TED2011
Janna Levin: The sound the universe makes
Janna Levin: Het geluid dat het heelal maakt
Filmed:
Readability: 3.7
1,279,696 views
We zien de ruimte als een stille plaats. Maar volgens de fysicus Janna Levin heeft het universum zijn eigen soundtrack - een compositie opgebouwd uit sommige van de meest dramatische gebeurtenissen in het heelal. (Zo bonken zwarte gaten op de ruimte-tijd als een drum.) Een toegankelijke en horizon-verbredende muzikale wandeling door het universum.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
I want to ask you all to consider for a second
0
0
3000
Ik wil jullie allen vragen om even
00:18
the very simple fact
1
3000
2000
het zeer simpele feit te overwegen
00:20
that, by far,
2
5000
2000
dat verreweg
00:22
most of what we know about the universe
3
7000
2000
het meeste van wat we weten over het heelal
00:24
comes to us from light.
4
9000
2000
tot ons komt via licht.
00:26
We can stand on the Earth and look up at the night sky
5
11000
3000
We kunnen op de aarde staan en naar de nachtelijke hemel kijken
00:29
and see stars with our bare eyes.
6
14000
3000
en de sterren zien met het blote oog.
00:32
The Sun burns our peripheral vision.
7
17000
2000
De zon schijnt in onze ooghoek,
00:34
We see light reflected off the Moon.
8
19000
3000
we zien het licht weerkaatst door de maan,
00:37
And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope
9
22000
4000
en sinds Galileo zijn rudimentaire telescoop
00:41
at the celestial bodies,
10
26000
3000
op de hemellichamen richtte weten we dat
00:44
the known universe has come to us through light,
11
29000
3000
het bekende universum tot ons is gekomen door licht,
00:47
across vast eras in cosmic history.
12
32000
3000
over eeuwigheden van kosmische geschiedenis.
00:50
And with all of our modern telescopes,
13
35000
3000
En met al onze moderne telescopen,
00:53
we've been able to collect
14
38000
2000
zijn we in staat geweest om deze prachtige
00:55
this stunning silent movie of the universe --
15
40000
3000
geluidloze van het universum op te nemen --
00:58
these series of snapshots
16
43000
3000
deze reeks momentopnamen
01:01
that go all the way back to the Big Bang.
17
46000
3000
die helemaal teruggaat tot aan de oerknal.
01:04
And yet, the universe is not a silent movie
18
49000
3000
En toch is het universum geen stomme film,
01:07
because the universe isn't silent.
19
52000
2000
omdat het universum niet stil is.
01:09
I'd like to convince you
20
54000
2000
Ik wil jullie ervan overtuigen
01:11
that the universe has a soundtrack
21
56000
2000
dat het universum een soundtrack heeft,
01:13
and that soundtrack is played on space itself,
22
58000
4000
en dat die soundtrack op de ruimte zelf wordt gespeeld.
01:17
because space can wobble like a drum.
23
62000
3000
Omdat de ruimte kan trillen als een trom.
01:20
It can ring out a kind of recording
24
65000
3000
Ze kan doorheen het hele heelal een soort live opname
01:23
throughout the universe
25
68000
2000
laten weerklinken van het verloop van sommige van
01:25
of some of the most dramatic events as they unfold.
26
70000
3000
de meest dramatische gebeurtenissen.
01:28
Now we'd like to be able to add
27
73000
3000
Nu zouden we graag aan
01:31
to a kind of glorious visual composition
28
76000
3000
de heerlijke visuele compositie
01:34
that we have of the universe --
29
79000
2000
die we van het heelal hebben,
01:36
a sonic composition.
30
81000
2000
een sonische compositie kunnen toevoegen.
01:38
And while we've never heard the sounds from space,
31
83000
4000
En terwijl we nog nooit geluiden uit de ruimte hebben gehoord,
01:42
we really should, in the next few years,
32
87000
3000
zouden we in de komende jaren de volumeknop echt
01:45
start to turn up the volume on what's going on out there.
33
90000
2000
moeten opendraaien zodat we kunnen horen wat er gaande is.
01:47
So in this ambition
34
92000
2000
Dus met de ambitie
01:49
to capture songs from the universe,
35
94000
3000
om muziek uit het heelal op te vangen,
01:52
we turn our focus
36
97000
2000
richten we onze aandacht
01:54
to black holes and the promise they have,
37
99000
2000
op zwarte gaten en de belofte die ze inhouden,
01:56
because black holes can bang on space-time
38
101000
3000
omdat zwarte gaten op de ruimte-tijd kunnen bonken
01:59
like mallets on a drum
39
104000
2000
als drumsticks op een drum
02:01
and have a very characteristic song,
40
106000
2000
en een zeer karakteristiek ritme hebben,
02:03
which I'd like to play for you -- some of our predictions
41
108000
3000
en ik wil jullie graag laten horen
02:06
for what that song will be like.
42
111000
2000
hoe dat volgens onze voorspellingen zou klinken.
02:08
Now black holes are dark against a dark sky.
43
113000
3000
Nu zijn zwarte gaten donker tegen een donkere achtergrond.
02:11
We can't see them directly.
44
116000
2000
We kunnen ze niet direct zien.
02:13
They're not brought to us with light, at least not directly.
45
118000
3000
Via licht kunnen we ze niet waarnemen, toch niet rechtstreeks.
02:16
We can see them indirectly,
46
121000
2000
Onrechtstreeks wel,
02:18
because black holes wreak havoc on their environment.
47
123000
3000
omdat zwarte gaten hun omgeving verwoesten.
02:21
They destroy stars around them.
48
126000
2000
Ze vernietigen sterren om hen heen.
02:23
They churn up debris in their surroundings.
49
128000
3000
Ze smijten afvalbrokken rond in hun omgeving.
02:26
But they won't come to us directly through light.
