Making sense of string theory | Brian Greene

Μετάφραση: Nikolaos Benias Επιμέλεια: George Loukakis

In the year 1919,

Το έτος 1919,

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

ένας σχεδόν άγνωστος γερμανός μαθηματικός με το όνομα Θεοδόρ Καλούζα

suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.

πρότεινε μια πολύ τολμηρή και, κατά κάποιο τρόπο, πολύ περίεργη ιδέα.

He proposed that our universe

Πρότεινε ότι το σύμπαν μας

might actually have more than the three dimensions

μπορεί να έχει περισσότερες από τις τρεις διαστάσεις

that we are all aware of.

που όλοι μας ξέρουμε.

That is in addition to left, right, back, forth and up, down,

Επιπλέον των γνωστών διαστάσεων του χώρου (μήκος, πλάτος, ύψος),

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

ο Καλούζα πρότεινε ότι ενδέχεται να υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις στο χώρο

that for some reason we don't yet see.

που για κάποιο λόγο δεν τις βλέπουμε ακόμα.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Τώρα, όταν κάποιος έχει μια τολμηρή και περίεργη ιδέα,

sometimes that's all it is -- bold and bizarre,

μερικές φορές είναι ακριβώς αυτό - τολμηρή και περίεργη -

but it has nothing to do with the world around us.

αλλά δεν σχετίζεται με τίποτα με κόσμο γύρω μας.

This particular idea, however --

Παρόλα αυτά, η συγκεκριμένη ιδέα,

although we don't yet know whether it's right or wrong,

αν και δεν ξέρουμε ακόμα αν είναι σωστή ή λάθος,

and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,

και στο τέλος θα αναφέρω πειράματα που στα επόμενα χρόνια

may tell us whether it's right or wrong --

ίσως μας πουν αν είναι σωστή ή λάθος,

this idea has had a major impact on physics in the last century

η ιδέα αυτή είχε πολύ μεγάλη επίδραση στη Φυσική τον τελευταίο αιώνα

and continues to inform a lot of cutting-edge research.

και συνεχίζει να επηρεάζει πολλές προχωρημένες έρευνες.

So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.

Γι' αυτό, θα ήθελα να σας μιλήσω για την ιστορία αυτών των επιπλέον διαστάσεων.

So where do we go?

Που πάμε λοιπόν;

To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.

Για να ξεκινήσουμε, χρειάζεται να κάνουμε μια μικρή αναδρομή στο παρελθόν. Πάμε στο 1907.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Είναι η χρονιά όπου ο Αινστάιν καταξιώνεται υπό τη λάμψη

of having discovered the special theory of relativity

της ανακάλυψης της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας

and decides to take on a new project,

και αποφασίζει να αναλάβει μια νέα εργασία:

to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.

να προσπαθήσει να καταλάβει πλήρως τη μεγάλη, διεισδυτική δύναμη της βαρύτητας.

And in that moment, there are many people around

Και εκείνη τη στιγμή υπήρχαν πολλοί άνθρωποι τριγύρω

who thought that that project had already been resolved.

που πίστευαν ότι αυτή η υπόθεση είχε ήδη επιλυθεί.

Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s

Ο Νιούτον είχε δώσει στον κόσμο μία θεωρία της βαρύτητας στα τέλη του 1600

that works well, describes the motion of planets,

που λειτουργεί σωστά, περιγράφει την κίνηση των πλανητών,

the motion of the moon and so forth,

την κίνηση της Σελήνης κλπ,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

την κίνηση των "απόκρυφων" μήλων που πέφτουν από τα δέντρα

hitting people on the head.

και χτυπούν τους ανθρώπους στο κεφάλι.

All of that could be described using Newton's work.

Όλα τα παραπάνω μπορούν να περιγραφούν χρησιμοποιώντας τη θεωρία του Νιούτον.

But Einstein realized that Newton had left something out of the story,

Αλλά ο Αινστάιν συνειδητοποίησε ότι ο Νιούτον είχε αφήσει κάτι έξω από τη θεωρία του,

because even Newton had written

κάτι που και ο ίδιος ο Νιούτον είχε γράψει

that although he understood how to calculate the effect of gravity,

πως, αν και καταλάβαινε πως μπορεί να υπολογίσει το φαινόμενο της βαρύτητας,

he'd been unable to figure out how it really works.

δεν μπορούσε να καταλάβει πως πραγματικά λειτουργεί.

How is it that the Sun, 93 million miles away,

Πως γίνεται ο Ήλιος, 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά,

[that] somehow it affects the motion of the Earth?

να επηρεάζει την κίνηση της Γης;

How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?

Πως μπορεί ο Ήλιος να "επεκταθεί" μέσω του, άδειου από ενέργεια, διαστήματος και να ασκήσει την επιρροή του;

And that is a task to which Einstein set himself --

Αυτή είναι μια εργασία που έθεσε ο Αινστάιν στον εαυτό του:

to figure out how gravity works.

να καταλάβει πως λειτουργεί η βαρύτητα.

And let me show you what it is that he found.

Και θα σας πω τι βρήκε.

So Einstein found

Ο Αινστάιν ανακάλυψε

that the medium that transmits gravity is space itself.

ότι το μέσο που μεταδίδει τη βαρύτητα είναι ο ίδιος ο χώρος.

The idea goes like this:

Η ιδέα έχει ως εξής:

imagine space is a substrate of all there is.

φανταστείτε ότι ο χώρος είναι ένα υπόστρωμα όλων όσων υπάρχουν.

Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.

Ο Αινστάιν είπε ότι ο χώρος είναι ωραίος και επίπεδος, όταν δεν υπάρχει μάζα παρούσα.

