How we explore unanswered questions in physics | James Beacham

108,062 views ・ 2017-01-20

TED


Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους παρακάτω για να αναπαραγάγετε το βίντεο.

00:00
Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
Μετάφραση: Maria Boura Επιμέλεια: Maria Pericleous
Υπάρχει κάτι στη φυσική
00:13
There is something about physics
1
13087
4185
00:17
that has been really bothering me since I was a little kid.
2
17296
4000
που με ενοχλεί πολύ από τότε που ήμουν μικρό παιδί.
Σχετίζεται με μια ερώτηση
00:23
And it's related to a question
3
23010
1809
00:24
that scientists have been asking for almost 100 years,
4
24843
3244
που κάνουν οι επιστήμονες εδώ και σχεδόν 100 χρόνια,
χωρίς απάντηση.
00:28
with no answer.
5
28111
1169
Πώς τα μικρότερα αντικείμενα στη φύση,
00:31
How do the smallest things in nature,
6
31108
3010
τα σωματίδια του κβαντικού κόσμου,
00:34
the particles of the quantum world,
7
34142
2153
00:36
match up with the largest things in nature --
8
36319
3031
σχετίζονται με τα μεγαλύτερα πράγματα στη φύση -
τους πλανήτες και τα αστέρια και τους γαλαξίες
00:39
planets and stars and galaxies held together by gravity?
9
39374
3247
που συγκρατούνται μεταξύ τους με τη βαρύτητα;
00:43
As a kid, I would puzzle over questions just like this.
10
43250
2773
Σαν παιδί, προβληματιζόμουν με ερωτήσεις σαν κι αυτή.
Έπαιζα με μικροσκόπια και ηλεκτρομαγνήτες,
00:46
I would fiddle around with microscopes and electromagnets,
11
46047
2892
00:48
and I would read about the forces of the small
12
48963
2195
και διάβαζα για τις δυνάμεις του μικρόκοσμου
00:51
and about quantum mechanics
13
51182
1334
και για την κβαντομηχανική,
00:52
and I would marvel at how well that description matched up
14
52540
3564
και θαύμαζα το πόσο καλά αυτή η περιγραφή ταίριαζε
με τις παρατηρήσεις μας.
00:56
to our observation.
15
56128
1170
00:58
Then I would look at the stars,
16
58220
1583
Μετά κοίταζα τα αστέρια,
00:59
and I would read about how well we understand gravity,
17
59827
2524
και διάβαζα για το πόσο καλά κατανοούμε τη βαρύτητα,
01:02
and I would think surely, there must be some elegant way
18
62375
3350
και σκεφτόμουν ότι, φυσικά, θα πρέπει να υπάρχει ένας κομψός τρόπος
01:05
that these two systems match up.
19
65749
2645
που αυτά τα συστήματα συνδέονται.
Αλλά δεν υπάρχει.
01:09
But there's not.
20
69021
1401
01:11
And the books would say,
21
71673
1160
Και τα βιβλία λένε, ναι,
01:12
yeah, we understand a lot about these two realms separately,
22
72857
3183
καταλαβαίνουμε πολλά για αυτά τα δύο θέματα χωριστά,
αλλά όταν προσπαθήσουμε να τα συνδέσουμε μαθηματικώς,
01:16
but when we try to link them mathematically,
23
76064
2610
01:18
everything breaks.
24
78698
1330
όλα καταρρέουν.
01:20
And for 100 years,
25
80674
1310
Και για 100 χρόνια,
καμία από τις ιδέες μας για το πως να λύσουμε
01:22
none of our ideas as to how to solve this basically physics disaster,
26
82008
5028
αυτήν την καταστροφή στη φυσική δεν έχει αποδειχθεί.
01:27
has ever been supported by evidence.
27
87060
1814
01:30
And to little old me --
28
90271
1654
Και για τον μικρούλη, περίεργο και προβληματισμένο Τζέιμς,
01:31
little, curious, skeptical James --
29
91949
1810
01:33
this was a supremely unsatisfying answer.
30
93783
2868
αυτή ήταν μια απολύτως απογοητευτική απάντηση.
Είμαι, λοιπόν, ακόμα εκείνο το σκεπτικιστικό παιδάκι.
01:38
So, I'm still a skeptical little kid.
31
98011
2233
01:40
Flash-forward now to December of 2015,
32
100268
3810
Πάμε τώρα στο Δεκέμβρη του 2015,
όταν βρίσκομαι στο επίκεντρο
01:45
when I found myself smack in the middle
33
105029
2474
01:47
of the physics world being flipped on its head.
34
107527
2940
της ανατροπής των νόμων της φυσικής.
01:51
It all started when we at CERN saw something intriguing in our data:
35
111999
3320
Όλα ξεκίνησαν όταν εμείς στο CERN είδαμε κάτι ενδιαφέρον στα δεδομένα μας:
01:55
a hint of a new particle,
36
115343
2274
το ίχνος ενός καινούριου σωματιδίου,
01:57
an inkling of a possibly extraordinary answer to this question.
37
117641
4216
την υποψία μιας πιθανόν ασυνήθιστης απάντησης
σε αυτήν την ερώτηση.
02:03
So I'm still a skeptical little kid, I think,
38
123777
2127
Πιστεύω ότι παραμένω ένας μικρός σκεπτικιστής,
02:05
but I'm also now a particle hunter.
39
125928
2133
αλλά είμαι και κυνηγός σωματιδίων τώρα.
Είμαι φυσικός στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN,
02:08
I am a physicist at CERN's Large Hadron Collider,
40
128085
3463
02:11
the largest science experiment ever mounted.
41
131572
3471
το μεγαλύτερο επιστημονικό πείραμα που έχει ποτέ κατασκευαστεί.
02:15
It's a 27-kilometer tunnel on the border of France and Switzerland
42
135877
3535
Είναι ένα τούνελ 27 χιλιομέτρων στα σύνορα Γαλλίας και Ελβετίας,
02:19
buried 100 meters underground.
