Serious Play 2008
George Smoot: The design of the universe
Джордж Смут о строении вселенной
Filmed:
Readability: 3.6
2,187,714 views
На конференции "Серьезная Игра 2008", астрофизик Джордж Смут показал новые ошеломляющие изображения, полученные в результате наблюдений за дальним космосом, и наталкивает нас на размышление о том, как космос, с его гигантской паутиной темной материи и загадочной зияющей пустотой, оказался таким образом построен.
George Smoot - Astrophysicist
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Astrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,
0
0
4000
Я подумал о том, как немного изменить ваш взгляд на мир
00:20
and showing you some of the designs that we have in nature.
1
4000
3000
и показать вам некоторые конструкции, которые существуют в природе.
00:23
And so, I have my first slide to talk about
2
7000
4000
Итак, на первом слайде мы поговорим
00:27
the dawning of the universe and what I call
3
11000
3000
о зарождении вселенной, и как я называю,
00:30
the cosmic scene investigation, that is, looking at
4
14000
2000
космическое место расследования, то есть, осмотр
00:32
the relics of creation and inferring what happened at the beginning,
5
16000
4000
остатков создания и предположений о том, что произошло в начале,
00:36
and then following it up and trying to understand it.
6
20000
3000
а затем, пронаблюдать и постараться это понять.
00:39
And so one of the questions that I asked you is,
7
23000
2000
Один из вопросов, который я хочу вам задать
00:41
when you look around, what do you see?
8
25000
2000
Что вы видите, когда смотрите вокруг себя?
00:43
Well, you see this space that's created by designers
9
27000
4000
Вы видите пространство, созданное конструкторами
00:47
and by the work of people, but what you actually see
10
31000
4000
и людским трудом, но на самом деле, то что вы видите
00:51
is a lot of material that was already here,
11
35000
2000
это материалы, которые уже здесь были,
00:53
being reshaped in a certain form.
12
37000
2000
и которые изменили для придания им определенной формы.
00:55
And so the question is: how did that material get here?
13
39000
3000
И вопрос состоит в том, а каким образом этот материал попал сюда?
00:58
How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?
14
42000
3000
Как он приобрел ту форму, которая у него была прежде чем его видоизменили?
01:01
It's a question of what's the continuity?
15
45000
3000
Вопрос в том, что такое целостность?
01:04
So one of the things I look at is,
16
48000
2000
Итак, одно из того, что я рассмотрел, это то
01:06
how did the universe begin and shape?
17
50000
2000
как вселенная началась и сформировалась.
01:08
What was the whole process in the creation and the evolution of the universe
18
52000
4000
Каков был процесс создания и эволюции вселенной на ее пути
01:12
to getting to the point that we have these kinds of materials?
19
56000
2000
к достижению всех этих видов материалов?
01:14
So that's sort of the part, and let me move on then and show you
20
58000
4000
А теперь позвольте мне показать вам
01:18
the Hubble Ultra Deep Field.
21
62000
2000
снимок Области Сверхдальнего Обзора Хаббла.
01:20
If you look at this picture,
22
64000
2000
Если вы посмотрите на эту фотографию,
01:22
what you will see is a lot of dark with some light objects in it.
23
66000
4000
вы увидете множество темноты и немного светлых объектов.
01:26
And everything but -- four of these light objects are stars,
24
70000
2000
Четыре из этих объектов являются звездами
01:28
and you can see them there -- little pluses.
25
72000
2000
они видны в виде маленьких плюсов.
01:30
This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?
26
74000
5000
Вот это звезда, и это звезда, а все остальное - галактика.
01:35
So there's a couple of thousand galaxies
27
79000
2000
Здесь пара тысяч галактик,
01:37
you can see easily with your eye in here.
28
81000
3000
вы их легко можете увидеть собственными глазами.
01:40
And when I look out at particularly this galaxy,
29
84000
2000
И когда я вглядываюсь именно в эту галактику,
01:42
which looks a lot like ours, I wonder if there's
30
86000
2000
которая очень похожа на нашу, мне интересно,
01:44
an art design college conference going on,
31
88000
3000
проходят ли там совещания коллег по художественному дизайну
01:47
and intelligent beings there are thinking about, you know,
32
91000
3000
и разумных созданий, обдумывающих какие
01:50
what designs they might do, and there might be a few cosmologists
33
94000
3000
конструкции они могли бы создать, и может быть, там есть несколько космологов
01:53
trying to understand where the universe itself came from,
34
97000
2000
пытающихся понять откуда вселенная появилась,
01:55
and there might even be some in that galaxy looking at ours
35
99000
2000
и может быть даже некоторые из той галактики смотрят на нашу
01:57
trying to figure out what's going on over here.
36
101000
2000
стараясь разобраться в том, а что же здесь происходит.
01:59
But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,
37
103000
3000
Но существует множество галактик, и некоторые из них близко,
02:02
and they're kind of the color of the Sun,
38
106000
1000
и они такого цвета, как Солнце,
02:03
and some are further away and they're a little bluer, and so forth.
39
107000
3000
а некоторые находятся дальше, и они немного более синего цвета и так далее.
02:06
But one of the questions is -- this should be, to you --
40
110000
4000
Но один из вопросов, который обращен к вам -
02:10
how come there are so many galaxies?
41
114000
2000
Почему существует столько много галактик?
02:12
Because this represents a very clean fraction of the sky.
42
116000
2000
Ведь это представляет четкий участок неба,
02:14
This is only 1,000 galaxies.