But if there is matter in the environment, such as the Sun,

Εάν όμως υπάρχει παρούσα μάζα, όπως ο Ήλιος,

it causes the fabric of space to warp, to curve.

αναγκάζει την υφή του διαστήματος να στρεβλωθεί, να καμπυλωθεί.

And that communicates the force of gravity.

Και αυτό μεταδίδει τη δύναμη της βαρύτητας.

Even the Earth warps space around it.

Ακόμα και η Γη καμπυλώνει το χώρο γύρω της.

Now look at the Moon.

Κοιτάξτε τώρα τη Σελήνη.

The Moon is kept in orbit, according to these ideas,

Η Σελήνη παραμένει σε τροχιά, σύμφωνα με αυτές τις ιδέες,

because it rolls along a valley in the curved environment

επειδή περιστρέφεται γύρω από μια κοιλάδα στο κυρτό αυτό περιβάλλον

that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.

όπου ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη δημιουργούν εξαιτίας της παρουσίας τους.

We go to a full-frame view of this.

Ας το δούμε όλο μαζί συγκεντρωτικά.

The Earth itself is kept in orbit

Η ίδια η Γη παραμένει σε τροχιά

because it rolls along a valley in the environment that's curved

λόγω του ότι περιστρέφεται σε μια κοιλάδα σε ένα καμπύλο περιβάλλον

because of the Sun's presence.

εξαιτίας της ύπαρξης του Ήλιου.

That is this new idea about how gravity actually works.

Αυτή είναι η νέα ιδέα για το πως ακριβώς λειτουργεί η βαρύτητα.

Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.

Τώρα, αυτή η ιδέα δοκιμάστηκε το 1919 μέσω αστρονομικών παρατηρήσεων.

It really works. It describes the data.

Όντως δουλεύει. Περιγράφει τα δεδομένα.

And this gained Einstein prominence around the world.

Και έδωσε στον Αινστάιν τη παγκόσμια διάκριση.

And that is what got Kaluza thinking.

Και αυτό έβαλε τον Καλούζα σε σκέψεις.

He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.

Και αυτός, όπως και ο Αινστάιν, έψαχναν αυτό που λέγεται "Ενοποιημένη Θεωρία".

That's one theory

Αυτή είναι μια θεωρία

that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,

που θα μπορούσε να περιγράψει όλες τις δυνάμεις τις φύσεις από μία ομάδα ιδεών,

one set of principles, one master equation, if you will.

μια ομάδα αρχών, μια "κύρια" εξίσωση, αν θέλετε.

So Kaluza said to himself,

Έτσι, ο Καλούζα είπε στον εαυτό του,

Einstein has been able to describe gravity

ο Αινστάιν μπόρεσε να περιγράψει τη βαρύτητα

in terms of warps and curves in space --

με τους όρους των στρεβλώσεων και των καμπυλώσεων στο χώρο,

in fact, space and time, to be more precise.

για την ακρίβεια, στο χώρο και στο χρόνο.

Maybe I can play the same game with the other known force,

Ίσως μπορώ και εγώ να "παίξω" το ίδιο παιχνίδι με την άλλη γνωστή δύναμη,

which was, at that time, known as the electromagnetic force --

η οποία ήταν, εκείνη τη στιγμή, γνωστή ως ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

we know of others today, but at that time

Σήμερα γνωρίζουμε και άλλες, αλλά τότε

that was the only other one people were thinking about.

αυτή ήταν η μόνη άλλη δύναμη για την οποία μιλούσαν όλοι.

You know, the force responsible for electricity

Ξέρετε, τη δύναμη που είναι υπεύθυνη για τον ηλεκτρισμό

and magnetic attraction and so forth.

και τη μαγνητική έλξη κλπ.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Έτσι, ο Καλούζα λέει ότι ίσως μπορώ να "παίξω" το ίδιο παιχνίδι

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

και να περιγράψω την ηλεκτρομαγνητική δύναμη με όρους στρέβλωσης και καμπύλωσης.

That raised a question: warps and curves in what?

Αυτό έθεσε το ερώτημα: στρεβλώσεις και καμπυλώσεις σε τι;

Einstein had already used up space and time,

Ο Αινστάιν είχε ήδη χρησιμοποιήσει το χώρο και το χρόνο,

warps and curves, to describe gravity.

στρεβλώσεις και καμπυλώσεις, για να περιγράψει τη βαρύτητα.

There didn't seem to be anything else to warp or curve.

Δε φαινόταν να υπάρχει κάτι άλλο για να στρεβλώθει ή να καμπυλωθεί.

So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.

Έτσι λοιπόν, ο Καλούζα είπε ότι ίσως υπάρχουν περισσότερες διαστάσεις στο χώρο.

He said, if I want to describe one more force,

Είπε, αν θέλω να περιγράψω μια ακόμα δύναμη,

maybe I need one more dimension.

ίσως χρειάζομαι μία ακόμη διάσταση.

So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,

Έτσι, φαντάστηκε ότι ο κόσμος είχε τέσσερις διαστάσεις χώρου, όχι τρεις,

and imagined that electromagnetism was warps and curves

και υπέθεσε ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός ήταν στρεβλώσεις και καμπύλες

in that fourth dimension. Now here's the thing:

σε αυτή την τέταρτη διάσταση. Τώρα, υπάρχει ένα θέμα:

when he wrote down the equations describing warps and curves

όταν έγραψε τις εξισώσεις που περιγράφουν τις στρεβλώσεις και τις καμπυλώσεις

in a universe with four space dimensions, not three,

σε ένα σύμπαν με τέσσερις διαστάσεις, όχι τρεις,

he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --

ανακάλυψε τις παλιές εξισώσεις του Αινστάιν που είχαν ήδη προκύψει για τις τρεις διαστάσεις

those were for gravity --

- αυτές ήταν για τη βαρύτητα -

but he found one more equation because of the one more dimension.