50
131000
2000
Maar ze zullen nooit rechtstreeks te zien zijn.
02:28
We might one day see a shadow
51
133000
2000
Op een dag zien we misschien de schaduw die
02:30
a black hole can cast on a very bright background,
52
135000
3000
een zwart gat kan werpen op een zeer heldere achtergrond,
02:33
but we haven't yet.
53
138000
2000
maar dat is nog nooit voorgekomen.
02:35
And yet black holes may be heard
54
140000
2000
En toch kunnen zwarte gaten worden gehoord
02:37
even if they're not seen,
55
142000
2000
zelfs als ze niet worden gezien,
02:39
and that's because they bang on space-time like a drum.
56
144000
4000
en dat is omdat ze op de ruimte-tijd bonken. Nu hebben wij
02:43
Now we owe the idea that space can ring like a drum
57
148000
3000
het idee dat ruimte kan trillen als een trommel
02:46
to Albert Einstein -- to whom we owe so much.
58
151000
3000
aan Albert Einstein te danken, aan wie wij
02:49
Einstein realized that if space were empty,
59
154000
2000
zoveel hebben te danken. Einstein realiseerde zich dat
02:51
if the universe were empty,
60
156000
2000
als de ruimte leeg zou zijn, als het universum leeg was,
02:53
it would be like this picture,
61
158000
3000
het er zo zou uitzien
02:56
except for maybe without the helpful grid drawn on it.
62
161000
3000
hoewel misschien zonder dat behulpzame rooster.
02:59
But if we were freely falling through the space,
63
164000
3000
Maar als we vrij door de ruimte zouden vallen,
03:02
even without this helpful grid,
64
167000
2000
dan zouden zelfs zonder dat handige rooster
03:04
we might be able to paint it ourselves,
65
169000
2000
het misschien kunnen zelf kunnen natekenen,
03:06
because we would notice that we traveled along straight lines,
66
171000
3000
omdat we zouden merken dat we reisden langs rechte lijnen,
03:09
undeflected straight paths
67
174000
2000
ongebogen rechte paden
03:11
through the universe.
68
176000
2000
door het heelal.
03:13
Einstein also realized --
69
178000
2000
Einstein besefte ook --
03:15
and this is the real meat of the matter --
70
180000
2000
en hier gaat het om --
03:17
that if you put energy or mass in the universe,
71
182000
3000
dat als je energie of massa in het heelal brengt,
03:20
it would curve space,
72
185000
2000
het de ruimte zou krommen.
03:22
and a freely falling object
73
187000
2000
En als een vrij vallend voorwerp
03:24
would pass by, let's say, the Sun
74
189000
2000
langs, laten we zeggen, de zon zou passeren
03:26
and it would be deflected
75
191000
2000
zou het worden afgebogen
03:28
along the natural curves in the space.
76
193000
2000
langs de natuurlijke kromming van de ruimte.
03:30
It was Einstein's great general theory of relativity.
77
195000
4000
Dit was Einstein's geweldige algemene relativiteitstheorie.
03:34
Now even light will be bent by those paths.
78
199000
3000
Nu wordt zelfs licht door deze paden gekromd.
03:37
And you can be bent so much
79
202000
2000
En je kan zelfs zodanig worden gebogen,
03:39
that you're caught in orbit around the Sun,
80
204000
2000
dat je vast zit in een baan rond de zon,
03:41
as the Earth is, or the Moon around the Earth.
81
206000
2000
zoals de aarde, of zoals de maan rond de aarde.
03:43
These are the natural curves in space.
82
208000
3000
Dit zijn de natuurlijke krommingen in de ruimte.
03:46
What Einstein did not realize
83
211000
2000
Wat Einstein zich niet realiseerde
03:48
was that, if you took our Sun
84
213000
2000
was dat, als je onze zon nam
03:50
and you crushed it down to six kilometers --
85
215000
3000
en ze plette tot op een diameter van zes kilometer --
03:53
so you took a million times the mass of the Earth
86
218000
3000
je nam dus een miljoen keer de massa van de aarde
03:56
and you crushed it to six kilometers across,
87
221000
3000
en je plette dat tot zes kilometer weid,
03:59
you would make a black hole,
88
224000
2000
dat je een zwart gat zou krijgen:
04:01
an object so dense
89
226000
2000
een voorwerp zo dicht dat als licht
04:03
that if light veered too close, it would never escape --
90
228000
3000
te dichtbij kwam, het nooit meer zou kunnen ontsnappen --
04:06
a dark shadow against the universe.
91
231000
3000
een donkere schaduw tegen het universum.
04:09
It wasn't Einstein who realized this,
92
234000
2000
Het was niet Einstein die dat heeft ontdekt,
04:11
it was Karl Schwarzschild
93
236000
2000
maar Karl Schwarzchild.
04:13
who was a German Jew in World War I --
94
238000
2000
Hij was een Duitse jood in de Eerste Wereldoorlog --
04:15
joined the German army already an accomplished scientist,
95
240000
3000
die in het Duitse leger was toegetreden als een
04:18
working on the Russian front.
96
243000
3000
succesvolle wetenschapper en werkte aan het Russisch front.
04:21
I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches
97
246000
3000
Ik stel me Schwarzchild graag voor in de loopgraven,
04:24
calculating ballistic trajectories for cannon fire,
98
249000
4000
ballistische trajecten voor kanonnen berekenend,
04:28
and then, in between,
99
253000
2000
en dan, tussendoor, rekenend
04:30
calculating Einstein's equations --
100
255000
2000
aan de vergelijkingen van Einstein --
04:32
as you do in the trenches.
101
257000
2000
wat gemeengoed was in de loopgraven.
04:34
And he was reading Einstein's recently published
102
259000
2000
Hij las van Einstein's onlangs verschenen
04:36
general theory of relativity,
103
261000
2000
algemene relativiteitstheorie,
04:38
and he was thrilled by this theory.