43
118000
2000
в которой только 1000 галактик.
02:16
We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,
44
120000
3000
Мы думаем, что существует порядка -- видимых телескопу «Хаббла»
02:19
if you had the time to scan it around --
45
123000
2000
если найти время просканировать --
02:21
about 100 billion galaxies. Right?
46
125000
2000
100 миллиардов галактик.
02:23
It's a very large number of galaxies.
47
127000
2000
Это очень большое количество галактик.
02:25
And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.
48
129000
3000
И это примерно столько, сколько звезд в нашей собственной галактике.
02:28
But when you look at some of these regions like this, you'll see
49
132000
2000
Но если посмотреть на некоторые из этих участков, то видно
02:30
more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.
50
134000
3000
больше галактик чем звезд, что является головоломкой.
02:33
So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,
51
137000
6000
Вопрос, который должен придти вам в голову, это то какую конструкцию вы знаете,
02:39
what kind of creative process and what kind of design
52
143000
2000
какой созидательный процесс и какая процедура
02:41
produced the world like that?
53
145000
2000
может произвести такой мир?
02:43
And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.
54
147000
2000
А потом я вам покажу, что на самом деле, все это гораздо сложнее.
02:45
We're going to try and follow it up.
55
149000
2000
Мы постараемся проследить.
02:47
We have a tool that actually helps us out in this study,
56
151000
3000
У нас есть инструмент, который помогает нам в нашем изучении,
02:50
and that's the fact that the universe is so incredibly big
57
154000
3000
и так как вселенная невероятно большая,
02:53
that it's a time machine, in a certain sense.
58
157000
3000
он, в каком-то смысле, машина времени.
02:56
We draw this set of nested spheres cut away so you see it.
59
160000
3000
Мы нарисовали несколько срезанных вложенных сфер, что бы вы смогли увидеть.
02:59
Put the Earth at the center of the nested spheres,
60
163000
2000
Разместили Землю в центре сложенных сфер,
03:01
just because that's where we're making observations.
61
165000
2000
просто потому что отсюда происходят наблюдения.
03:03
And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon
62
167000
3000
Луна всего в двух секундах, то есть если ее сфотографировать
03:06
using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.
63
170000
3000
при помощи простого света, то получится снимок луны, какой она была 2 секунды назад, это не особо важно.
03:09
Two seconds is like the present.
64
173000
2000
Две секунды - это почти что сейчас.
03:11
The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,
65
175000
3000
Солнце в восьми минутах от нас. Это тоже не особо важно, правда,
03:14
unless there's solar flares coming then you want to get out the way.
66
178000
2000
если, конечно, не солнечные вспышки. Тогда надо убираться.
03:16
You'd like to have a little advance warning.
67
180000
2000
Вам бы не помешало предупреждение за раннее.
03:18
But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.
68
182000
3000
Тогда вы направляетесь к Юпитеру, который в 40 минутах, что является проблемой.
03:21
You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars
69
185000
2000
Вы слышали о Марсе. Но с Марсом трудно связаться
03:23
because it takes light long enough to go there.
70
187000
3000
потому что свету требуется довольно много времени, что бы туда добраться.
03:26
But if you look out to the nearest set of stars,
71
190000
3000
Но если вы присмотритесь к ближайшим звездам,
03:29
to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.
72
193000
3000
которых приблизительно 40 или 50, то до них 10 лет.
03:32
So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.
73
196000
3000
Так что если сфотографировать происходящее, то это 10 лет назад.
03:35
But you go and look to the center of the galaxy,
74
199000
2000
Но если посмотреть в центр галактики,
03:37
it's thousands of years ago.
75
201000
1000
то это тысяча лет назад.
03:38
If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,
76
202000
3000
Если же посмотреть на ближайшую большую галактику Андромеду,
03:41
and it's two million years ago.
77
205000
1000
то это будет миллион лет назад.
03:42
If you took a picture of the Earth two million years ago,
78
206000
2000
Если вы посмотрите на изображение Земли два миллиона лет назад,
03:44
there'd be no evidence of humans at all,
79
208000
2000
то там нет никаких признаков людей,
03:46
because we don't think there were humans yet.
80
210000
2000
так как мы думаем, что их еще не было.
03:48
I mean, it just gives you the scale.
81
212000
2000
Вобщем, это дает масштабы.
03:50
With the Hubble Space Telescope, we're looking at
82
214000
2000
С телескопом "Хаббла" мы видим
03:52
hundreds of millions of years to a billion years.
83
216000
2000
от сотни миллионов до миллиардов лет.
03:54
But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --
84
218000
5000
Но если бы мы смогли придумать как видеть дальше --
03:59
there's some things even further,
85
223000
1000
есть вещи которые находятся еще дальше,
04:00
and that was what I did in a lot of my work,
86
224000
2000
и именно этим я занимался в большинстве моих работ,
04:02
was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier
87
226000
4000
разработка техник, с помощью которых можно заглянуть в прошлое еще дальше,
04:06
epochs before there were stars and before there were galaxies,
88
230000
2000
в эпохи, до того. как появились звезды и галактики,
04:08
back to when the universe was hot and dense and very different.
89
232000
4000
когда вселенная была горячей, плотной и совсем другой.
04:12
And so that's the sort of sequence,
90
236000
2000
Как бы в таком порядке,
04:14
and so I have a more artistic impression of this.
91
238000
2000
у меня есть более художественное изображение этого.
04:16
There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,
92
240000
3000
В середине находится галактика Млечный Путь,
04:19
and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,
93
243000
3000
вокруг нее находятся ближние галактики,
04:22
and there's a sphere that marks the different times.