43
139436
1850
θαμμένο 100 μέτρα κάτω από την επιφάνεια.
02:21
And in this tunnel,
44
141310
1154
Και σε αυτό το τούνελ
02:22
we use superconducting magnets colder than outer space
45
142488
3953
χρησιμοποιούμε υπεραγώγιμους μαγνήτες πιο κρύους από το μακρινό διάστημα
02:26
to accelerate protons to almost the speed of light
46
146465
3061
για να επιταχύνουμε πρωτόνια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός,
02:29
and slam them into each other millions of times per second,
47
149550
3877
και να τα συγκρούουμε μεταξύ τους εκατομμύρια φορές ανά δευτερόλεπτο,
02:33
collecting the debris of these collisions
48
153451
2826
συλλέγοντας τα απομεινάρια αυτών των συγκρούσεων
02:36
to search for new, undiscovered fundamental particles.
49
156301
3971
για να ψάξουμε για νέα, ανεξερεύνητα στοιχειώδη σωματίδια.
02:40
Its design and construction took decades of work
50
160727
2464
Ο σχεδιασμός και η κατασκευή του χρειάστηκαν δεκαετίες δουλειάς
02:43
by thousands of physicists from around the globe,
51
163215
3032
χιλιάδων φυσικών από όλον τον κόσμο,
02:46
and in the summer of 2015,
52
166271
2541
και το καλοκαίρι του 2015 δουλεύαμε ακούραστα
02:48
we had been working tirelessly to switch on the LHC
53
168836
3424
για να λειτουργήσουμε τον LHC στην υψηλότερη ενέργεια
02:52
at the highest energy that humans have ever used in a collider experiment.
54
172284
4467
που οι άνθρωποι έχουν ποτέ χρησιμοποιήσει σε επιταχυντή σωματιδίων.
02:57
Now, higher energy is important
55
177735
2523
Η υψηλότερη ενέργεια είναι σημαντική, διότι για τα σωματίδια
03:00
because for particles, there is an equivalence
56
180282
2187
υπάρχει η ισοδυναμία μεταξύ ενέργειας και μάζας του σωματιδίου,
03:02
between energy and particle mass,
57
182493
2201
03:04
and mass is just a number put there by nature.
58
184718
2461
και η μάζα είναι απλά ένας αριθμός που έβαλε εκεί η φύση.
Για να βρούμε νέα σωματίδια,
03:08
To discover new particles,
59
188068
1318
03:09
we need to reach these bigger numbers.
60
189410
2122
πρέπει να φτάσουμε αυτούς τους μεγαλύτερους αριθμούς.
03:11
And to do that, we have to build a bigger, higher energy collider,
61
191556
3254
Έτσι χρειαζόμαστε μεγαλύτερο επιταχυντή υψηλότερης ενέργειας,
03:14
and the biggest, highest energy collider in the world
62
194834
2565
και ο μεγαλύτερος, υψηλότερης ενέργειας επιταχυντής στον κόσμο
03:17
is the Large Hadron Collider.
63
197423
1466
είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων.
03:20
And then, we collide protons quadrillions of times,
64
200271
4899
Και τότε, συγκρούουμε πρωτόνια τετράκις εκατομμύρια φορές,
03:25
and we collect this data very slowly, over months and months.
65
205194
4284
και συλλέγουμε πολύ αργά αυτά τα δεδομένα για μήνες και μήνες.
03:30
And then new particles might show up in our data as bumps --
66
210813
4335
Και τότε νέα σωματίδια
μπορεί να εμφανιστούν στα δεδομένα μας ως κορυφές -
μικρές αποκλίσεις από αυτό που θα περιμέναμε,
03:35
slight deviations from what you expect,
67
215172
2445
03:37
little clusters of data points that make a smooth line not so smooth.
68
217641
3967
μικρές ομάδες δεδομένων που κάνουν μια ομαλή γραμμή όχι και τόσο ομαλή.
03:42
For example, this bump,
69
222379
1721
Για παράδειγμα, αυτή η κορυφή,
μετά από μήνες καταγραφής δεδομένων το 2012,
03:45
after months of data-taking in 2012,
70
225010
2533
03:47
led to the discovery of the Higgs particle --
71
227567
2129
οδήγησε στην ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς
03:49
the Higgs boson --
72
229720
1205
-του μποζονίου Χιγκς-
03:50
and to a Nobel Prize for the confirmation of its existence.
73
230949
3365
και σε ένα βραβείο Νόμπελ για την επιβεβαίωση της ύπαρξής του.
03:55
This jump up in energy in 2015
74
235972
3558
Αυτή η ενεργειακή μετάβαση το 2015
04:00
represented the best chance that we as a species had ever had
75
240628
3292
ήταν η καλύτερή μας ευκαιρία ως είδος για να ανακαλύψουμε
04:03
of discovering new particles --
76
243944
1477
νέα σωματίδια, νέες απαντήσεις σε αυτές τις μακροχρόνιες ερωτήσεις,
04:05
new answers to these long-standing questions,
77
245445
2112
04:07
because it was almost twice as much energy as we used
78
247581
3097
διότι ήταν σχεδόν η διπλάσια ενέργεια από αυτή που χρησιμοποιήσαμε
04:10
when we discovered the Higgs boson.
79
250702
1922
όταν ανακαλύψαμε το μποζόνιο Χιγκς.
04:12
Many of my colleagues had been working their entire careers for this moment,
80
252648
3741
Πολλοί από τους συναδέλφους μου είχαν δουλέψει μια ζωή για αυτή τη στιγμή,
04:16
and frankly, to little curious me,
81
256413
2076
και, ειλικρινά, για το μικρό περίεργο εαυτό μου,
04:18
this was the moment I'd been waiting for my entire life.
