TEDxCaltech
Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse
Sean Carroll: Vzdialený čas a náznaky multivesmíru
Filmed:
Readability: 4.2
1,776,253 views
Na konferencii TEDxCaltech sa kozmológ Sean Carroll pomocou zábavnej cesty, ktorá podnecuje rozmýšľanie, naprieč časom a vesmírom, popasoval s jednoduchou otázkou: Prečo vôbec existuje čas? Možné odpovede smerujú k prekvapujúcemu pohľadu na podstatu vesmíru a na naše miesto v ňom.
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologist
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
The universe
0
0
2000
Vesmír
00:17
is really big.
1
2000
2000
je naozaj veľký.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
4000
3000
Žijeme v galaxii, v Galaxii Mliečna cesta.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
7000
3000
V Galaxii Mliečna cesta je približne sto miliárd hviezd.
00:25
And if you take a camera
4
10000
2000
Ak si vezmete fotoaparát,
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
12000
2000
namierite ho na náhodnú časť oblohy
00:29
and you just keep the shutter open,
6
14000
2000
a clonu necháte otvorenú,
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
16000
3000
tak pokiaľ je váš fotoaparát pripevnený k Hubblovmu vesmírnemu teleskopu,
00:34
it will see something like this.
8
19000
2000
uvidíte niečo podobné.
00:36
Every one of these little blobs
9
21000
3000
Každá z týchto bodiek
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
24000
2000
je galaxia približne taká veľká, ako je naša Mliečna cesta
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
26000
3000
a v každej z týchto bodiek je sto miliárd hviezd.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
29000
3000
V pozorovateľnej časti vesmíru
00:47
in the observable universe.
13
32000
2000
sa nachádza asi sto miliárd galaxií.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
34000
2000
100 miliárd je jediné číslo, ktoré potrebujete vedieť.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
36000
3000
Vek vesmíru medzi súčasnosťou a Veľkým treskom
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
39000
2000
je sto miliárd psích rokov.
00:56
(Laughter)
17
41000
2000
(Smiech)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
43000
3000
Hovorí nám to niečo o našom mieste vo vesmíre.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
46000
2000
Takýto obrázok môžete jednoducho obdivovať.
01:03
It's extremely beautiful.
20
48000
2000
Je mimoriadne nádherný.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
50000
3000
Často som uvažoval nad tým, čo je tým evolučným tlakom,
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
53000
3000
ktorý prinútil našich predkov v stepi prispôsobiť sa a vyvinúť sa tak,
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
56000
2000
aby si skutočne vychutnali fotografie galaxií,
01:13
when they didn't have any.
24
58000
2000
keď žiadne nemali.
01:15
But we would also like to understand it.
25
60000
2000
Takisto by sme to chceli pochopiť.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
62000
4000
Ako kozmológ sa chcem spýtať: „Prečo je vesmír takýto?“
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
66000
3000
Podstatná stopa, ktorú máme, je skutočnosť, že vesmír sa časom mení.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
69000
3000
Ak by ste sa pozreli na jednu z týchto galaxií a zmerali jej rýchlosť,
01:27
it would be moving away from you.
29
72000
2000
vzďaľovala by sa od vás.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
74000
2000
Ak by ste sa pozreli na ešte vzdialenejšiu galaxiu,
01:31
it would be moving away faster.
31
76000
2000
vzďaľovala by sa ešte rýchlejšie.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
78000
2000
Hovoríme teda, že vesmír sa rozpína.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
80000
2000
Samozrejme to znamená, že v minulosti
01:37
things were closer together.
34
82000
2000
boli veci pri sebe bližšie.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
84000
2000
V minulosti bol vesmír hustejší
01:41
and it was also hotter.
36
86000
2000
a tiež horúcejší.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
88000
2000
Ak veci stláčate dokopy, teplota stúpa.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
90000
2000
To nám dáva zmysel.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
92000
2000
To, čo nám už tak veľmi zmysel nedáva je fakt,
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
94000
3000
že vesmír v ranom období blízko Veľkého tresku
01:52
was also very, very smooth.
41
97000
2000
bol tiež veľmi, veľmi pravidelný.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
99000
2000
Môžete si pomyslieť, že to vôbec nie je prekvapujúce.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
101000
2000
Vzduch v tejto miestnosti je veľmi pravidelný.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
103000
3000
Môžete povedať: „Nuž, možno sa veci sami od seba stali pravidelnými.“
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
106000
3000
Podmienky blízko Veľkého tresku sú veľmi, veľmi rozdielne
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
109000
2000
od podmienok vzduchu v tejto miestnosti.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
111000
2000
Najmä preto, lebo veci boli omnoho hustejšie.