αλλά βρήκε ακόμα μια εξίσωση, λόγω της επιπλέον διάστασης.

And when he looked at that equation,

Και όταν κοίταξε αυτή τη εξίσωση

it was none other than the equation

δεν ήταν άλλη από την εξίσωση

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

που οι επιστήμονες καιρό γνώριζαν ότι περιέγραφε την ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

Amazing -- it just popped out.

Εντυπωσιακό - απλά εμφανίστηκε.

He was so excited by this realization

Ήταν τόσο πολύ ενθουσιασμένος από αυτή τη διαπίστωση

that he ran around his house screaming, "Victory!" --

που άρχισε να τρέχει μέσα στο σπίτι του φωνάζοντας "Νίκη!"

that he had found the unified theory.

θεωρώντας ότι είχε ανακαλύψει την Ενοποιημένη Θεωρία.

Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.

Είναι ξεκάθαρο, ότι ο Καλούζα ήταν ένας άνθρωπος που έπαιρνε τη θεωρία πάρα πολύ στα σοβαρά.

He, in fact --

Για την ακρίβεια,

there is a story that when he wanted to learn how to swim,

σύμφωνα με μια ιστορία, όταν ήθελε να μάθει να κολυμπάει,

he read a book, a treatise on swimming --

διάβασε ένα βιβλίο διατριβή για την κολύμβηση

(Laughter)

(Γέλια)

-- then dove into the ocean.

και μετά βούτηξε στον ωκεανό.

This is a man who would risk his life on theory.

Αυτός είναι ένας άνθρωπος που θα ρίσκαρε τη ζωή του βασιζόμενος στη Θεωρία.

Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,

Τώρα, για όλους εμάς που είμαστε λίγο περισσότερο πρακτικοί,

two questions immediately arise from his observation.

δύο ερωτήματα προκύπτουν άμεσα από αυτή του την παρατήρηση.

Number one: if there are more dimensions in space, where are they?

Πρώτον: αν υπάρχουν περισσότερες διαστάσεις στο χώρο, που βρίσκονται;

We don't seem to see them.

Δεν φαίνεται ότι μπορούμε να τις δούμε.

And number two: does this theory really work in detail,

Και δεύτερον: λειτουργεί άραγε αυτή η θεωρία με λεπτομέρεια

when you try to apply it to the world around us?

όταν προσπαθήσεις να την εφαρμόσεις στον κόσμο μας;

Now, the first question was answered in 1926

Το πρώτο ερώτημα απαντήθηκε το 1926

by a fellow named Oskar Klein.

από τον Όσκαρ Κλάιν.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Αυτός πρότεινε ότι οι διαστάσεις μπορεί να είναι δύο ειδών.

there might be big, easy-to-see dimensions,

Μπορεί να είναι μεγάλες, εύκολα ορατές διαστάσεις,

but there might also be tiny, curled-up dimensions,

αλλά μπορεί να είναι και μικροσκοπικές, "κουβαριασμένες" διαστάσεις,

curled up so small, even though they're all around us,

τόσο πολύ "κουβαριασμένες" που, αν και υπάρχουν παντού γύρω μας,

that we don't see them.

δεν μπορούμε να τις δούμε.

Let me show you that one visually.

Επιτρέψτε μου να σας το παρουσιάσω αυτό οπτικά.

So, imagine you're looking at something

Φανταστείτε ότι κοιτάζεται κάτι,

like a cable supporting a traffic light.

όπως ένα καλώδιο που στηρίζει ένα φανάρι κυκλοφορίας.

It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --

Βρίσκεται στο Μανχάταν, στο Σέντραλ Παρκ - άσχετο -

but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,

αλλά το καλώδιο φαίνεται μονοδιάστατο από μακριά,

but you and I all know that it does have some thickness.

αλλά εσείς και εγώ ξέρουμε ότι έχει κάποιο πάχος.

It's very hard to see it, though, from far away.

Όμως, είναι πολύ δύσκολο να το δούμε, από αυτή την απόσταση.

But if we zoom in and take the perspective of, say,

Αλλά αν μεγενθύνουμε και το δούμε από την οπτική, ας πούμε

a little ant walking around --

ενός μικρού μυρμηγκιού που περπατάει πάνω του

little ants are so small that they can access all of the dimensions --

- τα μυρμήγκια είναι τόσο μικρά που μπορούν να διασχίσουν όλες τις διαστάσεις -

the long dimension,

τη μακρινή διάσταση,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

αλλά και αυτή τη μικρότερη δεξιόστροφη, αριστερόστροφη κατεύθυνση.

And I hope you appreciate this.

Ελπίζω να το εκτιμάται αυτό.

It took so long to get these ants to do this.

Μας πήρε πολύ καιρό να αναγκάσουμε τα μυρμήγκια να το κάνουν αυτό.

(Laughter)

(Γέλια)

But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:

Αλλά αυτό απεικονίζει το γεγονός ότι οι διαστάσεις μπορούν να είναι δύο ειδών:

big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us

Μικρές και μεγάλες. Και η ιδέα ότι ίσως οι μεγάλες διαστάσεις γύρω μας

are the ones that we can easily see,

είναι αυτές που μπορούμε εύκολα να δούμε,

but there might be additional dimensions curled up,

αλλά μπορεί να υπάρχουν επιπλέον "κουβαριασμένες" διαστάσεις,

sort of like the circular part of that cable,

περίπου όπως το κυκλικό τμήμα εκείνου του καλωδίου,

so small that they have so far remained invisible.