104
263000
2000
en hij werd enthousiast door deze theorie.
04:40
And he quickly surmised
105
265000
2000
Hij vermoedde al snel
04:42
an exact mathematical solution
106
267000
2000
een exacte wiskundige oplossing
04:44
that described something very extraordinary:
107
269000
2000
die iets heel bijzonders beschreef:
04:46
curves so strong
108
271000
2000
zo'n sterke krommingen
04:48
that space would rain down into them,
109
273000
3000
dat ze de ruimte zelf konden oprollen,
04:51
space itself would curve like a waterfall
110
276000
2000
ruimte zelf zou krommen als een waterval
04:53
flowing down the throat of a hole.
111
278000
2000
stromend door de opening van een gat.
04:55
And even light could not escape this current.
112
280000
3000
En zelfs licht zou niet uit deze vloedgolf kunnen ontsnappen.
04:58
Light would be dragged down the hole
113
283000
2000
Licht zou in het gat worden geslurpt
05:00
as everything else would be,
114
285000
2000
zoals al de rest,
05:02
and all that would be left would be a shadow.
115
287000
2000
en er zou niets resteren dan een shaduw.
05:04
Now he wrote to Einstein,
116
289000
2000
Nu schreef hij aan Einstein,
05:06
and he said, "As you will see,
117
291000
2000
en zei: "Zoals u ziet,
05:08
the war has been kind to me enough.
118
293000
3000
is de oorlog aardig genoeg voor me geweest,
05:11
Despite the heavy gunfire,
119
296000
3000
ondanks het hevige artillerievuur.
05:14
I've been able to get away from it all
120
299000
2000
Ik ben in staat geweest hier even van weg te komen
05:16
and walk through the land of your ideas."
121
301000
3000
en rond te wandelen in de wereld van uw ideeën. "
05:19
And Einstein was very impressed with his exact solution,
122
304000
3000
Einstein was zeer onder de indruk van zijn exacte oplossing,
05:22
and I should hope also the dedication of the scientist.
123
307000
3000
en naar ik wil ook hopen ook van de toewijding van de wetenschapper.
05:25
This is the hardworking scientist under harsh conditions.
124
310000
3000
Dit is de archetypische hardwerkende wetenschapper die onder barre omstandigheden moet werken.
05:28
And he took Schwarzschild's idea
125
313000
2000
En hij legde de week erna Schwarzchild's idee voor
05:30
to the Prussian Academy of Sciences the next week.
126
315000
3000
aan de Pruisische Academie van Wetenschappen.
05:33
But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.
127
318000
3000
Maar Einstein dacht altijd aan zwarte gaten als
05:36
He did not believe they existed in nature.
128
321000
3000
een wiskundige curiositeit. Hij geloofde niet dat ze bestonden in de natuur.
05:39
He thought nature would protect us from their formation.
129
324000
3000
Hij dacht dat de natuur ons zou te beschermen tegen hun ontstaan.
05:42
It was decades
130
327000
2000
Pas decennia later
05:44
before the term "black hole" was coined
131
329000
2000
werd de term zwart gat bedacht
05:46
and people realized
132
331000
2000
en realiseerden mensen zich
05:48
that black holes are real astrophysical objects --
133
333000
2000
dat zwarte gaten echte astrofysische objecten zijn --
05:50
in fact they're the death state
134
335000
2000
in feite zijn ze de dode fase
05:52
of very massive stars
135
337000
2000
van zeer massieve sterren
05:54
that collapse catastrophically
136
339000
2000
die catastrofaal instorten
05:56
at the end of their lifetime.
137
341000
2000
aan het eind van hun levensduur.
05:58
Now our Sun will not collapse to a black hole.
138
343000
2000
Onze zon zal niet instorten tot een zwart gat.
06:00
It's actually not massive enough.
139
345000
2000
Ze heeft daar te weinig massa voor.
06:02
But if we did a little thought experiment --
140
347000
2000
Maar als we een klein gedachte-experiment --
06:04
as Einstein was very fond of doing --
141
349000
2000
zoals Einstein graag deed -- zouden doen
06:06
we could imagine
142
351000
2000
kunnen we ons voorstellen
06:08
putting the Sun crushed down to six kilometers,
143
353000
3000
dat we de Zon zouden pletten tot zes kilometer
06:11
and putting a tiny little Earth around it in orbit,
144
356000
3000
met een piepkleine Aarde rond haar in een baan,
06:14
maybe 30 kilometers
145
359000
2000
ongeveer 30 km
06:16
outside of the black-hole sun.
146
361000
3000
van de zwartgat-zon.
06:19
And it would be self-illuminated,
147
364000
2000
En ze zou uit zichzelf lichtgevend moeten zijn,
06:21
because now the Sun's gone, we have no other source of light --
148
366000
2000
want nu de zon weg is, hebben we geen andere lichtbron --
06:23
so let's make our little Earth self-illuminated.
149
368000
3000
dus laten we onze kleine aarde lichtgevend maken.
06:26
And you would realize you could put the Earth in a happy orbit
150
371000
2000
En je zou beseffen dat je de aarde
06:28
even 30 km
151
373000
2000
in een fijne baan van slechts 30 km
06:30
outside of this crushed black hole.
152
375000
3000
om dit geplette zwarte gat kon brengen.
06:33
This crushed black hole
153
378000
2000
Dit geplette zwarte gat zou
06:35
actually would fit inside Manhattan, more or less.
154
380000
2000
min of meer passen in Manhattan,
06:37
It might spill off into the Hudson a little bit
155
382000
2000
Misschien zou het wat overlopen in de Hudson
06:39
before it destroyed the Earth.
156
384000
2000
voordat het de aarde zou verwoesten.
06:41
But basically that's what we're talking about.
157
386000
2000
Maar dat is ruwweg waar we het over hebben.