02:08
The gravitational pull of things
48
113000
2000
Gravitačná príťažlivosť vecí
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
115000
2000
bola blízko Veľkého tresku oveľa silnejšia.
02:12
What you have to think about
50
117000
2000
To, o čom musíte premýšľať, je fakt,
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
119000
2000
že máme vesmír so sto miliardami galaxií,
02:16
a hundred billion stars each.
52
121000
2000
kde má každá sto miliárd hviezd.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
123000
3000
V raných dobách bolo týchto sto miliárd galaxií
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
126000
3000
stlačených na približne takúto veľkosť,
02:24
literally -- at early times.
55
129000
2000
doslova, v tomto ranom období.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
131000
2000
Musíte si predstaviť toto stláčanie
02:28
without any imperfections,
57
133000
2000
bez akýchkoľvek nedokonalostí,
02:30
without any little spots
58
135000
2000
bez žiadnych malých škvŕn,
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
137000
2000
kde by bolo viac atómov ako hocikde inde,
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
139000
3000
pretože ak by to tak bolo, zrútili by sa pod gravitačnou príťažlivosťou
02:37
into a huge black hole.
61
142000
2000
do obrovskej čiernej diery.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
144000
3000
Udržiavať v ranom období vesmír veľmi, veľmi pravidelný
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
147000
2000
nie je ľahké. Je to chúlostivé usporiadanie.
02:44
It's a clue
64
149000
2000
Je to stopa toho,
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
151000
2000
že raný vesmír nie je vybraný náhodne.
02:48
There is something that made it that way.
66
153000
2000
Existuje niečo, čo ho tak vytvorilo.
02:50
We would like to know what.
67
155000
2000
Radi by sme vedeli, čo to bolo.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
157000
3000
Časť toho, čo o tom vieme, nám poskytol Ludwig Boltzmann,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
160000
3000
rakúsky fyzik, v 19. storočí.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
163000
3000
Boltzmannov prínos bol v tom, že nám pomohol chápať entropiu.
03:01
You've heard of entropy.
71
166000
2000
O entropii ste už počuli.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
168000
3000
Je to náhodnosť, neporiadok, chaotickosť niektorých systémov.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
171000
2000
Boltzmann nám dal vzorec,
03:08
engraved on his tombstone now --
74
173000
2000
ktorý je teraz vytesaný na jeho náhrobku
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
175000
2000
a tento vzorec skutočne stanovuje, čo to entropia je.
03:12
And it's basically just saying
76
177000
2000
Je to v podstate len konštatovanie,
03:14
that entropy is the number of ways
77
179000
2000
že entropia je množstvo spôsobov,
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
181000
3000
akými môžeme preskupiť komponenty systému tak, že si to nevšimnete
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
184000
2000
a ten na mikroskopickej úrovni vyzerá rovnako.
03:21
If you have the air in this room,
80
186000
2000
Keď si vezmete vzduch v tejto miestnosti,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
188000
3000
nevšímate si každý jednotlivý atóm.
03:26
A low entropy configuration
82
191000
2000
Usporiadanie s nízkou entropiou je také,
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
193000
2000
v ktorom je len niekoľko podobných rozostavení.
03:30
A high entropy arrangement
84
195000
2000
Usporiadanie s vysokou entropiou je také,
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
197000
2000
kde je podobných rozostavení mnoho.
03:34
This is a crucially important insight
86
199000
2000
Toto je veľmi dôležité preniknutie do podstaty veci,
03:36
because it helps us explain
87
201000
2000
pretože nám pomáha vysvetliť
03:38
the second law of thermodynamics --
88
203000
2000
druhý zákon termodynamiky,
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
205000
3000
zákon, v ktorom sa hovorí o tom, že vo vesmíre
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
208000
2000
alebo jeho izolovanej časti, entropia stúpa.
03:45
The reason why entropy increases
91
210000
2000
Dôvod na toto stúpanie je jednoducho ten,
03:47
is simply because there are many more ways
92
212000
3000
že existuje oveľa viac spôsobov,
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
215000
2000
ako mať vysokú entropiu a nie nízku.
03:52
That's a wonderful insight,
94
217000
2000
Je to fantastické preniknutie do podstaty veci,
03:54
but it leaves something out.