82
258513
2910
αυτή ήταν η στιγμή που περίμενα μια ζωή.
04:21
So 2015 was go time.
83
261447
1731
Το 2015 ήταν, λοιπόν, καιρός δράσης.
04:24
So June 2015,
84
264654
2210
Τον Ιούνιο του 2015, λοιπόν,
04:27
the LHC is switched back on.
85
267722
2659
ο LHC μπήκε πάλι σε λειτουργία.
Όλοι οι συνεργάτες κρατούσαμε την ανάσα και τρώγαμε τα νύχια,
04:31
My colleagues and I held our breath and bit our fingernails,
86
271040
2877
04:33
and then finally we saw the first proton collisions
87
273941
2511
μέχρι που επιτέλους είδαμε τις πρώτες συγκρούσεις πρωτονίων
04:36
at this highest energy ever.
88
276476
1956
στη ψηλότερη ενέργεια που είχε επιτευχθεί ποτέ.
04:38
Applause, champagne, celebration.
89
278456
2076
Χειροκροτήματα, σαμπάνιες, γιορτή.
04:40
This was a milestone for science,
90
280556
3596
Αυτό ήταν ένα ορόσημο για την επιστήμη,
και δεν είχαμε ιδέα τι θα βρίσκαμε σε αυτά τα ολόφρεσκα δεδομένα.
04:44
and we had no idea what we would find in this brand-new data.
91
284176
4622
04:51
And then a few weeks later, we found a bump.
92
291990
2178
Και μετά από λίγες εβδομάδες είδαμε μια κορυφή.
04:56
It wasn't a very big bump,
93
296192
1676
Δεν ήταν πολύ μεγάλη κορυφή.
04:58
but it was big enough to make you raise your eyebrow.
94
298952
2512
Αρκετά μεγάλη όμως για να σηκωθούν τα φρύδια μας,
αλλά σε κλίμακα από το 1 ως το 10 ανασηκώματος φρυδιών,
05:01
But on a scale of one to 10 for eyebrow raises,
95
301488
2251
05:03
if 10 indicates that you've discovered a new particle,
96
303763
2610
όπου το 10 είναι για την ανακάλυψη νέου σωματιδίου,
αυτό το ανασήκωμα ήταν στο 4.
05:06
this eyebrow raise is about a four.
97
306397
1727
(Γέλια)
05:08
(Laughter)
98
308148
1150
05:10
I spent hours, days, weeks in secret meetings,
99
310432
5211
Αφιέρωσα ώρες, μέρες, εβδομάδες, σε κρυφές συναντήσεις,
05:15
arguing with my colleagues over this little bump,
100
315667
2360
συζητώντας με τους συναδέλφους για αυτή τη μικρή κορυφή,
τσιμπώντας και σπρώχνοντάς την με τα αδίστακτα πειραματικά εργαλεία μας
05:18
poking and prodding it with our most ruthless experimental sticks
101
318051
3236
05:21
to see if it would withstand scrutiny.
102
321311
1977
για να δούμε εάν θα μπορούσε να αντέξει τις δοκιμασίες.
05:23
But even after months of working feverishly --
103
323988
3461
Αλλά ακόμα και μετά από μήνες πυρετώδους δουλειάς
05:27
sleeping in our offices and not going home,
104
327473
2432
που κοιμόμασταν στα γραφεία μας και δεν πηγαίναμε σπίτι,
05:29
candy bars for dinner,
105
329929
2077
με ζαχαρωτά για δείπνο, και καφέ με τον κουβά,
05:32
coffee by the bucketful --
106
332030
1570
05:33
physicists are machines for turning coffee into diagrams --
107
333624
4243
-οι φυσικοί είναι μηχανές που μετατρέπουν τον καφέ σε διαγράμματα-
05:37
(Laughter)
108
337891
1399
(Γέλια)
05:39
This little bump would not go away.
109
339314
2536
αυτή η μικρή κορυφή δεν έφευγε.
05:42
So after a few months,
110
342704
2138
Μετά από λίγους μήνες, λοιπόν,
05:44
we presented our little bump to the world with a very clear message:
111
344866
3710
παρουσιάσαμε αυτή τη μικρή κορυφή στον κόσμο με ένα ξεκάθαρο μήνυμα:
05:49
this little bump is interesting but it's not definitive,
112
349457
2711
αυτή η μικρή κορυφή έχει ενδιαφέρον, αλλά δεν είναι καθοριστική,
05:52
so let's keep an eye on it as we take more data.
113
352192
3329
οπότε ας την προσέχουμε όσο συλλέγουμε κι άλλα δεδομένα.
05:55
So we were trying to be extremely cool about it.
114
355872
2291
Προσπαθούσαμε, λοιπόν, να είμαστε πολύ χαλαροί για αυτό.
05:59
And the world ran with it anyway.
115
359463
2188
Ο κόσμος παρ' όλα αυτά το άρπαξε.
06:02
The news loved it.
116
362383
1632
Τα μέσα το λάτρεψαν.
06:04
People said it reminded them of the little bump
117
364735
2555
Ο κόσμος έλεγε ότι τους θυμίζει τη μικρή κορυφή που φάνηκε
06:07
that was shown on the way toward the Higgs boson discovery.
118
367314
3423
στην πορεία προς την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς.
06:10
Better than that, my theorist colleagues --
119
370761
3128
Ακόμα καλύτερα, οι θεωρητικοί συνάδελφοί μου,
06:14
I love my theorist colleagues --
120
374548
2317
-λατρεύω τους θεωρητικούς συναδέλφους μου-
06:16
my theorist colleagues wrote 500 papers about this little bump.
121
376889
3612
οι θεωρητικοί συνάδελφοί μου έγραψαν 500 δημοσιεύσεις για αυτή τη μικρή κορυφή.
06:20
(Laughter)
122
380525
1455
(Γέλια)
06:22
The world of particle physics had been flipped on its head.