06:43
We're talking about an object that you could crush down
158
388000
2000
We praten over een object dat je zou kunnen pletten tot
06:45
to half the square area of Manhattan.
159
390000
2000
de helft van het Manhattangebied.
06:47
So we move this Earth very close --
160
392000
2000
We brengen deze aarde zeer dichtbij --
06:49
30 kilometers outside --
161
394000
2000
op 30 km -- en we merken dat ze
06:51
and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.
162
396000
3000
zonder problemen in een baan rond het zwarte gat komt.
06:54
There's a sort of myth
163
399000
2000
Er is een soort van mythe
06:56
that black holes devour everything in the universe,
164
401000
2000
dat zwarte gaten alles in het universum opslokken,
06:58
but you actually have to get very close to fall in.
165
403000
3000
maar je moet er eigenlijk heel dichtbij komen om erin te vallen.
07:01
But what's very impressive is that, from our vantage point,
166
406000
3000
Maar wat erg indrukwekkend is dat, vanuit ons gezichtspunt,
07:04
we can always see the Earth.
167
409000
2000
we de Aarde altíjd kunnen zien.
07:06
It cannot hide behind the black hole.
168
411000
2000
Ze kan zich niet verschuilen achter het zwarte gat.
07:08
The light from the Earth, some of it falls in,
169
413000
2000
Het licht van de Aarde valt er deels in,
07:10
but some of it gets lensed around and brought back to us.
170
415000
3000
maar een ander deel ervan wordt errond 'gelensd' en terug naar ons gestuurd.
07:13
So you can't hide anything behind a black hole.
171
418000
2000
Je kunt niets verbergen achter een zwart gat.
07:15
If this were Battlestar Galactica
172
420000
2000
Als dit Battlestar Galactica was
07:17
and you're fighting the Cylons,
173
422000
2000
en je was aan het strijden tegen de Cylons,
07:19
don't hide behind the black hole.
174
424000
2000
ga je dan niet verschuilen achter een zwart gat.
07:21
They can see you.
175
426000
3000
Ze kunnen je nog altijd zien.
07:24
Now, our Sun will not collapse to a black hole --
176
429000
2000
Nu zal onze zon niet instorten tot een zwart gat;
07:26
it's not massive enough --
177
431000
2000
ze heeft niet genoeg massa,
07:28
but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.
178
433000
4000
maar er zijn tienduizenden zwarte gaten in ons melkwegstelsel.
07:32
And if one were to eclipse the Milky Way,
179
437000
3000
En indien een zwart gat de Melkweg zou overschaduwen,
07:35
this is what it would look like.
180
440000
2000
dan is dit hoe het eruit zou zien.
07:37
We would see a shadow of that black hole
181
442000
3000
We zouden een schaduw van dat zwarte gat zien
07:40
against the hundred billion stars
182
445000
2000
tegen de honderd miljard sterren
07:42
in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.
183
447000
3000
in de Melkweg en de lichtgevende stofwolken.
07:45
And if we were to fall towards this black hole,
184
450000
3000
En als we zouden vallen in de richting van dit zwart gat,
07:48
we would see all of that light lensed around it,
185
453000
3000
zouden we al dat licht eromheen gelensd zien,
07:51
and we could even start to cross into that shadow
186
456000
3000
en we zouden zelfs in die schaduw kunnen terechtkomen
07:54
and really not notice that anything dramatic had happened.
187
459000
3000
zonder door te hebben dat er iets dramatisch aan de hand was.
07:57
It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there
188
462000
3000
Het zou geen zin hebben onze raketten te ontsteken
08:00
because we couldn't,
189
465000
2000
om er uit weg te komen omdat het niet zou werken,
08:02
anymore than light can escape.
190
467000
2000
als zelfs licht niet kan ontsnappen.
08:04
But even though the black hole is dark from the outside,
191
469000
3000
Maar hoewel het zwarte gat van buiten donker is,
08:07
it's not dark on the inside,
192
472000
2000
is het niet donker aan de binnenkant, omdat al het licht
08:09
because all of the light from the galaxy can fall in behind us.
193
474000
3000
van het sterrenstelsel er achter ons aan in zou vallen.
08:12
And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,
194
477000
4000
En hoewel, als gevolg van het relativistische effect dat bekend
08:16
our clocks would seem to slow down
195
481000
3000
staat als tijdsdilatatie, onze klokken zouden lijken te vertragen
08:19
relative to galactic time,
196
484000
3000
ten opzichte van galactische tijd,
08:22
it would look as though the evolution of the galaxy
197
487000
3000
zou het lijken alsof de evolutie van de melkweg
08:25
had been sped up and shot at us,
198
490000
2000
werd versneld en naar ons toe werd geprojecteerd,
08:27
right before we were crushed to death by the black hole.
199
492000
3000
net voordat we worden doodgedrukt door het zwarte gat.
08:30
It would be like a near-death experience
200
495000
2000
Het zou als een bijna-doodervaring zijn
08:32
where you see the light at the end of the tunnel,
201
497000
2000
waar je het licht aan het eind van de tunnel ziet,
08:34
but it's a total death experience.
202
499000
2000
maar het is een totale doodervaring.
08:36
(Laughter)
203
501000
2000
(Gelach)
08:38
And there's no way of telling anybody
204
503000
2000
En er zou geen manier zijn om iets na te vertellen
08:40
about the light at the end of the tunnel.
205
505000
2000
van het licht aan het eind van de tunnel. Nu hebben we
08:42
Now we've never seen a shadow like this of a black hole,
206
507000
3000
nog nooit een schaduw als deze van een zwart gat
08:45
but black holes can be heard,
207
510000
2000
gezien, maar zwarte gaten kunnen gehoord worden,
08:47
even if they're not seen.
208
512000
2000
zelfs als ze niet gezien kunnen worden. Stel je nu
08:49
Imagine now taking an astrophysically realistic situation --
209
514000
4000
een astrofysisch realistische situatie voor --
08:53
imagine two black holes that have lived a long life together.