95
219000
2000
ale nezahŕňa všetko.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
221000
2000
Mimochodom, toto chápanie stúpania entropie
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
223000
3000
stojí za podstatou toho, čo nazývame šíp času,
04:01
the difference between the past and the future.
98
226000
2000
rozdiel medzi minulosťou a budúcnosťou.
04:03
Every difference that there is
99
228000
2000
Všetky rozdiely,
04:05
between the past and the future
100
230000
2000
ktoré existujú medzi minulosťou a budúcnosťou,
04:07
is because entropy is increasing --
101
232000
2000
sú tu kvôli tomu, že entropia stúpa.
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
234000
3000
Ide o skutočnosť, že si môžete pamätať minulosť, ale nie budúcnosť.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
237000
3000
Skutočnosť, že sa narodíte, potom žijete a nakoniec zomriete,
04:15
always in that order,
104
240000
2000
vždy v tomto poradí.
04:17
that's because entropy is increasing.
105
242000
2000
Je to preto, lebo entropia stúpa.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
244000
2000
Boltzmann vysvetľoval, že ak začnete s nízkou entropiou,
04:21
it's very natural for it to increase
107
246000
2000
je úplne prirodzené, že stúpa,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
248000
3000
lebo existuje viac možností, ako mať vysokú entropiu.
04:26
What he didn't explain
109
251000
2000
Nevysvetlil však,
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
253000
3000
prečo bola entropia na začiatku vždy nízka.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
256000
2000
Skutočnosť, že entropia vesmíru bola nízka,
04:33
was a reflection of the fact
112
258000
2000
bola odzrkadlením faktu,
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
260000
2000
že raný vesmír bol veľmi, veľmi pravidelný.
04:37
We'd like to understand that.
114
262000
2000
Radi by sme to pochopili.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
264000
2000
Je to práca nás - kozmológov.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
266000
2000
Nanešťastie to nie je práve problém,
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
268000
2000
ktorému venujeme dostatočnú pozornosť.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
270000
2000
Je to jedna z prvých vecí, ktoré by ľudia povedali,
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
272000
2000
ak by ste sa spýtali moderného kozmológa:
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
274000
2000
„O akých problémoch sa snažíme hovoriť?“
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
276000
2000
Jeden z tých, ktorí chápali, že je to problém,
04:53
was Richard Feynman.
122
278000
2000
bol Richard Feynman.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
280000
2000
Pred 50 rokmi mal sériu rozličných prednášok.
04:57
He gave the popular lectures
124
282000
2000
Mal populárne prednášky,
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
284000
2000
ktoré boli vydané v knižnej podobe s názvom „O povahe fyzikálnych zákonov“.
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
286000
2000
Prednášal študentom na Kalifornskom technologickom inštitúte Caltech
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
288000
2000
a tieto prednášky boli vydané pod názvom „Feynmanove prednášky z fyziky“.
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
290000
2000
Ďalšie prednášky študentom na Caltechu
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
292000
2000
boli vydané pod názvom „Feynmanove prednášky o gravitácii“.
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
294000
3000
V každej z týchto kníh, v každej z tohto súboru prednášok,
05:12
he emphasized this puzzle:
131
297000
2000
zdôrazňoval tento rébus:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
299000
3000
„Prečo mal raný vesmír takú nízku entropiu?“
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
302000
2000
Hovorí takto, ale nejdem napodobňovať jeho prízvuk,
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
304000
3000
hovorí: „Z nejakého dôvodu mal vesmír v jednom bode
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
307000
3000
veľmi nízku entropiu kvôli svojmu energetickému obsahu
05:25
and since then the entropy has increased.
136
310000
2000
a odvtedy entropia stúpa.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
312000
3000
Šíp času sa nedá úplne pochopiť,
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
315000
3000
kým nie je záhada o začiatkoch histórie vesmíru
05:33
are reduced still further
139
318000
2000
stále viac poodhalenejšia
05:35
from speculation to understanding."
140
320000
2000
od špekulácií smerom k chápaniu.“
05:37
So that's our job.
141
322000
2000
To je teda naša práca.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
324000
2000
Chceme to vedieť a odvtedy prešlo už 50 rokov. Myslíte si: „Samozrejme,
05:41
"we've figured it out by now."
143
326000
2000
odvtedy sme už na to prišli.“
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
328000
2000
Pravda je však taká, že sme na to doteraz neprišli.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
330000
2000
Je to preto, lebo tento problém sa skôr skomplikoval
05:47
rather than better,
146
332000
2000
ako vyriešil
05:49
is because in 1998
147
334000
2000
a to kvôli tomu, že v roku 1998
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
336000
3000
sme sa o vesmíre dozvedeli niečo rozhodujúce, čo sme predtým nevedeli.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
339000
2000
Zistili sme, že vesmír sa nielen rozpína,
05:56
The universe is not only expanding.