94
246000
2000
а сферы обозначают разное время.
04:24
And behind that are some more modern galaxies.
95
248000
2000
Позади находятся более молодые галактики.
04:26
You see the whole big picture?
96
250000
2000
Вам видна полная картина?
04:28
The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?
97
252000
3000
Начало времени смешное - оно находится снаружи, так ведь?
04:31
And then there's a part of the universe we can't see
98
255000
2000
Еще есть часть Вселенной, которая нам не видна,
04:33
because it's so dense and so hot, light can't escape.
99
257000
3000
так как она настолько горячая и плотная, что свет на может вырватся.
04:36
It's like you can't see to the center of the Sun;
100
260000
2000
Это точно так, как не видно центра Солнца,
04:38
you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.
101
262000
3000
нужно использовать другие приемы. что бы узнать что происходить внутри солнца.
04:41
But you can see the edge of the Sun,
102
265000
1000
Но края Солнца вам видны,
04:42
and the universe gets that way, and you can see that.
103
266000
2000
и, как видите, со Вселенной примерно также.
04:44
And then you see this sort of model area around the outside,
104
268000
4000
Вокруг изображена модель наружного пространства,
04:48
and that is the radiation coming from the Big Bang,
105
272000
3000
и это излучение, исходящая от Большого взрыва,
04:51
which is actually incredibly uniform.
106
275000
2000
которая, кстати, невероятно равномерна.
04:53
The universe is almost a perfect sphere,
107
277000
2000
Вселенная - это почти идеальная сфера,
04:55
but there are these very tiny variations
108
279000
2000
но существуют очень маленькие вариации,
04:57
which we show here in great exaggeration.
109
281000
3000
которые видны здесь с большим приувеличением.
05:00
And from them in the time sequence we're going to have to go
110
284000
4000
Мы пойдем от них по временному порядку
05:04
from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars
111
288000
4000
от этих незначительных неоднородностей к нерегулярным галактикам и первым звездам
05:08
to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.
112
292000
4000
до более усовершенствованных галактик, и наконец, до Солнечной системы, и так далее.
05:12
So it's a big design job,
113
296000
3000
Это большая проектная работа,
05:15
but we'll see about how things are going on.
114
299000
2000
но мы сможем увидеть то, как все происходит.
05:17
So the way these measurements were done,
115
301000
2000
Измерения были произведены
05:19
there's been a set of satellites, and this is where you get to see.
116
303000
3000
при помощи набора спутников.
05:22
So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,
117
306000
4000
Спутник COBE был запущен в 1989,
05:26
and we discovered these variations.
118
310000
2000
и мы обнаружили эти неоднородности.
05:28
And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --
119
312000
3000
А затем в 2000, стартовал спутник MAP -- WPAM --
05:31
and it made somewhat better pictures.
120
315000
2000
который сделал снимки лучшего качества.
05:33
And later this year -- this is the cool stealth version,
121
317000
4000
А в этом году - крутая стелс-версия,
05:37
the one that actually has some beautiful design features to it,
122
321000
4000
которая, к тому же, красивого дизайна,
05:41
and you should look -- the Planck satellite will be launched,
123
325000
2000
на который вам стоит посмотреть -- спутник PLANCK будет запущен
05:43
and it will make very high-resolution maps.
124
327000
2000
и сделает карты очень высокого разрешения.
05:45
And that will be the sequence of understanding
125
329000
3000
Такова будет последовательность понимания
05:48
the very beginning of the universe.
126
332000
1000
самого начала Вселенной.
05:49
And what we saw was, we saw these variations, and then they told us
127
333000
4000
То, что мы увидели, это были неоднородности, и они рассказали нам
05:53
the secrets, both about the structure of space-time,
128
337000
3000
секреты о структуре пространства-времени,
05:56
and about the contents of the universe,
129
340000
2000
и о содержании Вселенной,
05:58
and about how the universe started in its original motions.
130
342000
3000
а так же о том, как Вселенная начала свое начальное движение.
06:01
So we have this picture, which is quite a spectacular picture,
131
345000
3000
Итак, у нас есть это захватывающее изображение,
06:04
and I'll come back to the beginning, where we're going to have
132
348000
2000
и я вернусь к началу, где мы увидим
06:06
some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.
133
350000
4000
загадочный процесс, происходящий в начале Вселенной.
06:10
And we go through a period of accelerating expansion, and the universe
134
354000
4000
Мы проходим через период ускоренного расширения.
06:14
expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,
135
358000
4000
Вселенная расширяется и охлождается, пока не станет прозрачной.
06:18
then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,
136
362000
2000
Затем Темные Века, а потом зажигаются первые звезды,
06:20
and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.
137
364000
5000
образующие галактики, которые становятся более обширными.
06:25
And somewhere around this period is when our solar system started forming.
138
369000
3000
Примерно в этот период наша Солнечная система начала свое формирование.
06:28
And it's maturing up to the present time.
139
372000
3000
Ее взросление происходит до настоящего времени.
06:31
And there's some spectacular things.
140
375000
2000
Происходят захватывающие события.
06:33
And this wastebasket part, that's to represent
141
377000
3000
Часть, напоминающая корзину, представляет собой то
06:36
what the structure of space-time itself is doing during this period.
142
380000
2000
что происходит со структурой космического времени в данный период.
06:38
And so this is a pretty weird model, right?
143
382000
4000
Эта модель кажется давольно странной, правда?