210
518000
3000
stel je twee zwarte gaten die een lange tijd samen
08:56
Maybe they started as stars
211
521000
2000
hebben doorgebracht. Misschien zijn ze begonnen als
08:58
and collapsed to two black holes --
212
523000
2000
sterren en in elkaar gestort tot twee zwarte gaten --
09:00
each one 10 times the mass of the Sun.
213
525000
3000
elk 10 keer de massa van de zon.
09:03
So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.
214
528000
3000
Die gaan we nu pletten tot ze 60 km breed zijn.
09:06
They can be spinning
215
531000
2000
Ze kunnen honderden keren
09:08
hundreds of times a second.
216
533000
2000
per seconde ronddraaien.
09:10
At the end of their lives,
217
535000
2000
Aan het eind van hun leven gaan ze ,
09:12
they're going around each other very near the speed of light.
218
537000
3000
om elkaar heendraaien met bijna de snelheid van het licht.
09:15
So they're crossing thousands of kilometers
219
540000
2000
Ze leggen zo duizenden kilometers af
09:17
in a fraction of a second,
220
542000
2000
in een fractie van een seconde.
09:19
and as they do so, they not only curve space,
221
544000
2000
En zo krommen zij niet alleen de ruimte,
09:21
but they leave behind in their wake
222
546000
2000
maar veroorzaken in hun kielzog
09:23
a ringing of space,
223
548000
2000
een ruimtetrilling,
09:25
an actual wave on space-time.
224
550000
2000
een echte ruimte-tijdgolf.
09:27
Space squeezes and stretches
225
552000
2000
Ruimte krimpt en rekt zich
09:29
as it emanates out from these black holes
226
554000
2000
wanneer ze uitgaat van deze zwarte gaten
09:31
banging on the universe.
227
556000
2000
die bonken op het universum.
09:33
And they travel out into the cosmos
228
558000
2000
En deze golven reizen de kosmos in
09:35
at the speed of light.
229
560000
2000
met de snelheid van het licht.
09:37
This computer simulation
230
562000
2000
Deze computersimulatie is gemaakt door
09:39
is due to a relativity group at NASA Goddard.
231
564000
3000
een relativiteitstheoriegroep bij NASA Goddard.
09:42
It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.
232
567000
3000
Het duurde bijna 30 jaar voor iemand in de wereld
09:45
This was one of the groups.
233
570000
2000
dit probleem kon oplossen. Dit is het resultaat van één groep.
09:47
It shows two black holes in orbit around each other,
234
572000
2000
Het toont twee zwarte gaten in een baan om elkaar heen,
09:49
again, with these helpfully painted curves.
235
574000
2000
opnieuw, met deze hulpzame geschilderde curves.
09:51
And if you can see -- it's kind of faint --
236
576000
3000
En je kunt zien -- het is nogal zwak --
09:54
but if you can see the red waves emanating out,
237
579000
3000
maar de rode golven die je ziet uitwaaieren,
09:57
those are the gravitational waves.
238
582000
2000
zijn de gravitatiegolven. Ze zijn letterlijk
09:59
They're literally the sounds of space ringing,
239
584000
3000
de geluiden van de ringende ruimte,
10:02
and they will travel out from these black holes at the speed of light
240
587000
2000
en ze komen uit deze zwarte gaten aan de snelheid
10:04
as they ring down and coalesce
241
589000
3000
van het licht terwijl ze trillen en uiteindelijk samensmelten
10:07
to one spinning, quiet black hole
242
592000
2000
tot één roterend en rustig
10:09
at the end of the day.
243
594000
2000
zwart gat.
10:11
If you were standing near enough,
244
596000
2000
Als je dicht genoeg zou staan,
10:13
your ear would resonate
245
598000
2000
zou je oor resoneren
10:15
with the squeezing and stretching of space.
246
600000
2000
met het krimpen en rekken van de ruimte.
10:17
You would literally hear the sound.
247
602000
2000
Je zou het geluid letterlijk horen.
10:19
Now of course, your head would be squeezed and stretched unhelpfully,
248
604000
4000
Nu zou natuurlijk ook je hoofd hinderlijk gaan krimpen en rekken,
10:23
so you might have trouble understanding what's going on.
249
608000
3000
dus je zou moeite kunnen hebben om te begrijpen wat er gaande is.
10:26
But I'd like to play for you
250
611000
2000
Maar ik zou u graag laten horen hoe het geluid,
10:28
the sound that we predict.
251
613000
2000
zoals wij dat voorspellen, zou klinken.
10:30
This is from my group --
252
615000
2000
Dit komt van mijn groep --
10:32
a slightly less glamorous computer modeling.
253
617000
3000
een iets minder glamoureus computermodel.
10:35
Imagine a lighter black hole
254
620000
2000
Stel je een lichter zwart gat voor
10:37
falling into a very heavy black hole.
255
622000
2000
dat valt in een zeer zwaar zwart gat.
10:39
The sound you're hearing
256
624000
2000
Het geluid dat jullie horen
10:41
is the light black hole banging on space
257
626000
3000
is het lichte zwarte gat dat op de ruimte bonkt
10:44
each time it gets close.
258
629000
2000
elke keer dat het dicht bij het andere gat komt.
10:46
If it gets far away, it's a little too quiet.
259
631000
3000
Als het ver weg gaat, is het een beetje te stil.
10:49
But it comes in like a mallet,
260
634000
2000
Maar het slaat als een drumstok,
10:51
and it literally cracks space,
261
636000
2000
en het scheurt letterlijk de ruimte,
10:53
wobbling it like a drum.
262
638000
2000
laat haar trillen als een drum.
10:55
And we can predict what the sound will be.
263
640000
3000
En we kunnen voorspellen hoe dat geluid zal zijn.