τόσο μικρές που μέχρι τώρα παρέμεναν αόρατες.

Let me show you what that would look like.

Επιτρέψτε μου να σας δείξω πως αυτό θα μπορούσε να είναι.

So, if we take a look, say, at space itself --

Αν δούμε, για παράδειγμα, τον ίδιο το χώρο

I can only show, of course, two dimensions on a screen.

μπορώ να σας δείξω, φυσικά, δύο διαστάσεις στην οθόνη.

Some of you guys will fix that one day,

Μερικοί από εσάς μπορεί να το διορθώσετε αυτό κάποια μέρα,

but anything that's not flat on a screen is a new dimension,

αλλά οτιδήποτε δεν είναι επίπεδο σε μια οθόνη είναι μια νέα διάσταση,

goes smaller, smaller, smaller,

γίνεται μικρό, μικρότερο, ακόμα πιο μικρό,

and way down in the microscopic depths of space itself,

και κατεβαίνουμε στα μικροσκοπικά βάθη του ίδιου του χώρου,

this is the idea,

αυτή είναι η ιδέα:

you could have additional curled up dimensions --

θα μπορούσαμε να έχουμε επιπλέον "κουβαριασμένες" διαστάσεις.

here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.

Αυτό είναι το σχήμα ενός μικρού κύκλου, τόσο μικρού που δεν μπορούμε να τον δούμε.

But if you were a little ultra microscopic ant walking around,

Αλλά αν είσασταν ένα πάρα πολύ μικροσκοπικό περιπλανώμενο μυρμήγκι

you could walk in the big dimensions that we all know about --

θα μπορούσατε να περπατάτε στις μεγάλες διαστάσεις που όλοι ξέρουμε

that's like the grid part --

- όπως στο τμήμα του πλέγματος -

but you could also access the tiny curled-up dimension

αλλά θα μπορούσατε επίσης να έχετε πρόσβαση στην πολύ μικρή "κουβαριασμένη" διάσταση

that's so small that we can't see it with the naked eye

που είναι τόσο μικρή που δεν μπορούμε να τη δούμε με γυμνό μάτι

or even with any of our most refined equipment.

ούτε ακόμα με τον πιο εκλεπτισμένο εξοπλισμό που διαθέτουμε.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

Αλλά βαθιά κρυμμένη μέσα στη δομή του ίδιου του χώρου,

the idea is there could be more dimensions, as we see there.

η ιδέα είναι ότι μπορούν να υπάρχουν περισσότερες διαστάσεις, όπως τις βλέπουμε εδώ.

Now that's an explanation

Τώρα, αυτή είναι μια εξήγηση

about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.

για το πως το σύμπαν θα μπορούσε να έχει περισσότερες διαστάσεις από αυτές που βλέπουμε.

But what about the second question that I asked:

Τι γίνεται όμως με το δεύτερο ερώτημα;

does the theory actually work

Αυτή η θεωρία λειτουργεί

when you try to apply it to the real world?

όταν προσπαθήσουμε να την εφαρμόσουμε στον πραγματικό κόσμο;

Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others

Λοιπόν, διαφένεται ότι οι Αινστάιν και Καλούζα, και πολλοί άλλοι,

worked on trying to refine this framework

δούλεψαν προσπαθώντας να τελειοποιήσουν αυτό το πλαίσιο

and apply it to the physics of the universe

και να το εντάξουν στη Φυσική του σύμπαντος,

as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.

όπως ήταν κατανοητό εκείνη την εποχή, και στη λεπτομέρεια δεν δούλεψε.

In detail, for instance,

Λεπτομερέστερα, για παράδειγμα,

they couldn't get the mass of the electron

δεν μπόρεσαν να κάνουν τη μάζα του ηλεκτρόνιου

to work out correctly in this theory.

να δουλέψει σωστά σε αυτή τη θεωρία.

So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,

Τόσοι πολλοί άνθρωποι δούλεψαν πάνω σε αυτό, αλλά μέχρι τη δεκαετία του '40, σίγουρα μέχρι του '50,

this strange but very compelling idea

αυτή η περίεργη, αλλά πολύ ακαταμάχητη ιδέα,

of how to unify the laws of physics had gone away.

του πως να ενοποιήσουν τους Νόμους της Φυσικής εξαφανίστηκε.

Until something wonderful happened in our age.

Μέχρι που κάτι υπέροχο συνέβη στις μέρες μας.

In our era, a new approach to unify the laws of physics

Στην εποχή μας, μια νέα προσέγγιση για την ενοποίηση των Νόμων της Φυσικής

is being pursued by physicists such as myself,

επιδιώκεται από φυσικούς σαν εμένα,

many others around the world,

και πολλούς άλλους ανά τον κόσμο,

it's called superstring theory, as you were indicating.

ονομάζεται Θεωρία των Υπερχορδών, όπως καταδυκνύεται.

And the wonderful thing is that superstring theory

Και το υπέροχο είναι ότι η Θεωρία των Υπερχορδών

has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,

δεν έχει να κάνει καθόλου, με μια πρώτη ματιά, με την ιδέα των επιπλέον διαστάσεων,

but when we study superstring theory,

αλλά όταν μελετήσουμε τη Θεωρία των Υπερχορδών,

we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.

διαπιστώνουμε ότι επαναφέρει στο προσκήνιο την ιδέα με μια λαμπερή νέα μορφή.