150
341000
2000
ale že sa toto rozpínanie aj zrýchľuje.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
343000
2000
Ak sa pozriete na galaxiu, pohybuje sa smerom od nás.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
345000
2000
Ak by ste sa vrátili o miliardu rokov a pozreli by ste sa na ňu opäť,
06:02
it will be moving away faster.
153
347000
3000
pohybovala by sa od nás ešte rýchlejšie.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
350000
3000
Jednotlivé galaxie sa od nás vzďaľujú stále rýchlejšie a rýchlejšie
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
353000
2000
a tak hovoríme, že vesmír sa zrýchľuje.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
355000
2000
Na rozdiel od nízkej entropie raného vesmíru,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
357000
2000
hoci na toto odpoveď nepoznáme,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
359000
2000
máme aspoň dobrú teóriu, ktorá to dokáže vysvetliť,
06:16
if that theory is right,
159
361000
2000
ak je tá teória správna,
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
363000
2000
a je to teória tmavej energie.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
365000
3000
Je to len myšlienka toho, že samotný prázdny priestor má energiu.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
368000
3000
V každom centimetri kubickom priestoru,
06:26
whether or not there's stuff,
163
371000
2000
či už v ňom hmota je alebo nie je,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
373000
2000
či už v ňom sú alebo nie sú častice, hmota, radiácia alebo hocičo iné,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
375000
3000
vždy sa tam nachádza energia, dokonca v samotnom priestore.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
378000
2000
Podľa Einsteina táto energia
06:35
exerts a push on the universe.
167
380000
3000
tlačí na vesmír.
06:38
It is a perpetual impulse
168
383000
2000
Je to neustály impulz,
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
385000
2000
ktorý odtláča galaxie jednu od druhej,
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
387000
3000
pretože tmavá energia, na rozdiel od hmoty alebo radiácie,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
390000
3000
neslabne s tým, ako sa vesmír rozpína.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
393000
2000
Množstvo energie v centimetri kubickom
06:50
remains the same,
173
395000
2000
ostáva rovnaké,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
397000
2000
dokonca aj vtedy, keď sa vesmír neustále zväčšuje.
06:54
This has crucial implications
175
399000
3000
Má to rozhodujúci dopad na to,
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
402000
3000
čo bude robiť vesmír v budúcnosti,
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
405000
2000
pretože vesmír sa bude navždy rozpínať.
07:02
Back when I was your age,
178
407000
2000
Keď som bol vo vašom veku,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
409000
2000
nevedeli sme, čo bude vesmír robiť.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
411000
3000
Niektorí si mysleli, že vesmír sa v budúcnosti opäť zrúti do seba.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
414000
2000
Einstein mal túto myšlienku rád,
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
416000
3000
ale ak existuje tmavá energia, ktorá sa nerozplynie,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
419000
3000
vesmír bude naďalej pokračovať v rozpínaní až na veky vekov.
07:17
14 billion years in the past,
184
422000
2000
Bolo to tak pred 14 miliardami rokov,
07:19
100 billion dog years,
185
424000
2000
100 miliardami psích rokov,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
426000
3000
ale bude to pokračovať až nekonečný počet rokov do budúcnosti.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
429000
3000
Na druhej strane sa nám priestor zdá byť
07:27
space looks finite to us.
188
432000
2000
v každom zmysle konečný.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
434000
2000
Priestor môže byť konečný alebo nekonečný,
07:31
but because the universe is accelerating,
190
436000
2000
ale pretože sa vesmír zrýchľuje,
07:33
there are parts of it we cannot see
191
438000
2000
existujú časti, ktoré nemôžeme vidieť
07:35
and never will see.
192
440000
2000
a ani ich nikdy neuvidíme.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
442000
2000
Máme prístup len do obmedzenej oblasti vesmíru,
07:39
surrounded by a horizon.
194
444000
2000
ktorá je obklopená horizontom.
07:41
So even though time goes on forever,
195
446000
2000
Teda, aj keď čas bude navždy plynúť,
07:43
space is limited to us.