10:58
We know that, as it falls in,
264
643000
2000
We weten dat terwijl het zwarte gat naar binnen valt
11:00
it gets faster and it gets louder.
265
645000
2000
het geluid sneller en luider wordt.
11:02
And eventually,
266
647000
2000
En uiteindelijk, horen we dat
11:04
we're going to hear the little guy just fall into the bigger guy.
267
649000
3000
het kleine gewoon op het grotere neerstort.
11:07
(Thumping)
268
652000
17000
(Kloppend geluid)
11:24
Then it's gone.
269
669000
2000
Dan is het weg. Zo luid heb ik
11:26
Now I've never heard it that loud -- it's actually more dramatic.
270
671000
2000
het nog nooit gehoord -- het is hier eigenlijk
11:28
At home it sounds kind of anticlimactic.
271
673000
2000
veel dramatischer. Thuis klinkt het ietwat
11:30
It's sort of like ding, ding, ding.
272
675000
2000
anticlimactisch. Een beetje als als ding, ding, ding.
11:32
This is another sound from my group.
273
677000
4000
Dit is een ander geluid van mijn groep.
11:36
No, I'm not showing you any images,
274
681000
2000
Nee, ik laat jullie geen afbeeldingen zien,
11:38
because black holes don't leave behind
275
683000
2000
omdat zwarte gaten
11:40
helpful trails of ink,
276
685000
2000
geen nuttige inktsporen nalaten,
11:42
and space is not painted,
277
687000
2000
en ook geen
11:44
showing you the curves.
278
689000
2000
ruimtekrommingen laten zien.
11:46
But if you were to float by in space on a space holiday
279
691000
2000
Maar als je op een vakantie door de ruimte
11:48
and you heard this,
280
693000
2000
zou rondzweven en je dit hoorde,
11:50
you want to get moving.
281
695000
2000
kun je je beter uit de voeten maken.
11:52
(Laughter)
282
697000
2000
(Gelach)
11:54
Want to get away from the sound.
283
699000
2000
Weg van het geluid.
11:56
Both black holes are moving.
284
701000
2000
Beide zwarte gaten zijn in beweging.
11:58
Both black holes are getting closer together.
285
703000
3000
Beide zwarte gaten komen dichter bij elkaar.
12:01
In this case, they're both wobbling quite a lot.
286
706000
3000
In dit geval gaan ze beiden trillen.
12:04
And then they're going to merge.
287
709000
2000
En dan versmelten.
12:06
(Thumping)
288
711000
8000
(Kloppend geluid)
12:14
Now it's gone.
289
719000
2000
En dan is het weg.
12:16
Now that chirp is very characteristic of black holes merging --
290
721000
3000
Dit soort krekelgeluid is zeer karakteristiek voor fuserende
12:19
that it chirps up at the end.
291
724000
3000
zwarte gaten -- de toon gaat aan het einde omhoog.
12:22
Now that's our prediction
292
727000
2000
Nu is dat onze voorspelling
12:24
for what we'll see.
293
729000
2000
voor wat we zullen zien.
12:26
Luckily we're at this safe distance in Long Beach, California.
294
731000
2000
Gelukkig zijn we in Long Beach, Californië op veilige afstand.
12:28
And surely, somewhere in the universe
295
733000
2000
En zeker zijn ergens in het heelal
12:30
two black holes have merged.
296
735000
2000
twee zwarte gaten gefuseerd.
12:32
And surely, the space around us
297
737000
2000
En de ruimte om ons heen,
12:34
is ringing
298
739000
2000
weergalmt die fusie
12:36
after traveling maybe a million light years, or a million years,
299
741000
3000
na een reis van misschien wel een miljoen lichtjaar, ofwel een miljoen jaar
12:39
at the speed of light to get to us.
300
744000
3000
tegen lichtsnelheid.
12:42
But the sound is too quiet for any of us to ever hear.
301
747000
3000
Maar het geluid is te zacht voor ons om het ooit te horen.
12:45
There are very industrious experiments being built on Earth --
302
750000
3000
Zeer ingenieuze experimenten worden op Aarde opgezet --
12:48
one called LIGO --
303
753000
2000
waaronder één genaamd LIGO -
12:50
which will detect deviations
304
755000
2000
die afwijkingen in het krimpen en rekken
12:52
in the squeezing and stretching of space
305
757000
3000
van de ruimte zullen detecteren
12:55
at less than the fraction of a nucleus of an atom
306
760000
3000
op minder dan de fractie van een kern of een atoom
12:58
over four kilometers.
307
763000
2000
over een afstand van vier kilometer.
13:00
It's a remarkably ambitious experiment,
308
765000
2000
Het is een opmerkelijk ambitieus experiment --
13:02
and it's going to be at advanced sensitivity
309
767000
2000
en het gaat binnen de komende paar jaar nog merkelijker
13:04
within the next few years -- to pick this up.
310
769000
3000
gevoeliger worden -- om dit signaal waar te nemen.
13:07
There's also a mission proposed for space,
311
772000
2000
Er is ook een ruimtemissie, LISA genaamd, voorgesteld
13:09
which hopefully will launch in the next ten years,
312
774000
2000
die hopelijk in de komende tien jaar
13:11
called LISA.
313
776000
2000
van start zal gaan.
13:13
And LISA will be able to see super-massive black holes --
314
778000
3000
En LISA zal in staat zijn om superzware zwarte gaten te zien --
13:16
black holes millions or billions of times
315
781000
3000
zwarte gaten met miljoenen of zelfs miljarden keren
13:19
the mass of the Sun.
316
784000
2000
de massa van de Zon.
13:21
In this Hubble image, we see two galaxies.
317
786000
3000
In dit Hubble beeld zien we twee sterrenstelsels.
13:24
They look like they're frozen in some embrace.
318
789000
3000
Ze zien eruit als in een bevroren omarming.