06:42
What kind of evidence do we have for that?
144
386000
2000
Какие у нас есть для этого докозательства?
06:44
So let me show you some of nature's patterns
145
388000
3000
Давайте я вам покажу некоторые природные структуры,
06:47
that are the result of this.
146
391000
1000
которые явились результатом этого.
06:48
I always think of space-time as being the real substance of space,
147
392000
4000
Я всегда думаю о пространстве-времени как о настоящей сущности пространства,
06:52
and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.
148
396000
5000
где галактики и звезды, как морская пена.
06:57
It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.
149
401000
4000
Они - как метка происшедших событий и интересных волн.♫
07:01
So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.
150
405000
6000
На Слоановском Цифровом Обзоре Неба показано расположение миллиона галактик.
07:07
So there's a dot on here for every galaxy.
151
411000
2000
Каждая точка представляет галактику.
07:09
They go out and point a telescope at the sky, take a picture,
152
413000
3000
Они направляют телескоп в небо и делают снимок,
07:12
identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,
153
416000
3000
находят звезды и отбрасывают их, рассматривают только галактики,
07:15
estimate how far away they are, and plot them up.
154
419000
3000
рассчитывают расстояние до них и наносят их на карту.
07:18
And just put radially they're going out that way.
155
422000
2000
Наносят их в радиальном направлении.
07:20
And you see these structures, this thing we call the Great Wall,
156
424000
3000
Эти структуры мы называем Великой Стеной.
07:23
but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out
157
427000
3000
Но пустоты и тому подобное теряется из виду,
07:26
because the telescope isn't sensitive enough to do it.
158
430000
2000
из-за недостаточной чувствительности телескопа.
07:28
Now I'm going to show you this in 3D.
159
432000
3000
Теперь я покажу вам это в 3D.
07:31
What happens is, you take pictures
160
435000
1000
Вот что происходит, вы делаете снимок
07:32
as the Earth rotates, you get a fan across the sky.
161
436000
3000
пока вращается Земля, получается веерообразные снимок неба.
07:35
There are some places you can't look because of our own galaxy,
162
439000
2000
Некоторые места не видно из-за нашей собственной Галактики,
07:37
or because there are no telescopes available to do it.
163
441000
4000
или же потому что для этого нет свободных телескопов.
07:41
So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.
164
445000
4000
Итак, следующий снимок показывает трехмерную версию этого вращения.
07:45
Do you see the fan-like scans made across the sky?
165
449000
3000
Вы видите, похожие на веер снимки неба?
07:48
Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,
166
452000
6000
Помните, что каждая точка является галактикой.
07:54
you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.
167
458000
4000
Видны галактики и как бы структура.
07:58
And you see this thing we call the Great Wall,
168
462000
2000
Видно также то, что мы называем Великой Стеной.
08:00
and you see the complicated structure, and you see these voids.
169
464000
3000
Видна ее непростая структура с пустотами.
08:03
There are places where there are no galaxies and there are places
170
467000
2000
Есть пространства где нет галактик, и есть места
08:05
where there are thousands of galaxies clumped together, right.
171
469000
3000
где скоплены тысячи галактик.
08:08
So there's an interesting pattern,
172
472000
2000
Интересная картина,
08:10
but we don't have enough data here to actually see the pattern.
173
474000
2000
но у нас не достаточно информации чтобы увидеть весь рисунок.
08:12
We only have a million galaxies, right?
174
476000
2000
Тут у нас всего миллион галактик.
08:14
So we're keeping, like, a million balls in the air
175
478000
2000
Мы как будто бы держим в воздухе миллион шаров.
08:16
but, what's going on?
176
480000
2000
Но что происходит?
08:18
There's another survey which is very similar to this,
177
482000
2000
Есть другое исследование очень похожее на это, оно называется
08:20
called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.
178
484000
6000
"Исследование Красного Смещения Галактики в Двухградусном Поле Зрения".
08:26
Now we're going to fly through it at warp a million.
179
490000
3000
Сейчас мы пролетаем сквозь,
08:29
And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --
180
493000
4000
и там, где есть галактика, видно ее обозначение.
08:33
and if we know anything about the galaxy, which we do,
181
497000
2000
И нам известно все об этой галактике
08:35
because there's a redshift measurement and everything,
182
499000
2000
так как у нас есть измерение красного смещения
08:37
you put in the type of galaxy and the color,
183
501000
2000
и известен тип и цвет галактики.
08:39
so this is the real representation.
184
503000
2000
Так что это реальное представление.
08:41
And when you're in the middle of the galaxies
185
505000
1000
Когда находишься в середине галактик,
08:42
it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.
186
506000
3000
то трудно увидеть рисунок. Это как быть в середине жизни.
08:45
It's hard to see the pattern in the middle of the audience,
187
509000
1000
Находясь в середине аудитории,
08:46
it's hard to see the pattern of this.
188
510000
2000
трудно разглядеть ее форму.
08:48
So we're going to go out and swing around and look back at this.
189
512000
3000
Так что мы отлетим и посмотрим по сторонам чтобы оглядется.
08:53
And you'll see, first, the structure of the survey,
190
517000
4000
Прежде всего видна структура исследования,
08:57
and then you'll start seeing the structure of the galaxies
191
521000
3000
а затем структуры галактик,
09:00
that we see out there.
192
524000
3000
которые нам видны.
09:06
So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.
193
530000
3000
Видна протяженность Великой Стены виднеющихся галактик.
09:09
But you can see the voids,
194
533000
2000
Но видны и пустые пространства.