196
448000
2000
vesmír je pre nás obmedzený.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
450000
3000
Nakoniec, prázdny priestor má teplotu.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
453000
2000
V 70-tych rokoch nám Stephen Hawking povedal,
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
455000
2000
že čierna diera, aj keď si myslíte, že je čierna,
07:52
it actually emits radiation
200
457000
2000
vlastne vyžaruje radiáciu,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
459000
2000
ak vezmete do úvahy kvantovú mechaniku.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
461000
3000
Zakrivenie časopriestoru okolo čiernej diery
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
464000
3000
prebúdza k životu kvantovo-mechanickú fluktuáciu
08:02
and the black hole radiates.
204
467000
2000
a čierna diera vydáva žiarenie.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
469000
3000
V úplne podobnom výpočte Hawkinga a Garyho Gibbonsa
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
472000
3000
sa ukázalo, že ak máte tmavú energiu v prázdnom priestore,
08:10
then the whole universe radiates.
207
475000
3000
potom celý vesmír vydáva žiarenie.
08:13
The energy of empty space
208
478000
2000
Energia prázdneho priestoru
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
480000
2000
oživuje kvantové fluktuácie
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
482000
2000
a tak hoci vesmír bude trvať naveky
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
484000
3000
a normálna hmota a radiácia sa rozplynie,
08:22
there will always be some radiation,
212
487000
2000
stále bude existovať istá forma radiácie,
08:24
some thermal fluctuations,
213
489000
2000
nejaké termálne fluktuácie,
08:26
even in empty space.
214
491000
2000
dokonca aj v prázdnom priestore.
08:28
So what this means
215
493000
2000
Znamená to,
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
495000
2000
že vesmír je ako krabica s plynom,
08:32
that lasts forever.
217
497000
2000
ktorý vydrží naveky.
08:34
Well what is the implication of that?
218
499000
2000
Aký to má teda zmysel?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
501000
3000
Toto tvrdenie študoval v 19. storočí Boltzmann.
08:39
He said, well, entropy increases
220
504000
3000
Povedal: „Entropia stúpa,
08:42
because there are many, many more ways
221
507000
2000
pretože pre vesmír existuje oveľa, oveľa viac spôsobov,
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
509000
3000
ako mať vysokú entropiu a nie nízku.“
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
512000
3000
Je to však pravdepodobnostný výrok.
08:50
It will probably increase,
224
515000
2000
Pravdepodobne bude stúpať
08:52
and the probability is enormously huge.
225
517000
2000
a pravdepodobnosť je nesmierne obrovská.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
519000
2000
Nemusíte si však robiť starosti kvôli tomu,
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
521000
4000
že vzduch v tejto miestnosti sa presunie len do jednej jej časti a tak nás udusí.
09:00
It's very, very unlikely.
228
525000
2000
Je to veľmi, veľmi nepravdepodobné.
09:02
Except if they locked the doors
229
527000
2000
Ak neberieme do úvahy možnosť, že by zamkli dvere
09:04
and kept us here literally forever,
230
529000
2000
a nechali nás tu doslova navždy.
09:06
that would happen.
231
531000
2000
Vtedy by sa to stalo.
09:08
Everything that is allowed,
232
533000
2000
Všetko, čo je povolené,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
535000
3000
každé usporiadanie, v ktorom môžu existovať molekuly v tejto miestnosti,
09:13
would eventually be obtained.
234
538000
2000
nakoniec môže byť realitou.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
540000
3000
Boltzmann teda hovorí: „Pozrite, môžete začať s vesmírom,
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
543000
2000
ktorý sa nachádzal v tepelnej rovnováhe.“
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
545000
3000
Nevedel o Veľkom tresku. Nevedel o rozpínaní vesmíru.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
548000
3000
Myslel si, že priestor a čas vysvetlil Isaac Newton,
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
551000
2000
a že boli absolútne a jednoducho tak navždy ostali.
09:28
So his idea of a natural universe
240
553000
2000
Jeho myšlienka prirodzeného vesmíru bola teda tou,
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
555000
3000
v ktorej boli molekuly vzduchu len tak pravidelne rozmiestnené,
09:33
the everything molecules.
242
558000
2000
molekuly všetkého.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
560000
3000
Ak by ste však boli Boltzmannom, vedeli by ste, že keby ste čakali dostatočne dlho,
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
563000
3000
náhodná fluktuácia týchto molekúl
09:41
will occasionally bring them
245
566000
2000
ich z času na čas dovedie
09:43
into lower entropy configurations.
246
568000
2000
do usporiadania s nízkou entropiou
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
570000
2000
a potom, samozrejme, v prirodzenom slede,
09:47
they will expand back.