13:27
And each one probably harbors
319
792000
2000
En elk herbergt waarschijnlijk
13:29
a super-massive black hole at its core.
320
794000
3000
een super-massief zwart gat in zijn kern.
13:32
But they're not frozen;
321
797000
2000
Maar ze zijn niet bevroren,
13:34
they're actually merging.
322
799000
2000
eigenlijk zijn ze aan het fuseren.
13:36
These two black holes are colliding,
323
801000
2000
Deze twee zwarte gaten naderen elkaar, en zij zullen
13:38
and they will merge over a billion-year time scale.
324
803000
3000
over een tijdschaal van een miljard jaar fuseren.
13:41
It's beyond our human perception
325
806000
2000
Het ligt buiten de mogelijkheden van onze menselijke
13:43
to pick up a song of that duration.
326
808000
3000
waarneming om een lied van die duur op te nemen.
13:46
But LISA could see the final stages
327
811000
2000
Maar LISA zou de laatste fasen
13:48
of two super-massive black holes
328
813000
2000
van twee superzware zwarte gaten
13:50
earlier in the universe's history,
329
815000
2000
eerder in de geschiedenis van het universum kunnen zien:
13:52
the last 15 minutes before they fall together.
330
817000
3000
de laatste 15 minuten voordat ze samenvallen.
13:55
And it's not just black holes,
331
820000
2000
En het zijn niet alleen zwarte gaten,
13:57
but it's also any big disturbance in the universe --
332
822000
3000
maar het kan ook met elke grote verstoring in het heelal --
14:00
and the biggest of them all is the Big Bang.
333
825000
2000
en de grootste van allemaal is de oerknal.
14:02
When that expression was coined, it was derisive --
334
827000
3000
Toen die uitdrukking, de "Big Bang" werd bedacht, was het schertsend bedoeld --
14:05
like, "Oh, who would believe in a Big Bang?"
335
830000
2000
"Och, wie zou in een Big Bang geloven?"
14:07
But now it actually might be more technically accurate
336
832000
2000
Maar nu zou het best een technisch nauwkeurige term kunnen zijn,
14:09
because it might bang.
337
834000
2000
omdat het misschien wel knalt;
14:11
It might make a sound.
338
836000
2000
het zou een geluid kunnen maken.
14:13
This animation from my friends at Proton Studios
339
838000
3000
Deze animatie van mijn vrienden bij Proton Studios
14:16
shows looking at the Big Bang from the outside.
340
841000
2000
laat ons van de buitenkant naar de Oerknal kijken. We zouden
14:18
We don't ever want to do that actually. We want to be inside the universe
341
843000
3000
dat nooit in het echt willen doen; we willen binnen het universum
14:21
because there's no such thing as standing outside the universe.
342
846000
3000
blijven, want buiten het heelal gaan staan is nu eenmaal onmogelijk.
14:24
So imagine you're inside the Big Bang.
343
849000
2000
Dus, stel je voor dat je binnenin de Oerknal bent.
14:26
It's everywhere, it's all around you,
344
851000
2000
Hij is overal, helemaal om je heen,
14:28
and the space is wobbling chaotically.
345
853000
2000
en de ruimte wiebelt chaotisch.
14:30
Fourteen billion years pass
346
855000
2000
14 miljard jaar gaan voorbij
14:32
and this song is still ringing all around us.
347
857000
3000
en dit lied klinkt nog steeds overal om ons heen.
14:35
Galaxies form,
348
860000
2000
Sterrenstelsels vormen zich, en generaties
14:37
and generations of stars form in those galaxies,
349
862000
2000
van sterren ontstaan in deze sterrenstelsels.
14:39
and around one star,
350
864000
2000
En rond een ster,
14:41
at least one star,
351
866000
2000
ten minste één ster,
14:43
is a habitable planet.
352
868000
2000
is een bewoonbare planeet. En hier zijn we fanatiek
14:45
And here we are frantically building these experiments,
353
870000
3000
bezig met het bouwen van deze experimenten, zijn we deze berekeningen
14:48
doing these calculations, writing these computer codes.
354
873000
2000
aan het doen, deze computercodes aan het schrijven.
14:50
Imagine a billion years ago,
355
875000
3000
Stellen jullie zich voor dat een miljard
14:53
two black holes collided.
356
878000
2000
jaar geleden twee zwarte gaten botsten.
14:55
That song has been ringing through space
357
880000
2000
Dat geluid klinkt al
14:57
for all that time.
358
882000
2000
zolang door de ruimte.
14:59
We weren't even here.
359
884000
2000
We waren hier toen nog niet eens.
15:01
It gets closer and closer --
360
886000
2000
Het komt dichter en dichter --
15:03
40,000 years ago, we're still doing cave paintings.
361
888000
2000
40.000 jaar geleden waren we nog bezig met grotschilderingen.
15:05
It's like hurry, build your instruments.
362
890000
2000
Het is als: "Snel, snel, begin instrumenten te bouwen.".
15:07
It's getting closer and closer, and in 20 ...
363
892000
3000
Het komt dichter en dichter bij en in 20xx,
15:10
whatever year it will be
364
895000
2000
ongeacht welk jaar, zullen
15:12
when our detectors are finally at advanced sensitivity --
365
897000
2000
onze detectoren eindelijk gevoelig genoeg zijn --
15:14
we'll build them, we'll turn on the machines
366
899000
2000
we zullen ze bouwen en aanzetten
15:16
and, bang, we'll catch it -- the first song from space.
367
901000
3000
en bang, we vangen het eerste lied uit de ruimte op.
15:19
If it was the Big Bang we were going to pick up,
368
904000
2000
Als het de Oerknal zou zijn,
15:21
it would sound like this.
369
906000
2000
zou hij zo klinken.
15:23
(Static) It's a terrible sound.
370
908000
3000
(Ruis) Het is een vreselijk geluid.