So, let me just tell you how that goes.

Επιτρέψτε μου να σας δείξω πως γίνεται.

Superstring theory -- what is it?

Θεωρία των Υπερχορδών. Τι είναι;

Well, it's a theory that tries to answer the question:

Είναι, λοιπόν, μια θεωρία που προσπαθεί να απαντήσει στο ερώτημα:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

ποια είναι τα βασικά, θεμελιώδη, αδιαίρετα, άτμητα δομικά στοιχεία

making up everything in the world around us?

από τα οποία έχουν δημιουργηθεί τα πάντα στον κόσμο γυρω μας;

The idea is like this.

Η ιδέα έχει ως εξής:

So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,

Φανταστείτε ότι κοιτάζουμε ένα πολύ οικείο αντικείμενο, ένα απλό κερί σε ένα κηροπήγιο,

and imagine that we want to figure out what it is made of.

και ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να βρούμε από τι αποτελείται αυτό.

So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.

Έτσι, κάνουμε ένα ταξίδι βαθιά μέσα στο αντικείμενο και εξετάζουμε τα συστατικά του.

So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.

Βαθιά μέσα στην ύλη, όλοι μας γνωρίζουμε ότι υπάρχουν τα άτομα.

We also all know that atoms are not the end of the story.

Επίσης, ξέρουμε ότι τα άτομα δεν είναι το τέλος της ιστορίας.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Αυτά έχουν μικρά ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από έναν κεντρικό πυρήνα

with neutrons and protons.

νετρονίων και πρωτονίων.

Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.

Ακόμα τα νετρόνια και τα πρωτόνια αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια, γνωστά ως κουάρκ.

That is where conventional ideas stop.

Εδώ σταματούν οι συμβατικές ιδέες.

Here is the new idea of string theory.

Εδώ έρχεται η νέα ιδέα της Θεωρίας των Χορδών.

Deep inside any of these particles, there is something else.

Βαθιά μέσα σε αυτά τα σωματίδια, υπάρχει κάτι άλλο.

This something else is this dancing filament of energy.

Αυτό το κάτι άλλο είναι ένα νήμα ενέργειας που χορεύει.

It looks like a vibrating string --

Μοιάζει με μια παλλόμενη χορδή

that's where the idea, string theory comes from.

- από αυτό προέρχεται και η ιδέα της θεωρίας -

And just like the vibrating strings that you just saw in a cello

Και όπως ακριβώς οι παλλόμενες χορδές που μόλις είδατε σε ένα τσέλο

can vibrate in different patterns,

μπορούν να δονούνται με διαφορετικά μοτίβο,

these can also vibrate in different patterns.

έτσι μπορούν και αυτές να δονούνται με διαφορετικά μοτίβο.

They don't produce different musical notes.

Δεν παράγουν διαφορετικές μουσικές νότες.

Rather, they produce the different particles making up the world around us.

Αντί αυτών, παράγουν τα διαφορετικά σωματίδια που συνθέτουν τον κόσμο γύρω μας.

So if these ideas are correct,

Έτσι, αν αυτές οι ιδέες είναι σωστές,

this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.

κάπως έτσι θα είναι το υπερμικροσκοπικό τοπίο του σύμπαντος.

It's built up of a huge number

Είναι φτιαγμένο από ένα τεράστιο αριθμό

of these little tiny filaments of vibrating energy,

από αυτά τα μικροσκοπικά νήματα από παλλόμενη ενέργεια,

vibrating in different frequencies.

δονούμενα σε διαφορετικές συχνότητες.

The different frequencies produce the different particles.

Οι διαφορετικές συχνότητες παράγουν τα διαφορετικά σωματίδια.

The different particles are responsible

Τα διαφορετικά σωματίδια είναι υπεύθυνα

for all the richness in the world around us.

για όλο τον πλούτο του κόσμου γύρω μας.

And there you see unification,

Και εκεί βλέπετε την ενοποίηση,

because matter particles, electrons and quarks,

γιατί σωματίδια ύλης, ηλεκτρόνια και κουάρκ,

radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.

σωματίδια ακτινοβολίας, φωτόνια, βαρυτόνια, έχουν όλα δημιουργηθεί από μία οντότητα.

So matter and the forces of nature all are put together

Έτσι, η ύλη και οι δυνάμεις της φύσης τοποθετούνται μαζί

under the rubric of vibrating strings.

υπό τη σκέπη των παλλόμενων χορδών.

And that's what we mean by a unified theory.

Και αυτό εννοούμε με τον όρο Ενοποιημένη Θεωρία.

Now here is the catch.

Υπάρχει όμως μια παγίδα.

When you study the mathematics of string theory,

Εάν μελετήσετε τα μαθηματικά της Θεωρίας Χορδών,

you find that it doesn't work

θα διαπιστώσετε ότι δεν λειτουργεί

in a universe that just has three dimensions of space.

σε ένα σύμπαν που έχει μόνο τρεις διαστάσεις χώρου.

It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.

Δεν λειτουργεί σε ένα σύμπαν με τέσσερις διαστάσεις χώρου, ούτε πέντε, ούτε έξι.

Finally, you can study the equations, and show that it works

Τελικά, μπορούμε να μελετήσουμε τις εξισώσεις και να αποδείξουμε ότι λειτουργούν

only in a universe that has 10 dimensions of space

μόνο σε ένα σύμπαν που έχει δέκα διαστάσεις χώρου

and one dimension of time.

και μια διάσταση χρόνου.

It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --

Μας οδήγησε πίσω στην ιδέα των Καλούζα και Κλάιν,

that our world, when appropriately described,

ότι ο κόσμος μας, όταν περιγραφετε σωστά,

has more dimensions than the ones that we see.