123
382574
3966
Ο κόσμος των στοιχειωδών σωματιδίων είχε αναποδογυρίσει.
06:27
But what was it about this particular bump
124
387745
4242
Αλλά τι είχε αυτή η συγκεκριμένη κορυφή
που αναστάτωσε ομαδικά χιλιάδες φυσικούς;
06:32
that caused thousands of physicists to collectively lose their cool?
125
392011
4090
06:37
This little bump was unique.
126
397596
1436
Αυτή η μικρή κορυφή ήταν μοναδική.
Αυτή η μικρή κορυφή υποδείκνυε
06:40
This little bump indicated
127
400198
1369
06:41
that we were seeing an unexpectedly large number of collisions
128
401591
3022
ότι βλέπαμε έναν απροσδόκητα μεγάλο αριθμό συγκρούσεων
06:44
whose debris consisted of only two photons,
129
404637
3331
των οποίων τα απομεινάρια αποτελούνταν μόνο από δύο φωτόνια,
06:47
two particles of light.
130
407992
1244
από δύο σωματίδια φωτός, και αυτό είναι σπάνιο.
06:49
And that's rare.
131
409260
1237
Οι συγκρούσεις σωματιδίων δεν είναι σαν τις οδικές συγκρούσεις,
06:51
Particle collisions are not like automobile collisions.
132
411069
2620
06:53
They have different rules.
133
413713
1519
έχουν άλλους κανόνες.
06:55
When two particles collide at almost the speed of light,
134
415256
2650
Όταν συγκρούονται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός,
06:57
the quantum world takes over.
135
417930
1421
αναλαμβάνει ο κβαντικός κόσμος.
06:59
And in the quantum world,
136
419375
1260
Στον κβαντικό κόσμο αυτά τα δύο σωματίδια
07:00
these two particles can briefly create a new particle
137
420659
3193
μπορούν για λίγο να δημιουργήσουν ένα νέο σωματίδιο
07:03
that lives for a tiny fraction of a second
138
423876
2780
που ζει για ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου,
07:06
before splitting into other particles that hit our detector.
139
426680
2881
πριν διασπασθεί σε άλλα σωμάτια που χτυπούν τον ανιχνευτή μας.
07:09
Imagine a car collision where the two cars vanish upon impact,
140
429585
3405
Σκεφτείτε μια οδική σύγκρουση
όπου τα αυτοκίνητα εξαφανίζονται τη στιγμή της σύγκρουσης,
07:13
a bicycle appears in their place --
141
433014
2269
ένα ποδήλατο εμφανίζεται στη θέση τους,
07:15
(Laughter)
142
435307
1071
(Γέλια)
07:16
And then that bicycle explodes into two skateboards,
143
436402
2461
και μετά αυτό το ποδήλατο εκρήγνυται σε δύο σκέιτμπορντ,
07:18
which hit our detector.
144
438887
1181
τα οποία χτυπούν τον ανιχνευτή μας. (Γέλια)
07:20
(Laughter)
145
440092
1379
07:21
Hopefully, not literally.
146
441495
1953
Όχι κυριολεκτικά.
07:23
They're very expensive.
147
443472
1342
Είναι πολύ ακριβοί.
Περιπτώσεις που μόνο δύο φωτόνια
07:26
Events where only two photons hit out detector are very rare.
148
446191
3748
προσπίπτουν στον ανιχνευτή μας είναι πολύ σπάνιες.
07:29
And because of the special quantum properties of photons,
149
449963
3722
Και εξαιτίας των ξεχωριστών κβαντικών ιδιοτήτων των φωτονίων,
07:33
there's a very small number of possible new particles --
150
453709
3788
μόνο ένας μικρός αριθμός πιθανών, νέων σωματιδίων
07:37
these mythical bicycles --
151
457521
1497
-των ποδηλάτων της ιστορίας μας-
μπορεί να γεννήσουν μόνο δύο φωτόνια.
07:39
that can give birth to only two photons.
152
459042
2243
07:41
But one of these options is huge,
153
461812
2836
Αλλά η μία από αυτές τις δύο επιλογές είναι τεράστια,
07:44
and it has to do with that long-standing question
154
464672
2836
και σχετίζεται με αυτή τη μακροχρόνια ερώτηση
07:47
that bothered me as a tiny little kid,
155
467532
2522
που με ενοχλούσε όταν ήμουν ένα μικρό παιδάκι,
σχετικά με τη βαρύτητα.
07:50
about gravity.
156
470078
1360
07:53
Gravity may seem super strong to you,
157
473946
2672
Ίσως να θεωρείτε τη βαρύτητα πολύ ισχυρή, αλλά στην πραγματικότητα
07:56
but it's actually crazily weak compared to the other forces of nature.
158
476642
4100
είναι απίστευτα ασθενής μπροστά στις άλλες δυνάμεις της φύσης.
08:00
I can briefly beat gravity when I jump,
159
480766
2631
Μπορώ για λίγο να νικήσω τη βαρύτητα όταν πηδάω,
08:04
but I can't pick a proton out of my hand.
160
484390
2843
αλλά δεν μπορώ να βγάλω ένα πρωτόνιο από το χέρι μου.
08:08
The strength of gravity compared to the other forces of nature?
161
488463
3216
Η ένταση της βαρύτητας σε σχέση με τις άλλες δυνάμεις της φύσης;
08:12
It's 10 to the minus 39.
162
492480
2190
Είναι 10 εις τη μείον 39.
08:14
That's a decimal with 39 zeros after it.
163
494694
2537
Αυτό είναι ένα δεκαδικό με 39 ψηφία στο δεκαδικό του μέρος.