09:11
you can see the complicated structure, and you say,
195
535000
4000
Глядя на такую сложную структуру, спрашивается,
09:15
well, how did this happen?
196
539000
2000
Как это произошло?
09:17
Suppose you're the cosmic designer.
197
541000
2000
Допустим, вы - космический конструктор.
09:19
How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?
198
543000
2000
Каким образом вы сможете расположить галактики в таком порядке?
09:21
It's not just throwing them out at random.
199
545000
2000
Это не просто взять и раскидать их беспорядочно.
09:23
There's a more complicated process going on here.
200
547000
2000
Тут более сложный процесс.
09:25
How are you going to end up doing that?
201
549000
2000
Как вы собираетесь это сделать?
09:27
And so now we're in for some serious play.
202
551000
3000
А теперь у нас началась серьезная игра.
09:30
That is, we have to seriously play God,
203
554000
2000
Нам серьезно придется поиграть в Бога.
09:32
not just change people's lives, but make the universe, right.
204
556000
3000
Не просто менять жизни людей, но создавать Вселенную.
09:35
So if that's your responsibility, how are you going to do that?
205
559000
3000
Итак, если бы это было вашей ответсвенностью, как бы вы это делали?
09:38
What's the kind of technique?
206
562000
1000
Какой примените метод?
09:39
What's the kind of thing you're going to do?
207
563000
2000
Что именно вы сделаете?
09:41
So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation
208
565000
4000
Я вам покажу результаты очень большой симуляции того
09:45
of what we think the universe might be like, using, essentially,
209
569000
4000
что мы думаем какой могла бы быть Вселенная,
09:49
some of the play principles and some of the design principles that,
210
573000
3000
используя ключевые принципы конструирования,
09:52
you know, humans have labored so hard to pick up,
211
576000
3000
которые так трудно создавались людьми,
09:55
but apparently nature knew how to do at the beginning.
212
579000
3000
но, вероятно, были известны природе с самого начала.
09:58
And that is, you start out with very simple ingredients
213
582000
4000
Все начинается с простых ингридиентов
10:02
and some simple rules,
214
586000
1000
и нескольких простых правил,
10:04
but you have to have enough ingredients to make it complicated.
215
588000
3000
но ингридиентов должно быть достаточно, чтобы получилось что-то сложное.
10:07
And then you put in some randomness,
216
591000
4000
Затем добавляется немного хаотичности,
10:11
some fluctuations and some randomness,
217
595000
2000
вариаций, и беспорядочности,
10:13
and realize a whole bunch of different representations.
218
597000
3000
и представьте себе целую кучу различных реализаций этого.
10:16
So what I'm going to do is show you
219
600000
2000
Я продемонстрирую вам
10:18
the distribution of matter as a function of scales.
220
602000
2000
распределение вещества как функцию масштаба
10:20
We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.
221
604000
3000
Мы немного приблизимся, но это всего лишь набросок.
10:23
And we had to add one more thing to make the universe come out right.
222
607000
4000
Нам необходима еще одна вещь для правильного создания Вселенной.
10:27
It's called dark matter.
223
611000
2000
Она называется темной материей.
10:29
That is matter that doesn't interact with light
224
613000
1000
Это такая материя, которая не взаимодействует со светом,
10:30
the typical way that ordinary matter does,
225
614000
2000
как это делает обычное вещество,
10:32
the way the light's shining on me or on the stage.
226
616000
3000
например, освещая меня или сцену.
10:35
It's transparent to light, but in order for you to see it,
227
619000
2000
Она прозрачна для света, но что бы ее увидеть,
10:37
we're going to make it white. OK?
228
621000
2000
мы сделаем ее белой. Хорошо?
10:39
So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.
229
623000
3000
Темная материя на этом изображении белого цвета.
10:42
It should be called invisible matter,
230
626000
2000
Ее следует называть невидимой материей,
10:44
but the dark matter we've made visible.
231
628000
2000
но мы ее сделали видимой.
10:46
And the stuff that is in the yellow color,
232
630000
3000
А то, что желтого цвета, это
10:49
that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.
233
633000
4000
обычная материя, которая образует звезды и галактики.
10:53
So I'll show you the next movie.
234
637000
2000
Я покажу следующий фильм.
10:55
So this -- we're going to zoom in.
235
639000
3000
Итак это -- надо немного увеличить.
10:58
Notice this pattern and pay attention to this pattern.
236
642000
2000
Обратите внимание на узор.
11:00
We're going to zoom in and zoom in.
237
644000
3000
Мы продолжаем увеличение.
11:04
And you'll see there are all these filaments and structures and voids.
238
648000
4000
Вам станут видны все волокна, конструкции и пустоты.
11:08
And when a number of filaments come together in a knot,
239
652000
3000
Когда несколько волокон соединяются в узел,
11:11
that makes a supercluster of galaxies.
240
655000
2000
то образуются суперкластеры галактик.
11:13
This one we're zooming in on
241
657000
2000
Один из них, который мы увиличиваем,
11:15
is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.
242
659000
3000
содержит от 100,000 до миллиона галактик в этом небольшом участке.
11:18
So we live in the boonies.
243
662000
1000
Так что мы живем в глуши.
11:19
We don't live in the center of the solar system,
244
663000
3000
Мы не живем в центре Солнечной системы,
11:22
we don't live in the center of the galaxy
245
666000
1000
мы не живем в центре Галактики,
11:23
and our galaxy's not in the center of the cluster.