έχει επιπλέον διαστάσεις από αυτές που βλέπουμε.

Now you might think about that and say, well,

Τώρα, μπορεί να το σκεφτείτε αυτό και να πείτε,

OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,

εντάξει, ξέρεις αν έχεις επιπλέον διαστάσεις, και είναι τόσο σφικτά "κουβαριασμένες",

yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.

ναι, ίσως δεν μπορούμε να τις δούμε αν είναι τόσο μικρές.

But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,

Αλλά, αν υπάρχει ένας μικροσκοπικός πολιτισμός από πράσινα ανθρωπάκια που περιφέρονται εκεί κάτω

and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.

και τα κάνεις τόσο μικρά που επίσης δεν θα μπορούμε να τα δούμε, αυτό είναι αλήθεια.

One of the other predictions of string theory --

Μια από τις άλλες προβλέψεις της Θεωρίας των Χορδών.

no, that's not one of the other predictions of string theory.

Όχι, αυτό δεν είναι μια από τις άλλες προβλέψεις της Θεωρίας των Χορδών.

(Laughter)

(Γέλια)

But it raises the question:

Αλλά προκύπτει το ερώτημα:

are we just trying to hide away these extra dimensions,

προσπαθούμε απλά να κρύψουμε αυτές τις παραπάνω διαστάσεις

or do they tell us something about the world?

ή μας λένε κάτι για τον κόσμο;

In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.

Στο χρόνο που απομένει, θα ήθελα να σας αναφέρω δυο χαρακτηριστικά.

First is, many of us believe that these extra dimensions

Πρώτον, πολλοί από εμάς πιστεύουμε ότι αυτές οι παραπάνω διαστάσεις

hold the answer to what perhaps is the deepest question

έχουν την απάντηση στο πιθανά βαθύτερο ερώτημα

in theoretical physics, theoretical science.

της Θεωρητικής Φυσικής, της Θεωρητικής Επιστήμης.

And that question is this: when we look around the world,

Και το ερώτημα αυτό είναι: όταν κοιτάζουμε τον κόσμο,

as scientists have done for the last hundred years,

όπως έχουν κάνει οι επιστήμονες τα τελευταία εκατό χρόνια,

there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.

διαφαίνεται ότι υπάρχουν περίπου είκοσι αριθμοί οι οποίοι πραγματικά περιγράφουν το σύμπαν μας.

These are numbers like the mass of the particles,

Αυτοί είναι αριθμοί, όπως η μάζα των σωματιδίων,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ, η δύναμη της βαρύτητας,

the strength of the electromagnetic force --

η δύναμη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

a list of about 20 numbers

μια λίστα από περίπου είκοσι αριθμούς

that have been measured with incredible precision,

που έχουν μετρηθεί με απίστευτη ακρίβεια,

but nobody has an explanation

αλλά κανείς δεν έχει μια εξήγηση

for why the numbers have the particular values that they do.

γιατί αυτοί οι αριθμοί έχουν τις συγκεκριμένες αυτές τιμές.

Now, does string theory offer an answer?

Τώρα, μας δίνει κάποια απάντηση η Θεωρία των Χορδών;

Not yet.

Όχι ακόμα.

But we believe the answer for why those numbers have the values they do

Αλλά πιστεύουμε πως η απάντηση στο γιατί αυτοί οι αριθμοί έχουν αυτές τις τιμές

may rely on the form of the extra dimensions.

μπορεί να βασίζετε στη μορφή των επιπλέον διαστάσεων.

And the wonderful thing is, if those numbers

Και το υπέροχο πράγμα είναι ότι, αν αυτοί οι αριθμοί

had any other values than the known ones,

είχαν οποιεσδήποτε άλλες τιμές από τις γνωστές,

the universe, as we know it, wouldn't exist.

το σύμπαν, όπως το γνωρίζουμε, δε θα υπήρχε.

This is a deep question.

Αυτό είναι ένα βαθύτερο ερώτημα.

Why are those numbers so finely tuned

Γιατί όλοι αυτοί οι αριθμοί είναι τόσο καλά "ρυθμισμένοι"

to allow stars to shine and planets to form,

που επιτρέπουν στα αστέρια να λάμπουν και στους πλανήτες να σχηματίζονται,

when we recognize that if you fiddle with those numbers --

όταν αναγνωρίζουμε πως αν "πειράξουμε" αυτούς τους αριθμούς

if I had 20 dials up here

- αν είχα εδώ είκοσι αριθμούς

and I let you come up and fiddle with those numbers,

και σας άφηνα να έρθετε πάνω και να παίξετε με αυτούς τους αριθμούς -

almost any fiddling makes the universe disappear.

σχεδόν κάθε αλλαγή θα έκανε το σύμπαν να εξαφανιστεί.

So can we explain those 20 numbers?

Μπορούμε λοιπόν να εξηγήσουμε αυτούς τους είκοσι αριθμούς;

And string theory suggests that those 20 numbers

Η Θεωρία Χορδών προτείνει ότι αυτοί οι είκοσι αριθμοί

have to do with the extra dimensions.

έχουν να κάνουν με τις επιπλέον διαστάσεις.

Let me show you how.

Επιτρέψτε μου να σας δείξω πως.

So when we talk about the extra dimensions in string theory,

'Ετσι λοιπόν, όταν μιλάμε για τις επιπλέον διαστάσεις στη Θεωρία των Χορδών,

it's not one extra dimension,

δεν είναι μία επιπλέον διάσταση,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

όπως στις παλιές ιδέες των Καλούζα και Κλάιν.