08:17
Worse than that,
164
497255
1157
Ακόμα χειρότερα,
08:18
all of the other known forces of nature are perfectly described
165
498436
3027
όλες οι άλλες γνωστές δυνάμεις της φύσης
περιγράφονται τέλεια από το λεγόμενο Καθιερωμένο Πρότυπο,
08:21
by this thing we call the Standard Model,
166
501487
2037
08:23
which is our current best description of nature at its smallest scales,
167
503548
3435
που είναι η καλύτερη περιγραφή της φύσης που έχουμε σε μικρότερες κλίμακες
και ειλικρινά ένα από τα καλύτερα επιτεύγματα της ανθρωπότητας -
08:27
and quite frankly,
168
507007
1156
08:28
one of the most successful achievements of humankind --
169
508187
4177
08:32
except for gravity, which is absent from the Standard Model.
170
512388
4012
εκτός από τη βαρύτητα, η οποία απουσιάζει από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
08:36
It's crazy.
171
516424
1150
Είναι τρελό.
Είναι λες και το μεγαλύτερο μέρος της βαρύτητας έχει εξαφανιστεί.
08:38
It's almost as though most of gravity has gone missing.
172
518046
3100
08:42
We feel a little bit of it,
173
522394
1667
Νιώθουμε ένα μέρος της,
μα που είναι η υπόλοιπη;
08:44
but where's the rest of it?
174
524085
1676
08:45
No one knows.
175
525785
1282
Κανείς δεν ξέρει.
Αλλά μια θεωρητική εξήγηση προτείνει μια τρελή λύση.
08:48
But one theoretical explanation proposes a wild solution.
176
528003
4403
Εσείς κι εγώ -ακόμα κι εσείς εκεί πίσω -
08:54
You and I --
177
534120
1339
08:55
even you in the back --
178
535483
1578
ζούμε σε τρεις χωρικές διαστάσεις.
08:57
we live in three dimensions of space.
179
537085
2145
08:59
I hope that's a non-controversial statement.
180
539254
2557
Ελπίζω αυτή να είναι μια μη-αμφιλεγόμενη δήλωση.
09:01
(Laughter)
181
541835
1829
(Γέλια)
09:03
All of the known particles also live in three dimensions of space.
182
543688
3438
Όλα τα γνωστά σωματίδια επίσης ζουν στις τρεις διαστάσεις του χώρου.
Στην πραγματικότητα, ένα σωματίδιο είναι απλά άλλο ένα όνομα
09:07
In fact, a particle is just another name
183
547150
2190
09:09
for an excitation in a three-dimensional field;
184
549364
3009
για μια διέγερση στο τριδιάστατο πεδίο·
09:12
a localized wobbling in space.
185
552397
1920
μια τοπική φουσκάλα στο χώρο.
Πιο σημαντικά,
09:15
More importantly, all the math that we use to describe all this stuff
186
555288
3529
στα μαθηματικά που χρησιμοποιούμε για να τα περιγράψουμε όλα αυτά
09:18
assumes that there are only three dimensions of space.
187
558841
3073
θεωρούμε ότι υπάρχουν μόνο τρεις χωρικές διαστάσεις.
09:21
But math is math, and we can play around with our math however we want.
188
561938
3381
Τα μαθηματικά είναι μαθηματικά, μπορούμε να τα χειριστούμε όπως θέλουμε.
09:25
And people have been playing around with extra dimensions of space
189
565343
3166
Κάποιοι πειραματίζονται με επιπλέον χωρικές διαστάσεις εδώ και πολύ καιρό,
09:28
for a very long time,
190
568533
1155
αλλά ήταν πάντα μια αφηρημένη μαθηματική έννοια.
09:29
but it's always been an abstract mathematical concept.
191
569712
2585
09:32
I mean, just look around you -- you at the back, look around --
192
572321
3172
Θέλω να πω, κοιτάξτε γύρω σας -εσείς εκεί πίσω, κοιτάξτε γύρω-
09:35
there's clearly only three dimensions of space.
193
575517
2281
είναι προφανές ότι υπάρχουν μόνο τρεις χωρικές διαστάσεις.
09:38
But what if that's not true?
194
578954
1559
Αν όμως αυτό δεν είναι αλήθεια;
Αν η επιπλέον βαρύτητα διαρρέει
09:42
What if the missing gravity is leaking into an extra-spatial dimension
195
582109
6255
σε μια επιπλέον χωρική διάσταση
09:48
that's invisible to you and I?
196
588388
1956
που είναι αόρατη σε σας και σε μένα;
09:51
What if gravity is just as strong as the other forces
197
591355
3094
Μήπως η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή όσο οι υπόλοιπες δυνάμεις
09:54
if you were to view it in this extra-spatial dimension,
198
594473
3141
εάν μπορούσατε να τη δείτε σε αυτήν την επιπλέον χωρική διάσταση,
09:57
and what you and I experience is a tiny slice of gravity
199
597638
2900
και αυτό που βιώνουμε είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι αυτής της βαρύτητας
10:00
make it seem very weak?
200
600562
1897
που την κάνει να φαίνεται πολύ ασθενής;
Εάν αυτό ήταν αλήθεια,
10:04
If this were true,
201
604158
1175
10:05
we would have to expand our Standard Model of particles
202
605357
2748
θα έπρεπε να επεκτείνουμε το Καθιερωμένο Πρότυπο των σωματιδίων
10:08
to include an extra particle, a hyperdimensional particle of gravity,
203
608129
4086
για να συμπεριλάβουμε ένα ακόμα σωματίδιο, ένα υπερδιάστατο βαρυτικό σωματίδιο,
ένα ξεχωριστό βαρυτόνιο το οποίο ζει σε επιπλέον χωρικές διαστάσεις.
10:12
a special graviton that lives in extra-spatial dimensions.
204
612239
2995
10:15
I see the looks on your faces.
205
615258
1465
Βλέπω το ύφος στα πρόσωπά σας.
10:16
You should be asking me the question,
206
616747
1819
Θα έπρεπε να με ρωτήσετε,
10:18
"How in the world are we going to test this crazy, science fiction idea,
207
618590
3644
«Πώς στο καλό θα εξετάσουμε αυτήν την τρελή ιδέα επιστημονικής φαντασίας,
10:22
stuck as we are in three dimensions?"