246
667000
3000
и наша Галактика не в центре кластра.
11:26
So we're zooming in.
247
670000
2000
Увеличиваем изображение.
11:28
This is a region which probably has more than 100,000,
248
672000
2000
В этом участке, наверное, более чем
11:30
on the order of a million galaxies in that region.
249
674000
3000
100,000 до миллиона галактик.
11:33
We're going to keep zooming in. OK.
250
677000
3000
Мы продолжаем увеличение.
11:36
And so I forgot to tell you the scale.
251
680000
2000
Я забыл рассказать вам про масштаб.
11:38
A parsec is 3.26 light years.
252
682000
3000
Парсек - это 3,26 световых лет.
11:41
So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.
253
685000
3000
А гигапарсек - это три миллиарда световых лет. Таков масштаб.
11:44
So it takes light three billion years to travel over that distance.
254
688000
3000
Свету потребуется три миллиарда лет для прохождения этой дистанции.
11:47
Now we're into a distance sort of between here and here.
255
691000
3000
Теперь мы на расстоянии как от сюда до сюда
11:50
That's the distance between us and Andromeda, right?
256
694000
3000
Это расстояние между нами и Андромедой.
11:53
These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.
257
697000
3000
Все эти маленькие точки - это галактики.
11:58
Now we're going to zoom back out,
258
702000
1000
Теперь мы зумируем обратно,
12:02
and you can see this structure that,
259
706000
3000
и становится видна структура, которая
12:05
when we get very far out, looks very regular,
260
709000
2000
выглядит однородно, если сильно удалиться,
12:07
but it's made up of a lot of irregular variations.
261
711000
3000
но она сделана из множества неоднородных вариаций.
12:10
So they're simple building blocks.
262
714000
2000
Они являются простыми строительными блоками.
12:12
There's a very simple fluid to begin with.
263
716000
2000
Все начинается с простой жидкости.
12:14
It's got dark matter, it's got ordinary matter,
264
718000
4000
В ней есть темное вещество и обычное вещество.
12:18
it's got photons and it's got neutrinos,
265
722000
3000
У нее есть фотоны и нейтрино,
12:21
which don't play much role in the later part of the universe.
266
725000
3000
которые позже не играют большой роли во Вселенной.
12:24
And it's just a simple fluid and it, over time,
267
728000
4000
Это простая жидкость, которая со временем
12:28
develops into this complicated structure.
268
732000
3000
развивается в усложненную структуру.
12:31
And so you know when you first saw this picture,
269
735000
4000
Когда вы впервые увидели эту картину,
12:35
it didn't mean quite so much to you.
270
739000
2000
она не представляла собой большого для вас значения.
12:37
Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe
271
741000
5000
Тут вы смотрите на один процент видимой Вселенной
12:42
and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,
272
746000
3000
и вам видны миллиарды галактик и узлов,
12:45
but you realize they're not even the main structure.
273
749000
2000
но они даже и не главная структура.
12:47
There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,
274
751000
3000
Существует теория, что темная материя, это невидимое вещество,
12:50
that's out there that's actually holding it all together.
275
754000
3000
на самом деле держит все вместе.
12:53
So let's fly through it, and you can see how much harder it is
276
757000
4000
Давайте, пролетим сквозь это, и вы увидите насколько оно сложнее,
12:57
when you're in the middle of something to figure this out.
277
761000
2000
находясь в середине чего-либо для того, чтобы в этом разобраться.
12:59
So here's that same end result.
278
763000
2000
Итак, опять тот же самый результат.
13:01
You see a filament,
279
765000
2000
Вам видны волокна,
13:03
you see the light is the invisible matter,
280
767000
3000
светлые участки - это невидимая материя,
13:06
and the yellow is the stars or the galaxies showing up.
281
770000
4000
и желтые звезды с галактиками.
13:10
And we're going to fly around, and we'll fly around,
282
774000
2000
Мы пролетаем и вам видно
13:12
and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,
283
776000
3000
как местами пара волокон пересекается,
13:15
and you get a large cluster of galaxies.
284
779000
2000
создавая большие скопления галактик.
13:17
And then we'll fly in to where the very large cluster is,
285
781000
3000
Затем мы залетим в очень большое скопление,
13:20
and you can see what it looks like.
286
784000
3000
и вы увидите как оно выглядит.
13:23
And so from inside, it doesn't look very complicated, right?
287
787000
3000
Оно не выглядит сложным изнутри,
13:26
It's only when you look at it at a very large scale,
288
790000
3000
но если на посмотреть на него в увеличенном масштабе,
13:29
and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,
289
793000
3000
то изучая это, осознаешь, насколько сложная
13:32
complicated kind of a design, right?
290
796000
3000
и замысловатая конструкция, не так ли?
13:35
And it's grown up in some kind of way.
291
799000
4000
И каким-то образом он растет.
13:39
So the question is,
292
803000
2000
Вопрос в том, насколько сложно
13:41
how hard would it be to assemble this, right?
293
805000
5000
собрать подобное?
13:46
How big a contractor team would you need
294
810000
2000
Какого размера должна быть строительная бригада
13:48
to put this universe together, right?
295
812000
2000
для постройки такой Вселенной?
13:50
That's the issue, right?
296
814000
3000
Проблема, правда?
13:53
And so here we are.
297
817000
2000
Вот.
13:55
You see how the filament --
298
819000
2000
Видно, как несколько волокон
13:57
you see how several filaments are coming together,
299
821000
2000
соединияются вместе,
13:59
therefore making this supercluster of galaxies.
