
NASAのゴッダード宇宙研究所のグループのものです
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
30年程かけてこの問題を解いたグループの
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
ひとつがここのグループです
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
ご覧頂いているのは お互いの周りを回るブラックホールです
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
図示されているのは空間の歪みです
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
そして 見えるでしょうか
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
かなり薄いのですが 発散する赤い波が見えるなら
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
それが重力波です
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
これは文字通り空間の響きのことで
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
光の速さでブラックホールから発散し
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
鳴り響きながら
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
結局は回転するブラックホールと
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
融合します
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
もし近づくことができたなら
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
みなさんの耳も空間の
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
伸び縮みに共鳴するはずですよ
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
まあ もちろんその時には
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
みなさんの頭も伸び縮みしている訳ですから
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
何が起こっているのかはわからないだろうと思いますが
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
では その音はどんなものなのか
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
私たちの予測はこの様なものです
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
これは私たちのグループのものです
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
ちょっと豪華さの劣るモデルですが
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
比較的軽いブラックホールが
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
非常に重いブラックホールに吸い込まれる場面です
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
この音は
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
軽い方のブラックホールが重い方に近づくにつれ
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
空間を激しく叩く音です
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
遠く離れたところにある時は
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
とても静かです
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
しかしだんだんと空間を叩き始め
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
ドラムのように震わせていきます
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
その音は予測することができます
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
吸い込まれるにつれ
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
だんだんと速く そして大きな音になるでしょう
11:02
And eventually,
266
647000
2000
そして最後には
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
小さい方が大きい方に飲み込まれる音が聴こえます
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(音)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
これが最後です
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
私もこんなに大音量で聴くのは初めてで感動しました
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
家で聴く時は拍子抜けするようなものなんですよ
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
ding, ding, dingという感じで
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
これはまた私たちのグループの予測した音です
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
あ 画像はありません
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
ブラックホールは目に見える形の
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
痕跡を残しませんからね
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
そして空間も塗られていません
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
歪みもわからないですね
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
ですが宇宙の休日にその辺りを漂っていたら
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
こんな音が聴こえるはずです
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
遠くへ逃げたくなりますね
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(笑)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
この騒音から離れたいところです
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
ブラックホールは運動を続け
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
ふたつのブラックホールは互いに近づいていきます
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
ずいぶん震えています
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
そして遂に融合します
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(音)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
お終いです
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
この細かな振動が ブラックホールが融合する時の
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
特徴的な音です
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
これが 私たちが宇宙の映像から
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
予測した音になります
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
幸運にも私たちは遠く離れたカリフォルニアのロング・ビーチで
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
安穏としていますが こうしている間にも
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
この宇宙でふたつのブラックホールが
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
融合したことでしょう
12:34
is ringing
298
739000
2000
その「音」は
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
100万光年の距離を旅し 100万年の時を経て
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
私たちのすぐ側の空間にも届くでしょう
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
しかしその音は本当にかすかで 未だに聴いた人はいません
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
そこで人類は地球の表面に
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
観測装置を作りました
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
そのうちひとつは「LIGO」と呼ばれ
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
4kmに渡る空間の伸び縮みを
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
原子核のサイズ以下の正確さで
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
探知できます
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
非常に野心的な実験装置です
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
この正確さも数年のうちにさらに向上するでしょう
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
この他にも 空間の挙動を調べる「LISA」という
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
ミッションが提唱されており 10年以内には
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
スタートする見込みです
13:11
called LISA.