This is what string theory says about the extra dimensions.

Αυτό λέει η Θεωρία των Χορδών για τις επιπλέον διαστάσεις.

They have a very rich, intertwined geometry.

Έχουν μια πολύ πλούσια, διαπλεκόμενη γεωμετρία.

This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --

Αυτό είναι ένα παράδειγμα ενός σχήματος που είναι γνωστό ως πολλαπλότητα Καλάμπι-Γιάου

name isn't all that important.

- το όνομα δεν είναι και τόσο σημαντικό.

But, as you can see,

Αλλά, όπως μπορείτε να δείτε,

the extra dimensions fold in on themselves

οι επιπλέον διαστάσεις διπλώνονται εσωτερικά

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

και διαπλέκονται σχηματίζοντας ένα πολύ ενδιαφέρων σχήμα, μια ενδιαφέρουσα κατασκευή.

And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,

Και η ιδέα είναι πως αν έτσι μοιάζουν οι επιπλέον διαστάσεις,

then the microscopic landscape of our universe all around us

τότε το μικροσκοπικό τοπίο του σύμπαντος γύρω μας

would look like this on the tiniest of scales.

θα έμοιαζε σαν και αυτό στη μικροσκοπική κλίμακα.

When you swing your hand,

Όταν κουνάτε το χέρι σας,

you'd be moving around these extra dimensions over and over again,

το περνάτε γύρω και μέσα από αυτές τις επιπλέον διαστάσεις ξανά και ξανά,

but they're so small that we wouldn't know it.

αλλά είναι τόσο μικρές που δεν το αντιλαμβάνεστε.

So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?

Λοιπόν, ποιος είναι ο φυσικός υπαινιγμός που σχετίζεται με αυτούς τους είκοσι αριθμούς;

Consider this. If you look at the instrument, a French horn,

Αναλογιστείτε αυτό: Αν κοιτάξετε ένα μουσικό όργανο, τη γαλλική τρομπέτα,

notice that the vibrations of the airstreams

προσέξτε ότι οι δονήσεις στη ροή του αέρα

are affected by the shape of the instrument.

επηρεάζονται από το σχήμα του οργάνου.

Now in string theory,

Τώρα, στη Θεωρία Χορδών,

all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.

όλοι οι αριθμοί είναι αντανακλάσεις του τρόπου με τον οποίο οι χορδές δονούνται.

So just as those airstreams

Έτσι όπως η ροή του αέρα

are affected by the twists and turns in the instrument,

επηρεάζεται από τις στροφές και μεταβολές του οργάνου,

strings themselves will be affected

οι ίδιες οι χορδές θα επηρεαστούν

by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.

από τα μοτίβο των δονήσεων στο γεωμετρικό χώρο μέσα στον οποίο κινούνται.

So let me bring some strings into the story.

Ας φέρω μερικές χορδές στην ιστορία μας.

And if you watch these little fellows vibrating around --

Και αν δείτε αυτές τις μικρές να δονούνται τριγύρω

they'll be there in a second -- right there,

- θα εμφανιστούν σε λίγο - εκεί ακριβώς,

notice that they way they vibrate is affected

παρατηρείστε ότι ο τρόπος που δονούνται επηρεάζεται

by the geometry of the extra dimensions.

από τη γεωμετρία των επιπλέον διαστάσεων.

So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --

Έτσι, αν γνωρίζαμε ακριβώς με τι μοιάζουν οι επιπλέον διαστάσεις

we don't yet, but if we did --

- δεν γνωρίζουμε ακόμα, αλλά αν γνωρίζαμε -

we should be able to calculate the allowed notes,

θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε τις επιτρεπόμενες "νότες",

the allowed vibrational patterns.

τα επιτρεπόμενα παλλόμενα μοτίβο.

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

Και αν μπορούσαμε να υπολογίσουμε τα επιτρεπόμενα παλλόμενα μοτίβο,

we should be able to calculate those 20 numbers.

θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε εκείνους τους είκοσι αριθμούς.

And if the answer that we get from our calculations

Και αν η απάντηση που θα παίρναμε από τους υπολογισμούς

agrees with the values of those numbers

συμφωνούσε με τις τιμές από αυτούς τους αριθμούς

that have been determined

που έχουν καθορισθεί

through detailed and precise experimentation,

μέσα από λεπτομερή και ακριβή πειραματισμό,

this in many ways would be the first fundamental explanation

αυτή, με πολλούς τρόπους, θα ήταν η πρώτη θεμελιώδης εξήγηση

for why the structure of the universe is the way it is.

του γιατί η δομή του σύμπαντος είναι αυτή που είναι.

Now, the second issue that I want to finish up with is:

Τώρα, το δεύτερο θέμα με το οποίο θέλω να καταλήξω, είναι:

how might we test for these extra dimensions more directly?

πως θα μπορούσαμε να ερευνήσουμε αυτές τις επιπλέον διαστάσεις πιο άμεσα;

Is this just an interesting mathematical structure

Είναι απλά μια ενδιαφέρουσα μαθηματική δομή

that might be able to explain

που πιθανόν να μπορεί να εξηγήσει

some previously unexplained features of the world,

κάποια προηγουμένως ανεξήγητα χαρακτηριστικά του κόσμου

or can we actually test for these extra dimensions?

ή όντως μπορούμε να ελέγξουμε για αυτές τις επιπλέον διαστάσεις;

And we think -- and this is, I think, very exciting --

Και νομίζουμε - και αυτό είναι πιστεύω πολύ συναρπαστικό -

that in the next five years or so we may be able to test

ότι στα επόμενα περίπου πέντε χρόνια ίσως μπορούμε να ελέγξουμε

for the existence of these extra dimensions.