15:26
It's literally the definition of noise.
371
911000
2000
Het is letterlijk de definitie van ruis.
15:28
It's white noise; it's such a chaotic ringing.
372
913000
2000
Het is witte ruis, het is zo'n chaotisch geluid.
15:30
But it's around us everywhere, presumably,
373
915000
3000
Maar het is overal om ons heen, vermoedelijk,
15:33
if it hasn't been wiped out
374
918000
2000
als het niet is uitgewist
15:35
by some other process in the universe.
375
920000
2000
door een ander proces in het universum.
15:37
And if we pick it up, it will be music to our ears
376
922000
3000
En als we het oppikken, zal het als muziek in onze
15:40
because it will be the quiet echo
377
925000
2000
oren klinken, want het zal de stille echo zijn
15:42
of that moment of our creation,
378
927000
2000
van het moment van de schepping,
15:44
of our observable universe.
379
929000
2000
van ons waarneembare universum.
15:46
So within the next few years,
380
931000
2000
Dus in de komende jaren,
15:48
we'll be able to turn up the soundtrack a little bit,
381
933000
3000
kunnen we de volumeknop van de soundtrack een beetje
15:51
render the universe in audio.
382
936000
3000
meer opendraaien en het universum in audio weergeven.
15:54
But if we detect those earliest moments,
383
939000
3000
Maar als we die eerste momenten ontdekken,
15:57
it'll bring us that much closer
384
942000
2000
zal ons dat veel dichter brengen
15:59
to an understanding of the Big Bang,
385
944000
2000
bij een goed begrip van de oerknal,
16:01
which brings us that much closer
386
946000
3000
en die brengt ons dan veel dichter bij het stellen
16:04
to asking some of the hardest, most elusive, questions.
387
949000
3000
van enkele van de moeilijkste en meest ongrijpbare vragen.
16:07
If we run the movie of our universe backwards,
388
952000
3000
Als wij de film van ons universum terug laten lopen,
16:10
we know that there was a Big Bang in our past,
389
955000
3000
weten wij dat er een Oerknal was in ons verleden,
16:13
and we might even hear the cacophonous sound of it,
390
958000
4000
en we zouden zelfs het kakofonische geluid ervan kunnen horen,
16:17
but was our Big Bang the only Big Bang?
391
962000
2000
maar was onze Oerknal de enige oerknal?
16:19
I mean we have to ask, has it happened before?
392
964000
3000
Ik bedoel: we moeten ons toch afvragen of het al eerder is gebeurd?
16:22
Will it happen again?
393
967000
2000
Zal het misschien opnieuw gebeuren?
16:24
I mean, in the spirit of rising to TED's challenge
394
969000
3000
Ik bedoel, om tegemoet te komen aan TED's uitdaging
16:27
to reignite wonder,
395
972000
2000
om ons terug gevoel te geven voor het wonderbaarlijke,
16:29
we can ask questions, at least for this last minute,
396
974000
3000
kunnen we vragen stellen, althans deze laatste minuut,
16:32
that honestly might evade us forever.
397
977000
2000
die eerlijk gezegd onze mogelijkheden altijd te boven zullen gaan.
16:34
But we have to ask:
398
979000
2000
Maar we moeten het ons afvragen:
16:36
Is it possible that our universe
399
981000
2000
Is het mogelijk dat ons universum slechts
16:38
is just a plume off of some greater history?
400
983000
3000
een onderdeel van een grotere geschiedenis is?
16:41
Or, is it possible that we're just a branch off of a multiverse --
401
986000
4000
Of, is het mogelijk dat we gewoon een aftakking van een multiversum zijn--
16:45
each branch with its own Big Bang in its past --
402
990000
4000
elke tak met zijn eigen Oerknal in het verleden --
16:49
maybe some of them with black holes playing drums,
403
994000
2000
sommige daarvan misschien ook met hun getrommel van zwarte gaten,
16:51
maybe some without --
404
996000
2000
sommige misschien zonder --
16:53
maybe some with sentient life, and maybe some without --
405
998000
3000
sommige misschien met bewust leven, en misschien sommige zonder --
16:56
not in our past, not in our future,
406
1001000
2000
niet in ons verleden, niet in onze toekomst,
16:58
but somehow fundamentally connected to us?
407
1003000
3000
maar op een of andere manier fundamenteel verbonden met ons?
17:01
So we have to wonder, if there is a multiverse,
408
1006000
2000
Dus we moeten afvragen, of er een multiversum is,
17:03
in some other patch of that multiverse,
409
1008000
2000
en of, in een ander deel van dat multiversum,
17:05
are there creatures?
410
1010000
2000
er levende wezens bestaan?
17:07
Here's my multiverse creatures.
411
1012000
2000
Hier zijn mijn multiversum wezens.
17:09
Are there other creatures in the multiverse,
412
1014000
2000
Zijn er andere wezens in dat multiversum,
17:11
wondering about us
413
1016000
2000
die nadenken over ons
17:13
and wondering about their own origins?
414
1018000
3000
en zich vragen stellen over hun eigen afkomst?
17:16
And if they are,
415
1021000
2000
En als ze er zijn,
17:18
I can imagine them as we are,
416
1023000
3000
kan ik me voorstellen dat ze zoals wij,
17:21
calculating, writing computer code,
417
1026000
2000
rekenen, computercode schrijven,
17:23
building instruments,
418
1028000
2000
instrumenten bouwen en
17:25
trying to detect that faintest sound
419
1030000
3000
proberen die oh zo zwakke geluiden
17:28
of their origins
420
1033000
2000
van hun oorsprong te detecteren
17:30
and wondering who else is out there.
421
1035000
2000
en zich afvragen wie er daarbuiten nog meer is.
17:32
Thank you. Thank you.
422
1037000
3000
Dank u. Dank u.
17:35
(Applause)
423
1040000
2000
(Applaus)
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