313
776000
2000
LISAは 太陽の何百万倍の
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
さらに何十億倍という大きな質量を持った
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
ブラックホールを観測できると
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
考えられています
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
このハッブル望遠鏡の映像の中に ふたつの銀河が見えます
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
このふたつの銀河は 互いに抱き合ったまま止まっているように見えます
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
そして そのどちらもの中心に
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
非常に質量の大きなブラックホールがあると考えられています
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
しかし この銀河は止まってはいません
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
合体しようとしているのです
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
ふたつのブラックホールは衝突し
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
何十億年という時間スケールで合体しようとしているのです
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
これは人間が音を聴く時の時間感覚を
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
遥かに超えています
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
しかし LISAはこのふたつのブラックホールの
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
最期の音を 歴史を先回りして計算し
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
予測することができます
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
ブラックホールがひとつになる最期の15分を予測できるのです
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
さらに この装置で観測できるのは
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
大きな空間の歪みであればブラックホールに限りません
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
中でも一番大きなものと言えばビッグバンです
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
「ビッグバン」という言葉はもともと冗談で生まれました
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
「宇宙が『でっかいバーン！』で始まったとでも？」が始まりです
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
ですが この表現はかなったものかもしれません
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
実際にバーンという音が
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
鳴ったかもしれませんからね
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
Proton Studiosの友人が作ったこのアニメーションは
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
ビッグバンを外から観た様子を示しています
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
実際にこんな観察は無理ですよ 私たちは宇宙の中にいて
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
「宇宙の外から観る」ことなんてありませんから
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
ではあなたがビッグバンの中にいると想像してください
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
どこもかしこも 辺り全てビッグバンです
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
空間はぐちゃぐちゃに揺れています
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
その時以来140億年が経ちましたが
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
ビッグバンの音は未だに私たちの周りに残っています
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
銀河が生まれ
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
大量の星が銀河の中で生まれました
14:39
and around one star,
350
864000
2000
そのうち一つの星
14:41
at least one star,
351
866000
2000
すくなくとも一つの星は
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
人類が住むことができる星です
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
その星で私たちは夢中になってこんな観察を行って
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
計算して コンピュータのコードを書いています
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
今から10臆年前に ふたつのブラックホールが
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
衝突したと想像してみてください
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
その音は今に至るまで空間を震わせています
14:57
for all that time.
358
882000
2000
私たちには未だに
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
聴こえない音です
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
時は経ち 4万年前
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
私たちは洞窟に絵を描いていました
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
「早く、観測装置を作ってください！」
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
さらに時は経ちます そして この先20年かそこらで
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
人類の作る観測装置は
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
より高い性能を持つことでしょう
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
そんな装置ができて 宇宙の音を観測することができた時
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
宇宙の最初の音を観測することができた時
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
本当にビッグバンを観測することができた時
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
その音はこのような音でしょう
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
不快な音です
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
これは文字通り「ノイズ」の定義で
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
ホワイトノイズとも呼ばれる不規則な振動です
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
この音は 私たちの周囲に溢れていると推測されています
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
そして宇宙の他の作用によって
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
かき消されていないと考えられています
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
そう思うと もしこの音を拾えたなら
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
そのノイズはきっと音楽として聴こえるでしょう
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
なぜならこのノイズこそ全ての宇宙の
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
創造のこだまなのですから
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
これから数年のうちに 宇宙の
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
「音量」を上げることが可能になるでしょう
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
そして もし原始の宇宙の音を
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
探知することができた時
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
全ての始まりビッグバンについて
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
もっと理解が進むはずです
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
人類が悩み続けてきた とらえどころのない
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
非常に難しい疑問の答えにつながるかもしれません
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
宇宙の歴史を逆再生すれば
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
遠い過去にビッグバンが起きたことがわかります
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
その不協和音だって いつか聴くことができると思います
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
しかし それはただひとつのビッグバンだったのでしょうか？
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
ここで考えるのをやめてはいけません それ以前にもあったのか？
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
これから先もまた起きるのか？
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
TEDの 不思議を突き詰める精神において
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
少なくともトーク最期のこの瞬間には
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
永遠に答えが出ないかもしれない問いかけだって
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
追い続けてみましょう
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
問いかけなくてはいけません
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
この宇宙は 壮大な歴史の
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
ほんのごく一部でしかないのでしょうか？
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
この宇宙は 沢山の宇宙のうちのひとつでしかないのでしょうか？
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
それぞれの宇宙にはビッグバンがあり
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
そのうちいくつかの宇宙ではブラックホールが
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
鳴り響き
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
そのうちいくつかの宇宙では感覚のある生物が生まれ
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
過去にでも 未来ででもなく
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
今 私たちと何かをシェアしているのでしょうか？
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
考えなくてはいけません いくつもの宇宙があるとしたら
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
そのたくさんの宇宙のどこかに
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
生命が存在するでしょうか？
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
ここ地球には私たち生命がいます
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
多くの宇宙のどこかに生命がいるでしょうか？
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
私たちのことを考えているでしょうか
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
彼ら自身の起源について考えているでしょうか
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
もしそうならば
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
私はきっと 彼らも同じく
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
計算をし コンピュータコードを書き
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
宇宙のかすかな音を聴くために
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
観測装置を作り 自分たちの起源について
17:28
of their origins
420
1033000
2000
そして宇宙に存在する
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
他の生命について考えていることと思います
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
ありがとうございました
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(拍手)
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