248
572000
2000
sa budú naspäť rozpínať.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
574000
2000
Entropia teda nemusí vždy stúpať.
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
576000
3000
Fluktuácie dokážete dostať na nízku entropiu,
09:54
more organized situations.
251
579000
2000
do usporiadanejších situácií.
09:56
Well if that's true,
252
581000
2000
Nuž, ak je to pravda,
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
583000
2000
Boltzmann teda vynachádza
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
585000
2000
dve veľmi moderne znejúce myšlienky,
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
587000
3000
multivesmír a antropogenetický princíp.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
590000
2000
Hovorí, že problém s tepelnou rovnováhou je v tom,
10:07
is that we can't live there.
257
592000
2000
že tam nedokážeme žiť.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
594000
3000
Pamätajte, samotný život závisí na šípe času.
10:12
We would not be able to process information,
259
597000
2000
Nemohli by sme spracovávať informácie,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
599000
2000
metabolizovať, chodiť a hovoriť,
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
601000
2000
ak by sme žili v tepelnej rovnováhe.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
603000
2000
Ak si teda predstavíte veľmi, veľmi veľký vesmír,
10:20
an infinitely big universe,
263
605000
2000
nekonečne veľký vesmír,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
607000
2000
s časticami náhodne vrážajúcimi do seba,
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
609000
3000
občas sa tam vyskytnú malé fluktuácie v stavoch nízkej entropie
10:27
and then they relax back.
266
612000
2000
a potom sa opäť uvoľnia.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
614000
2000
Vyskytnú sa tam však aj veľké fluktuácie.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
616000
2000
Z času na čas vytvoríte planétu,
10:33
or a star or a galaxy
269
618000
2000
hviezdu, galaxiu
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
620000
2000
alebo stovky miliárd galaxií.
10:37
So Boltzmann says,
271
622000
2000
Boltzmann teda hovorí,
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
624000
3000
že budeme žiť len v tej časti multivesmíru,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
627000
3000
v časti, kde je nekonečne veľká množina fluktuačných častíc,
10:45
where life is possible.
274
630000
2000
kde je možný život.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
632000
2000
To je oblasť, kde je entropia nízka.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
634000
3000
Náš vesmír je možno len jeden z takýchto vecí,
10:52
that happens from time to time.
277
637000
2000
ktoré sa z času na čas stávajú.
10:54
Now your homework assignment
278
639000
2000
Vašou domácou úlohou je teraz
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
641000
2000
o tom naozaj premýšľať a uvažovať, čo to znamená.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
643000
2000
Carl Sagan raz príslovečne povedal,
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
645000
2000
že ak chcete upiecť jablkový koláč,
11:02
you must first invent the universe."
282
647000
3000
musíte najprv vynájsť vesmír.
11:05
But he was not right.
283
650000
2000
Nemal však pravdu.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
652000
3000
Ak by ste v Boltzmannovom scenári chceli upiecť jablkový koláč,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
655000
3000
stačí, keď len počkáte na náhodný pohyb atómov,
11:13
to make you an apple pie.
286
658000
2000
ktorý by vám jablkový koláč upiekol.
11:15
That will happen much more frequently
287
660000
2000
Stane sa to oveľa častejšie,
11:17
than the random motions of atoms
288
662000
2000
ako náhodný pohyb atómov,
11:19
making you an apple orchard
289
664000
2000
ktorý vám vytvorí sad jabloní,
11:21
and some sugar and an oven,
290
666000
2000
trochu cukru, rúru na pečenie
11:23
and then making you an apple pie.
291
668000
2000
a potom vám upečie jablkový koláč.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
670000
3000
Tento scenár vytvára predpovede.
11:28
And the predictions are
293
673000
2000
Tieto predpovede sú založené na tom,
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
675000
3000
že fluktuácie, ktoré nás vytvárajú, sú minimálne.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
678000
3000
Dokonca aj keď si predstavíte, že miestnosť, v ktorej teraz sme,
11:36
exists and is real and here we are,
296
681000
2000
existuje a je skutočná, my sme tu
11:38
and we have, not only our memories,
297
683000
2000
a máme nielen naše spomienky,
11:40
but our impression that outside there's something
298
685000
2000
ale aj pocit, že vonku je niečo,
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
687000
4000
čo sa volá Caltech, Spojené štáty americké a Galaxia Mliečna cesta,
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
691000
3000
pre tieto pocity je oveľa ľahšie fluktuovať do nášho mozgu,
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
694000
2000
ako keby sa mali náhodne zmeniť
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
696000
3000
na Caltech, Spojené štáty americké a našu galaxiu.