την ύπαρξη αυτών των επιπλέον διαστάσεων.

Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,

Να πως: Στο CERN, της Γενεύης στην Ελβετία,

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

μια μηχανή είναι υπό κατασκευή που ονομάζεται Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων.

It's a machine that will send particles around a tunnel,

Είναι μια κατασκευή που θα στέλνει σωματίδια γύρω από ένα τούνελ,

opposite directions, near the speed of light.

σε αντίθετες κατευθύνσεις, σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.

Every so often those particles will be aimed at each other,

Κάθε τόσο, αυτά τα σωματίδια θα στοχεύουν το ένα το άλλο,

so there's a head-on collision.

έτσι θα έχουμε μια μετωπική σύγκρουση.

The hope is that if the collision has enough energy,

Ελπίζουμε ότι αν η σύγκρουση έχει αρκετή ενέργεια,

it may eject some of the debris from the collision

μπορεί να εκτοξεύσει μερικά από τα συντρίμια της σύγκρουσης

from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.

εκτός των διαστάσεων μας, αναγκάζοντάς τα να εισέλθουν στις επιπλέον διαστάσεις.

How would we know it?

Πως θα το γνωρίζουμε αυτό;

Well, we'll measure the amount of energy after the collision,

Θα μετρήσουμε, λοιπόν, το ποσό της ενέργειας μετά την σύγκρουση,

compare it to the amount of energy before,

θα το συγκρίνουμε με το ποσό της ενέργειας πριν τη σύγκρουση

and if there's less energy after the collision than before,

και αν υπάρχει λιγότερη ενέργεια μετά την σύγκρουση από ότι πριν,

this will be evidence that the energy has drifted away.

αυτό θα αποτελεί απόδειξη ότι η ενέργεια θα έχει μεταφερθεί.

And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,

Και αν μεταφερθεί με κατάλληλο τρόπο ώστε να μπορούμε να την υπολογίσουμε,

this will be evidence that the extra dimensions are there.

αυτό θα αποτελεί απόδειξη ότι οι επιπλέον διαστάσεις υπάρχουν.

Let me show you that idea visually.

Ας δούμε αυτή την ιδέα οπτικά.

So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --

Φανταστείτε ότι έχουμε ένα συγκεκριμένο είδος σωματιδίου, το οποίο ονομάζεται βαρυτόνιο.

that's the kind of debris we expect to be ejected out,

Αυτό είναι το είδος των συντριμμιών που αναμένουμε να εκτοξευτούν

if the extra dimensions are real.

εάν οι επιπλέον διαστάσεις είναι αληθινές.

But here's how the experiment will go.

Δείτε πως θα είναι αυτό το πείραμα.

You take these particles. You slam them together.

Παίρνετε αυτά τα σωματίδια. Τα συγκρούεται μεταξύ τους.

You slam them together, and if we are right,

Τα συγκρούεται μεταξύ τους και, αν έχουμε δίκιο,

some of the energy of that collision

κάποια από την ενέργεια αυτής της σύγκρουσης

will go into debris that flies off into these extra dimensions.

θα πάει στα συντρίμμια που θα μεταπηδήσουν σε αυτές τις επιπλέον διαστάσεις.

So this is the kind of experiment

Αυτό είναι λοιπόν το είδος του πειράματος

that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.

που θα παρατηρούμε στα επόμενα περίπου πέντε, επτά, δέκα χρόνια.

And if this experiment bears fruit,

Και εάν αυτό το πείραμα αποφέρει καρπούς,

if we see that kind of particle ejected

εάν δούμε αυτού του είδους το σωματίδιο να εκτοξεύεται

by noticing that there's less energy in our dimensions

με το που δούμε ότι υπάρχει έλλειμα ενέργειας στις διαστάσεις μας

than when we began,

από ότι όταν ξεκίνησαμε,

this will show that the extra dimensions are real.

αυτό θα αποδεικνύει ότι οι επιπλέον διαστάσεις είναι πραγματικότητα.

And to me this is a really remarkable story,

Και για εμένα αυτό είναι μια πάρα πολύ αξιόλογη ιστορία

and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --

και μια αξιόλογη ευκαιρία. Γυρνώντας πίσω στο Νιούτον με το απόλυτο χώρο

didn't provide anything but an arena, a stage

- που δεν παρείχε τίποτα άλλο από την αρένα, τη σκηνή

in which the events of the universe take place.

στην οποία διαδραματίζονται τα γεγονότα του σύμπαντος.

Einstein comes along and says,

Έρχεται λοιπόν ο Αινστάιν και λέει:

well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.

Λοιπόν, χώρος και χρόνος μπορούν να στρεβλωθούν και να καμπυλωθούν, αυτό είναι η βαρύτητα.

And now string theory comes along and says,

Και τώρα έρχεται η Θεωρία Χορδών και λέει:

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

Ναι, βαρύτητα, κβαντομηχανική, ηλεκτρομαγνητισμός,

all together in one package,

όλα μαζί σε ένα πακέτο,

but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.

αλλά μόνο αν το σύμπαν έχει περισσότερες διαστάσεις από αυτές που μπορούμε να δούμε.

And this is an experiment that may test for them in our lifetime.

Και αυτό είναι ένα πείραμα που θα μπορούσε να το ελέγξει αυτό στους δικούς μας καιρούς.

Amazing possibility.

Εκπληκτική πιθανότητα.

Thank you very much.

Σας ευχαριστώ πολύ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)