208
622258
2491
έτσι όπως είμαστε κολλημένοι στις τρεις διαστάσεις;»
10:24
The way we always do,
209
624773
1282
Με τον ίδιο τρόπο όπως πάντα, με το να συγκρούουμε δύο πρωτόνια,
10:26
by slamming together two protons --
210
626079
2139
(Γέλια)
10:28
(Laughter)
211
628242
1152
10:29
Hard enough that the collision reverberates
212
629418
2564
τόσο δυνατά που η σύγκρουση να διαχέεται
σε όσες επιπλέον χωρικές διαστάσεις μπορεί να υπάρχουν,
10:32
into any extra-spatial dimensions that might be there,
213
632006
2691
10:34
momentarily creating this hyperdimensional graviton
214
634721
2599
δημιουργώντας στιγμιαία αυτό το υπερδιάσταστο βαρυτόνιο
10:37
that then snaps back into the three dimensions of the LHC
215
637344
4380
το οποίο πηδάει πίσω στις τρεις διαστάσεις του LHC
10:41
and spits off two photons,
216
641748
1822
και φτύνει δύο φωτόνια, δύο σωματίδια φωτός.
10:44
two particles of light.
217
644278
1338
10:47
And this hypothetical, extra-dimensional graviton
218
647417
2910
Και αυτό το υποθετικό υπερδιάστατο βαρυτόνιο
10:50
is one of the only possible, hypothetical new particles
219
650351
3707
είναι ένα από τα μόνα πιθανά, υποθετικά νεά σωματίδια
που να έχει τις ξεχωριστές κβαντικές ιδιότητες,
10:54
that has the special quantum properties
220
654082
2135
10:56
that could give birth to our little, two-photon bump.
221
656241
4236
και θα μπορούσε να δώσει τη μικρή μας διφωτονική κορυφή.
Η πιθανότητα, λοιπόν,
11:02
So, the possibility of explaining the mysteries of gravity
222
662000
5820
να εξηγήσουμε τα μυστήρια της βαρύτητας
11:07
and of discovering extra dimensions of space --
223
667844
3498
και να ανακαλύψουμε επιπλέον χωρικές διαστάσεις -
11:11
perhaps now you get a sense
224
671366
1592
ίσως τώρα να παίρνετε μια αίσθηση
11:12
as to why thousands of physics geeks collectively lost their cool
225
672982
4124
του γιατί χιλιάδες σπασίκλες φυσικοί συλλογικά έχασαν την ψυχραιμία τους
εξαιτίας της μικρής μας διφωτονικής κορυφής.
11:17
over our little, two-photon bump.
226
677130
1882
Μια τέτοια ανακάλυψη θα μπορούσε να ξαναγράψει όλα τα βιβλία.
11:19
A discovery of this type would rewrite the textbooks.
227
679036
2900
11:22
But remember,
228
682739
1152
Αλλά θυμηθείτε, το μήνυμα από εμάς τους πειραματικούς
11:23
the message from us experimentalists
229
683915
1724
που δουλεύαμε πάνω σε αυτό εκείνον τον καιρό ήταν ξεκάθαρο:
11:25
that actually were doing this work at the time,
230
685663
2239
11:27
was very clear:
231
687926
1154
χρειαζόμαστε κι άλλα δεδομένα.
11:29
we need more data.
232
689104
1174
11:30
With more data,
233
690302
1519
Με περισσότερα δεδομένα
11:31
the little bump will either turn into a nice, crisp Nobel Prize --
234
691845
4024
η μικρή κορυφή θα μεταμορφωθεί σε ένα ωραίο, φρέσκο βραβείο Νόμπελ,
11:35
(Laughter)
235
695893
1760
(Γέλια)
11:37
Or the extra data will fill in the space around the bump
236
697677
2964
ή τα επιπλέον δεδομένα θα γεμίσουν το χώρο γύρω από την κορυφή
11:40
and turn it into a nice, smooth line.
237
700665
1866
και θα την μετατρέψουν σε μια ωραία, ομαλή γραμμή.
11:43
So we took more data,
238
703515
1218
Πήραμε, λοιπόν, κι άλλα δεδομένα,
11:44
and with five times the data, several months later,
239
704757
2577
και με τα πενταπλάσια δεδομένα, αρκετούς μήνες αργότερα,
11:47
our little bump
240
707358
1690
η μικρή μας κορυφή
μετατράπηκε σε μια ομαλή γραμμή.
11:49
turned into a smooth line.
241
709072
2348
Τα μέσα μίλαγαν για «τεράστια απογοήτευση»,
11:55
The news reported on a "huge disappointment," on "faded hopes,"
242
715217
3484
για «ξεθωριασμένες ελπίδες»,
11:58
and on particle physicists "being sad."
243
718725
2510
και για σωματιδιακούς φυσικούς «σε θλίψη».
12:01
Given the tone of the coverage,
244
721259
1811
Από τον τόνο της δημοσιογραφικής κάλυψης,
12:03
you'd think that we had decided to shut down the LHC and go home.
245
723094
3488
θα νομίζατε ότι αποφασίσαμε να σβήσουμε τον LHC και να πάμε σπίτι.
12:06
(Laughter)
246
726606
1150
(Γέλια)
12:08
But that's not what we did.
247
728628
1603
Αλλά δεν το κάναμε αυτό.
Γιατί δεν το κάναμε;
12:13
But why not?
248
733057
2014
12:16
I mean, if I didn't discover a particle -- and I didn't --
249
736475
2845
Εννοώ ότι αν δεν ανακάλυψα ένα σωματίδιο
-και όντως δεν ανακάλυψα-
12:20
if I didn't discover a particle, why am I here talking to you?