300
823000
4000
создавая сверхскопление галактик.
14:03
And you have to understand, this is not how it would actually look
301
827000
3000
На самом деле, оно выглядит совсем не так.
14:06
if you -- first, you can't travel this fast,
302
830000
2000
Во первых, вы не можете перемещаться с такой скоростью,
14:08
everything would be distorted,
303
832000
1000
все было бы просто искажено.
14:09
but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.
304
833000
6000
Но это удалось при использовании компьютерной графики.
14:15
This is how, if you took billions of years to go around,
305
839000
3000
Так бы это выглядело, если бы у вас был миллиард лет,
14:18
it might look to you, right?
306
842000
1000
для наблюдений.
14:19
And if you could see invisible matter, too.
307
843000
3000
И при условии, что вы могли бы видеть невидимую материю.
14:22
And so the idea is, you know, how would you put together the universe
308
846000
6000
Смысл в том, как построить Вселенную
14:28
in a very simple way?
309
852000
1000
очень простым способом?
14:29
We're going to start and realize that the entire visible universe,
310
853000
5000
Нам необходимо осознать, что вся видимая Вселенная,
14:34
everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope
311
858000
3000
видимая во всех направлениях космическим телескопом "Хаббла"
14:37
plus our other instruments,
312
861000
1000
и другими инструментами,
14:38
was once in a region that was smaller than an atom.
313
862000
5000
однажды была меньше чем атом.
14:43
It started with tiny quantum mechanical fluctuations,
314
867000
2000
Она началась с крошечного квантово-механического колебания,
14:45
but expanding at a tremendous rate.
315
869000
2000
но разрастаясь с невероятной скоростью.
14:47
And those fluctuations
316
871000
2000
И эти колебания выросли
14:49
were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations
317
873000
3000
до астрономических размеров, и стали тем,
14:52
eventually are the things we see in the cosmic microwave background.
318
876000
4000
что мы видим в космическом высокочастотном фоне.
14:56
And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies
319
880000
3000
А затем, эти колебания, каким то образом превращаются в галактики
14:59
and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.
320
883000
3000
и скопления галактик, создавая такого рода структуры.
15:02
So I'm going to show you a smaller simulation.
321
886000
2000
Я покажу уменьшенную симуляцию,
15:04
This simulation was run on 1,000 processors for a month
322
888000
4000
воспроизведенную на 1000 процессорах в течение месяца
15:08
in order to make just this simple visible one.
323
892000
2000
только для этой простой визуализации.
15:10
So I'm going to show you one
324
894000
1000
Итак, я покажу вам изображение,
15:11
that can be run on a desktop in two days in the next picture.
325
895000
4000
которое можно прогнать на компьютере за два дня.
15:15
So you start out with teeny fluctuations
326
899000
2000
Начиная с мелких колебаний,
15:17
when the universe was at this point,
327
901000
1000
когда Вселенная находясь на данном этапе,
15:18
now four times smaller, and so forth.
328
902000
3000
была в четыре раза меньше,
15:21
And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.
329
905000
4000
становится видным формирование космической паутины.
15:25
And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter
330
909000
3000
Простое, не имеющее обыкновенной материи,
15:28
and it just has the dark matter in it.
331
912000
2000
и содержащее только темную материю.
15:30
And you see how the dark matter lumps up,
332
914000
2000
Темная материя сгущается,
15:32
and the ordinary matter just trails along behind.
333
916000
3000
а обыкновенная материя собирается позади.
15:35
So there it is.
334
919000
2000
Вот.
15:37
At the beginning it's very uniform.
335
921000
2000
В начале очень однообразное,
15:39
The fluctuations are a part in 100,000.
336
923000
2000
с колебаниями были один к ста тысячам,
15:41
There are a few peaks that are a part in 10,000,
337
925000
2000
и несколькими пиками в один к десяти тысячам,
15:43
and then over billions of years, gravity just pulls in.
338
927000
5000
а затем через миллиарды лет, гравитация начинает все стягивать.
15:48
This is light over density, pulls the material around in.
339
932000
3000
Светлые участки - это плотность, которая стягивает вещество вокруг себя
15:51
That pulls in more material and pulls in more material.
340
935000
3000
Она притягивает все больше и больше вещества.
15:54
But the distances on the universe are so large
341
938000
2000
Но расстояние во Вселенной и временные масштабы
15:56
and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.
342
940000
4000
настолько огромные, что формирование занимает долгое время.
16:00
And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,
343
944000
6000
Формирование продолжается до тех пор пока Вселенная
16:06
in terms of its expansion.
344
950000
2000
приблизительно в половину ее нанешнего размера.
16:08
And at that point, the universe mysteriously starts accelerating
345
952000
4000
И в тот момент, Вселенная каким-то образом начинает ускоряться.
16:12
its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.
346
956000
3000
Ее расширение останавливает формирование крупных структур.
16:15
So we're just seeing as large a scale structure as we can see,
347
959000
3000
Нам видна структура самого большего размера
16:18
and then only things that have started forming already
348
962000
3000
и только вещи, которые уже начали свое формирование,
16:21
are going to form, and then from then on it's going to go on.
349
965000
3000
а затем то, что будет происходить.
16:24
So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.
350
968000
6000
Так что мы можем просимулировать, но это займет на компьютере два дня.
16:30
We need, you know, 30 days on 1,000 processors
351
974000
3000
Знаете ли, понадобилось 30 дней и 1000 процессоров
16:33
to do the kind of simulation that I showed you before.