11:54
The good news is that,
303
699000
2000
Dobrá správa je tá,
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
701000
3000
že tento scenár preto nefunguje, nie je správny.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
704000
3000
Tento scenár predpovedá, že by sme mali byť v stave minimálnej fluktuácie.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
707000
2000
Aj keby ste vynechali našu galaxiu,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
709000
2000
nedostali by ste sto miliárd iných galaxií.
12:06
And Feynman also understood this.
308
711000
2000
Pochopil to aj Feynman.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
713000
4000
Hovorí: „Z hypotézy, že svet je fluktuáciou,
12:12
all the predictions are that
310
717000
2000
sú všetky predpovede také,
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
719000
2000
že ak sa pozrieme na časť sveta, ktorú sme nikdy predtým nevideli,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
721000
2000
nájdeme ju premiešanú a nie ako časť, na ktorú sme sa práve pozerali,
12:18
high entropy.
313
723000
2000
vysokú entropiu.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
725000
2000
Ak tu bol náš systém ako výsledok fluktuácie,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
727000
2000
nečakali by sme poriadok nikde inde ako tam, kde sme ho práve pozorovali.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
729000
4000
Náš záver je preto taký, že vesmír nie je fluktuácia“
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
733000
3000
To je dobré. Otázka však potom znie: „Aká je správna odpoveď?“
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
736000
2000
Ak vesmír nie je fluktuáciou,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
738000
3000
prečo mal raný vesmír nízku entropiu?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
741000
3000
Veľmi rád by som vám na to odpovedal, ale končí sa mi čas.
12:39
(Laughter)
321
744000
2000
(Smiech)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
746000
2000
Toto je vesmír, o ktorom vám hovoríme,
12:43
versus the universe that really exists.
323
748000
2000
oproti vesmíru, ktorý naozaj existuje.
12:45
I just showed you this picture.
324
750000
2000
Práve som vám ukázal tento obrázok.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
752000
2000
Vesmír sa rozpína približne posledných 10 miliárd rokov.
12:49
It's cooling off.
326
754000
2000
Chladne.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
756000
2000
Vieme však dostatočne veľa informácií o budúcnosti vesmíru,
12:53
to say a lot more.
328
758000
2000
aby sme mohli povedať oveľa viac.
12:55
If the dark energy remains around,
329
760000
2000
Ak tu tmavá energia ostane,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
762000
3000
hviezdy okolo nás vyčerpajú svoje nukleárne palivo a prestanú horieť.
13:00
They will fall into black holes.
331
765000
2000
Prepadnú sa do čiernych dier.
13:02
We will live in a universe
332
767000
2000
Budeme žiť vo vesmíre,
13:04
with nothing in it but black holes.
333
769000
2000
kde nie je nič, len čierne diery.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
771000
4000
Tento vesmír bude trvať 10 až 100 rokov,
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
775000
2000
čo je dlhšie ako žil náš malý vesmír.
13:12
The future is much longer than the past.
336
777000
2000
Budúcnosť je omnoho dlhšia ako minulosť,
13:14
But even black holes don't last forever.
337
779000
2000
ale ani čierne diery netrvajú večne.
13:16
They will evaporate,
338
781000
2000
Vyparia sa
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
783000
2000
a neostane nám nič iné len prázdny priestor.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
785000
4000
Tento prázdny priestor bude trvať v podstate navždy.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
789000
3000
Ak si však všimnete, pretože prázdny priestor vyžaruje radiáciu,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
792000
2000
tak tu vlastne existujú termálne fluktuácie
13:29
and it cycles around
343
794000
2000
a dokola prebiehajú
13:31
all the different possible combinations
344
796000
2000
všetky možné kombinácie stupňov slobody,
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
798000
3000
ktoré v prázdnom priestore existujú.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
801000
2000
Aj keď teda vesmír bude trvať navždy,
13:38
there's only a finite number of things
347
803000
2000
existuje len obmedzený počet vecí,
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
805000
2000
ktoré sa v ňom môžu stať.
13:42
They all happen over a period of time
349
807000
2000
Všetky sa udejú počas obdobia,
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
809000
3000
ktoré sa rovná 10 na desiatu na stodvadsiatu rokov.
13:47
So here's two questions for you.
351
812000
2000
Tu sú pre vás dve otázky.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
814000
3000
Otázka č.1: Ak vesmír trvá 10 na desiatu na stodvadsiatu rokov,
13:52
why are we born
353
817000
2000
prečo sme sa narodili
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
819000
3000
v jeho prvých 14 miliardách rokov
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
822000
3000
v teplom, pohodlnom dozvuku Veľkého tresku?