250
740209
3029
αν δεν ανακάλυψα ένα σωματίδιο, γιατί είμαι εδώ και σας μιλάω;
Γιατί δεν έσκυψα το κεφάλι μου από ντροπή
12:23
Why didn't I just hang my head in shame
251
743262
2437
12:25
and go home?
252
745723
1224
και δεν πήγα στο σπίτι μου;
Οι σωματιδιακοί φυσικοί είναι εξερευνητές.
12:31
Particle physicists are explorers.
253
751169
3351
12:35
And very much of what we do is cartography.
254
755421
2952
Και σε μεγάλο βαθμό αυτό που κάνουμε είναι χαρτογράφηση.
Να το θέσω έτσι: ξεχάστε τον LHC για λίγο.
12:39
Let me put it this way: forget about the LHC for a second.
255
759468
2852
Φανταστείτε ότι είστε εξερευνητές του διαστήματος,
12:42
Imagine you are a space explorer arriving at a distant planet,
256
762344
3382
φτάνετε σε ένα μακρινό πλανήτη ψάχνοντας για εξωγήινους.
12:45
searching for aliens.
257
765750
1325
12:47
What is your first task?
258
767099
1522
Ποια είναι η πρώτη σας δουλειά;
12:49
To immediately orbit the planet, land, take a quick look around
259
769931
3076
Κάνετε το γύρο του πλανήτη, προσγειώνεστε,
ψάχνετε μεγάλες, εμφανείς ενδείξεις ζωής,
12:53
for any big, obvious signs of life,
260
773031
1886
12:54
and report back to home base.
261
774941
1819
και στέλνετε αναφορά πίσω στη βάση σας.
12:56
That's the stage we're at now.
262
776784
1624
Σε αυτή τη φάση είμαστε τώρα.
12:59
We took a first look at the LHC
263
779269
1487
Ρίξαμε μια πρώτη ματιά στον LHC
13:00
for any new, big, obvious-to-spot particles,
264
780780
2284
για νέα, μεγάλα, εύκολα στην αναγνώριση σωματίδια,
και μπορούμε να αναφέρουμε ότι αυτά δεν υπάρχουν.
13:03
and we can report that there are none.
265
783088
1950
13:05
We saw a weird-looking alien bump on a distant mountain,
266
785631
2673
Είδαμε μια περίεργη εξωγήινη κορυφή σε ένα μακρινό βουνό,
13:08
but once we got closer, we saw it was a rock.
267
788328
2170
αλλά αφού πλησιάσαμε, είδαμε ότι ήταν απλά βράχος.
13:10
But then what do we do? Do we just give up and fly away?
268
790816
2640
Και τότε τι κάνουμε;
Απλώς τα παρατάμε και πετάμε πίσω;
13:13
Absolutely not;
269
793480
1287
Για κανένα λόγο·
13:14
we would be terrible scientists if we did.
270
794791
2305
θα ήμασταν απαίσιοι επιστήμονες αν το κάναμε.
Όχι, περνάμε τις επόμενες δεκαετίες εξερευνώντας,
13:17
No, we spend the next couple of decades exploring,
271
797120
3613
13:20
mapping out the territory,
272
800757
1480
χαρτογραφώντας το έδαφος,
13:22
sifting through the sand with a fine instrument,
273
802261
2365
κοσκινίζοντας την άμμο με ένα μηχάνημα ακριβείας,
13:24
peeking under every stone,
274
804650
1458
γυρίζοντας κάθε πέτρα,
13:26
drilling under the surface.
275
806132
1554
τρυπώντας το έδαφος.
Νέα σωματίδια μπορεί να εμφανιστούν αμέσως
13:28
New particles can either show up immediately
276
808106
2593
13:30
as big, obvious-to-spot bumps,
277
810723
2133
ως μεγάλες, εμφανείς κορυφές,
13:32
or they can only reveal themselves after years of data taking.
278
812880
3941
ή μπορεί να αποκαλυφθούν μόνο μετά από χρόνια καταγραφής δεδομένων.
Η ανθρωπότητα μόλις άρχισε την εξερεύνηση
13:38
Humanity has just begun its exploration at the LHC at this big high energy,
279
818103
4410
στον LHC σε αυτήν την υψηλή ενέργεια,
13:42
and we have much searching to do.
280
822537
1791
και έχουμε ακόμα πολύ ψάξιμο.
13:44
But what if, even after 10 or 20 years, we still find no new particles?
281
824352
5825
Εάν όμως,
ακόμα και μετά από 10 ή 20 χρόνια, δεν βρούμε καινούρια σωματίδια;
Τότε χτίζουμε ένα ακόμα μεγαλύτερο μηχάνημα.
13:51
We build a bigger machine.
282
831053
1695
13:52
(Laughter)
283
832772
1574
(Γέλια)
13:54
We search at higher energies.
284
834370
1690
Ψάχνουμε σε υψηλότερες ενέργειες.
13:56
We search at higher energies.
285
836476
1570
Ψάχνουμε σε υψηλότερες ενέργειες.
13:58
Planning is already underway for a 100-kilometer tunnel
286
838946
3053
Ο σχεδιασμός είναι σε εξέλιξη για ένα τούνελ 100 χιλιομέτρων,
14:02
that will collide particles at 10 times the energy of the LHC.
287
842612
2976
θα συγκρούονται σωματίδια σε δεκαπλάσια ενέργεια από του LHC.
14:05
We don't decide where nature places new particles.
288
845612
2337
Δεν αποφασίζουμε που τοποθετεί η φύση νέα σωματίδια.
Αποφασίζουμε μόνο να συνεχίσουμε την εξερεύνηση.
14:08
We only decide to keep exploring.