352
977000
3000
чтобы осуществить то, что я вам показал.
16:36
So we have an idea of how to play seriously, creating the universe
353
980000
6000
Теперь у нас есть представление о том как создать Вселенную,
16:42
by starting with essentially less than an eyedrop full of material,
354
986000
5000
начав меньше чем с капли материала.
16:47
and we create everything we can see in any direction, right,
355
991000
5000
И мы создадим все что видно в любом направлении
16:52
from almost nothing -- that is, something extremely tiny,
356
996000
5000
почти из ничего, черезвычайно крошечного.
16:57
extremely small -- and it is almost perfect,
357
1001000
5000
Оно почти совершенно, за исключением
17:02
except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,
358
1006000
4000
маленьких колебаний на уровне один на сто тысяч,
17:06
which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,
359
1010000
3000
что создало интересные структуры и конструкцию,
17:09
that is, galaxies and stars and so forth.
360
1013000
3000
которыми стали галактики, звезды, и так далее.
17:12
So we have a model, and we can calculate it, and we can use it
361
1016000
5000
Имея модель, мы можем использовать ее и делать расчеты
17:17
to make designs of what we think the universe really looks like.
362
1021000
3000
и конструкции того как выглядит Вселенная.
17:20
And that design is sort of way beyond
363
1024000
3000
И эта конструкция не совсем похож на то,
17:23
what our original imagination ever was.
364
1027000
2000
что мы до этого представляли.
17:25
So this is what we started with 15 years ago,
365
1029000
4000
Итак, 15 лет назад мы начали
17:29
with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,
366
1033000
4000
со спутника Исследователя Космического Фона (COBE), создавшего карту справа вверху,
17:33
which basically showed us that there were large-scale fluctuations,
367
1037000
4000
что показало присутствие крупномасштабных неоднородностей
17:37
and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.
368
1041000
3000
колебаний в несколько порядков. Здесь вы это можете наблюдать.
17:40
Since then we've had WMAP,
369
1044000
2000
После этого у нас был "WMAP",
17:42
which just gives us higher angular resolution.
370
1046000
2000
который обеспечил более высокое разрешение.
17:44
We see the same large-scale structure,
371
1048000
1000
Видна как крупно-масштабная структура,
17:45
but we see additional small-scale structure.
372
1049000
3000
так и дополнительные, меньшие структуры.
17:48
And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down
373
1052000
4000
А справа внизу, спутник как будто развернулся
17:52
and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.
374
1056000
3000
и изобразил Землю.
17:55
You can see, well, you can, kind of pick out
375
1059000
2000
Такой бы вы ее уведили
17:57
all the major continents, but that's about it.
376
1061000
3000
только основные континенты и все.
18:00
But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution
377
1064000
2000
Но надеемся, что когда получим данные от "Planck", то разрешение будет
18:02
about equivalent to the resolution you see of the Earth there,
378
1066000
4000
таким. как разрешение карты Земли вот тут.
18:06
where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.
379
1070000
5000
где видно сложные структуры, существующие на Земле.
18:11
And you can also tell, because of the sharp edges
380
1075000
2000
Из-за острых краев и способов совмещения,
18:13
and the way things fit together, there are some non-linear processes.
381
1077000
4000
видно, что имеют место нелинейные процессы.
18:17
Geology has these effects,
382
1081000
2000
Геология создает такой эффект,
18:19
which is moving the plates around and so forth.
383
1083000
3000
передвигая пласты, и так далее.
18:22
You can see that just from the map alone.
384
1086000
2000
Это видно даже на карте.
18:24
We want to get to the point in our maps of the early universe
385
1088000
2000
Мы хотим достигнуть в наших картах ранней Вселенной,
18:26
we can see whether there are any non-linear effects
386
1090000
3000
и увидеть если там имели место нелинейные эффекты,
18:29
that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how
387
1093000
5000
которые начали движение, что дало бы нам намек на то,
18:34
space-time itself was actually created at the beginning moments.
388
1098000
2000
как пространство-время на самом деле создалось в начальных моментах.
18:36
So that's where we are today,
389
1100000
2000
Вот что мы имеем на сегодняшний день,
18:38
and that's what I wanted to give you
a flavor of.
a flavor of.
390
1102000
3000
это то, с чем я хотел вас немного познакомить.
18:41
Give you a different view about what the design
391
1105000
2000
Показать вам другой взгляд на конструкцию
18:43
and what everything else looks like.
392
1107000
2000
и на все, находящееся вокруг вас.
18:47
Thank you.
393
1111000
1000
Спасибо.
18:48
(Applause)
394
1112000
2000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
George Smoot - AstrophysicistAstrophysicist, cosmologist and Nobel Prize winner George Smoot studies the cosmic microwave background radiation -- the afterglow of the Big Bang. His pioneering research into deep space and time is uncovering the structure of the universe itself.
Why you should listen
George Smoot looks into the farthest reaches of space to the oldest objects in the known universe: fluctuations in the remnants of creation. Using data collected from satellites such as COBE and WMAP, scanning the cosmic microwave background radiation (a relic of the heat unleashed after the Big Bang), he probes the shape of the universe. In 1992 he and his Berkeley team discovered that the universe, once thought to be smooth and uniform at the largest scale, is actually anisotropic -- or varied and lumpy.
Smoot continues to investigate of the structure of the universe at the University of California at Berkeley, mapping billions of galaxies and filaments of dark matter in hope of uncovering the secrets of the universe's origins.
George Smoot | Speaker | TED.com