14:00
Why aren't we in empty space?
356
825000
2000
Prečo nie sme v prázdnom priestore?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
827000
2000
Možno poviete: „Nuž, neexistuje tam nič živé.“
14:04
but that's not right.
358
829000
2000
To však nie je pravda.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
831000
2000
Môžete byť náhodnou fluktuáciou z ničoty.
14:08
Why aren't you?
360
833000
2000
Prečo ňou nie ste?
14:10
More homework assignment for you.
361
835000
3000
To je vaša ďalšia domáca úloha.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
838000
2000
Ako som povedal, naozaj nepoznám odpoveď.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
840000
2000
Poviem vám môj obľúbený scenár.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
842000
3000
Buď je to presne tak a vysvetlenie neexistuje,
14:20
This is a brute fact about the universe
365
845000
2000
je to surový fakt o vesmíre,
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
847000
3000
ktorý by ste sa mali naučiť prijať a prestať klásť otázky
14:26
Or maybe the Big Bang
367
851000
2000
alebo Veľký tresk možno
14:28
is not the beginning of the universe.
368
853000
2000
nie je začiatok vesmíru.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
855000
3000
Vajíčko, nerozbité vajíčko, má nízku úroveň entropie,
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
858000
2000
a predsa, keď otvoríme našu chladničku,
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
860000
2000
neskríkneme: „Ha, aké prekvapujúce,
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
862000
2000
nájsť v našej chladničke toto usporiadanie s nízkou entropiou.“
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
864000
3000
Je to preto, že vajíčko nie je uzavretý systém
14:42
it comes out of a chicken.
374
867000
2000
a pochádza zo sliepky.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
869000
4000
Možno vesmír pochádza z vesmírnej sliepky.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
873000
2000
Možno existuje niečo,
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
875000
3000
čo prirodzene, pomocou vývoja fyzikálnych zákonov,
14:53
gives rise to universe like ours
378
878000
2000
umožňuje vesmíru, ako je ten náš,
14:55
in low entropy configurations.
379
880000
2000
rásť v usporiadaniach s nízkou entropiou.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
882000
2000
Ak by to bola pravda, stalo by sa to viac ako len raz.
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
884000
3000
Boli by sme časťou oveľa väčšieho multivesmíru.
15:02
That's my favorite scenario.
382
887000
2000
Je to môj obľúbený scenár.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
889000
3000
Organizátori ma teda poprosili skončiť smelou špekuláciou.
15:07
My bold speculation
384
892000
2000
Moja smelá špekulácia spočíva v tom,
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
894000
3000
že história mi dá úplne za pravdu
15:12
And 50 years from now,
386
897000
2000
a o 50 rokov
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
899000
3000
vedecké a externé komunity
15:17
by the scientific and external communities.
388
902000
3000
akceptujú všetky moje divoké myšlienky ako pravdivé.
15:20
We will all believe that our little universe
389
905000
2000
Všetci uveríme, že náš malý vesmír
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
907000
3000
je len malou časťou oveľa väčšieho multivesmíru
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
910000
3000
a dokonca ešte pochopíme, čo sa stalo pri Veľkom tresku
15:28
in terms of a theory
392
913000
2000
v rámci teórie,
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
915000
2000
že to budeme môcť porovnať s pozorovaniami.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
917000
2000
Toto je moja predpoveď. Možno sa mýlim,
15:34
But we've been thinking as a human race
395
919000
2000
ale my ako ľudská rasa premýšľame o tom,
15:36
about what the universe was like,
396
921000
2000
ako vesmír vyzeral
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
923000
3000
a prečo sa zrodil tak, ako sa zrodil, po mnoho, mnoho rokov.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
926000
3000
Je vzrušujúce pomyslieť na to, že raz budeme konečne poznať odpoveď.
15:44
Thank you.
399
929000
2000
Ďakujem.
15:46
(Applause)
400
931000
2000
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Sean M. Carroll - Physicist, cosmologistA physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.
Why you should listen
Sean Carroll is a theoretical physicist at Caltech in Pasadena, California, where he researches theoretical aspects of cosmology, field theory and gravitation -- exploring the nature of fundamental physics by studying the structure and evolution of the universe.
His book on cosmology and the arrow of time, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, was published in 2010. He keeps a regular blog at Cosmic Variance.
Sean M. Carroll | Speaker | TED.com