289
848366
1646
14:10
But what if, even after a 100-kilometer tunnel
290
850036
2558
Εάν, ακόμα και με το τούνελ των 100 χιλιομέτρων,
14:12
or a 500-kilometer tunnel
291
852618
1860
ή ένα τούνελ 500 χιλιομέτρων,
14:14
or a 10,000-kilometer collider floating in space
292
854502
2841
ή έναν επιταχυντή 10.000 χιλιομέτρων
αιωρούμενο στο διάστημα μεταξύ Γης και Σελήνης,
14:17
between the Earth and the Moon,
293
857367
1578
14:18
we still find no new particles?
294
858969
3062
δε βρούμε καθόλου νέα σωματίδια;
14:23
Then perhaps we're doing particle physics wrong.
295
863597
2694
Τότε μάλλον διεξάγουμε τη σωματιδιακή φυσική λάθος.
14:26
(Laughter)
296
866315
1791
(Γέλια)
Ίσως χρειαστεί να αναθεωρήσουμε.
14:28
Perhaps we need to rethink things.
297
868130
1957
Ίσως χρειαζόμαστε περισσότερους πόρους, τεχνολογία, τεχνογνωσία,
14:31
Maybe we need more resources, technology, expertise
298
871127
3262
14:34
than what we currently have.
299
874413
1508
από ό,τι έχουμε τώρα.
14:36
We already use artificial intelligence and machine learning techniques
300
876610
3341
Ήδη χρησιμοποιούμε τεχνητή νοημοσύνη και τεχνικές μηχανικής μάθησης
14:39
in parts of the LHC,
301
879975
1153
σε τμήματα του LHC,
αλλά φανταστείτε ένα πείραμα σωματιδιακής φυσικής
14:41
but imagine designing a particle physics experiment
302
881152
2406
χρησιμοποιώντας τόσο εξειδικευμένους αλγορίθμους
14:43
using such sophisticated algorithms
303
883582
1669
14:45
that it could teach itself to discover a hyperdimensional graviton.
304
885275
3168
που να μπορεί να μάθει μόνο του
πώς να ανακαλύπτει ένα υπερδιάστατο βαρυτόνιο.
14:48
But what if?
305
888467
1157
14:49
What if the ultimate question:
306
889648
1445
Η τελική ερώτηση: εάν ακόμα και η τεχνητή νοημοσύνη
14:51
What if even artificial intelligence can't help us answer our questions?
307
891117
3473
δε μπορεί να βοηθήσει να βρούμε τις απαντήσεις;
Εάν αυτές οι ανοιχτές για αιώνες ερωτήσεις
14:54
What if these open questions, for centuries,
308
894614
2111
14:56
are destined to be unanswered for the foreseeable future?
309
896749
2669
είναι προορισμένες να παραμείνουν αναπάντητες στο μέλλον;
14:59
What if the stuff that's bothered me since I was a little kid
310
899442
2929
Εάν αυτά που με απασχολούσαν από τότε που ήμουν μικρός
15:02
is destined to be unanswered in my lifetime?
311
902395
2523
είναι προορισμένα να παραμείνουν αναπάντητα σε όλη μου τη ζωή;
15:06
Then that ...
312
906395
1156
Τότε αυτό...
15:08
will be even more fascinating.
313
908282
2094
θα είναι ακόμα πιο εντυπωσιακό.
Θα αναγκαστούμε να σκεφτούμε με τελείως διαφορετικούς τρόπους.
15:12
We will be forced to think in completely new ways.
314
912144
3225
15:16
We'll have to go back to our assumptions,
315
916361
2058
Θα πρέπει να πάμε πίσω στις υποθέσεις μας,
15:18
and determine if there was a flaw somewhere.
316
918443
2339
και να ψάξουμε μήπως υπάρχει κάποιο λάθος κάπου.
15:21
And we'll need to encourage more people to join us in studying science
317
921401
3395
Πρέπει να ενθαρρύνουμε κι άλλους να μελετήσουν την επιστήμη μαζί μας,
15:24
since we need fresh eyes on these century-old problems.
318
924820
3062
αφού χρειαζόμαστε φρέσκες ματιές σε αυτά τα προβλήματα του ενός αιώνα.
15:27
I don't have the answers, and I'm still searching for them.
319
927906
3134
Δεν έχω τις απαντήσεις, και ακόμα τις ψάχνω.
Αλλά κάποια
15:31
But someone -- maybe she's in school right now,
320
931064
2329
-ίσως να είναι ακόμα μαθήτρια ή μην έχει γεννηθεί καν-
15:33
maybe she's not even born yet --
321
933417
1684
15:35
could eventually guide us to see physics in a completely new way,
322
935783
3133
θα μπορούσε να μας δείξει τη φυσική με έναν εντελώς νέο τρόπο,
15:38
and to point out that perhaps we're just asking the wrong questions.
323
938940
4268
και να μας υποδείξει ότι ίσως απλώς κάνουμε τις λάθος ερωτήσεις.
Κάτι το οποίο δε θα ήταν το τέλος της φυσικής,
15:44
Which would not be the end of physics,
324
944112
2410
15:46
but a novel beginning.
325
946546
1406
αλλά μια νέα αρχή.
15:49
Thank you.
326
949204
1150
Σας ευχαριστώ.
15:50
(Applause)
327
950378
2541
(Χειροκρότημα)
Σχετικά με αυτόν τον ιστότοπο

Αυτός ο ιστότοπος θα σας παρουσιάσει βίντεο στο YouTube που είναι χρήσιμα για την εκμάθηση της αγγλικής γλώσσας. Θα δείτε μαθήματα αγγλικών που διδάσκουν κορυφαίοι καθηγητές από όλο τον κόσμο. Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους που εμφανίζονται σε κάθε σελίδα βίντεο για να αναπαράγετε το βίντεο από εκεί. Οι υπότιτλοι μετακινούνται συγχρονισμένα με την αναπαραγωγή του βίντεο. Εάν έχετε οποιαδήποτε σχόλια ή αιτήματα, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας χρησιμοποιώντας αυτή τη φόρμα επικοινωνίας.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7