Making sense of string theory | Brian Greene

Translator: Jaan Paaver Reviewer: TED Translators admin

In the year 1919,

1919. aastal pakkus

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

üsna tundmatu saksa matemaatik Theodor Kaluza välja

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

väga julge ja mingil moel väga veidra idee.

He proposed that our universe

Ta pakkus, et Universumis

might actually have more than the three dimensions

võiks tegelikult olla rohkem mõõtmeid

that we are all aware of.

kui meile teadaolevad kolm.

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

Lisaks vasakule-paremale, edasi-tagasi, üles-alla,

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

pakkus Kaluza, võib olla veel lisamõõtmeid,

that for some reason we don't yet see.

mida me mingil põhjusel ei näe.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Kui keegi tuleb välja julge ja veidra ideega,

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

siis mõnikord nii ongi, julge ja veider,

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

aga sel pole midagi tegemist meid ümbritseva maailmaga.

This particular idea, however --

Ometi see konkreetne mõte,

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

- me veel ei tea, kas see on õige või mitte

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

ja lõpupoole ma võtan vaadelda katse, mis peaks lähemal ajal

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

andma meile selgust, kas on see tõsi või mitte -

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

nimetet ideel on olnud suur mõju eelmise sajandi füüsikale

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

ja see toidab jätkuvalt eesrindlikku teadust.

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

Tahaksin nüüd rääkida sellest lisamõõtmete asjast.

So where do we go?

Millest siis alustada?

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

Alguseks vaadakem veidi tausta. Läheme tagasi aastasse 1907.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Aeg mil Einstein naudib

of having discovered the special theory of relativity

erirelatiivsusteooria avastamise kuulsust

and decides to take on a new project,

ja otsustab ette võtta uue projekti -

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

püüda mõista suursugust, kõikjaleulatuvat gravitatsioonijõudu.

And in that moment, there are many people around

Selleks ajaks arvasid paljud,

who thought that that project had already been resolved.

et see projekt on juba tehtud.

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

Newton oli 17. sajandil loonud gravitatsiooniteooria,

that works well, describes the motion of planets,

mis töötas hästi, kirjeldas planeetide liikumist,

the motion of the moon and so forth,

Kuu liikumist jm,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

apokrüüfiliste õunte langemist puudelt

hitting people on the head.

inimestele vastu pead.

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

Kõik see kirjeldus Newton töödega.

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

Kuid Einstein mõistis, et Newtonil on siin midagi tegemata jäänud,

because even Newton had written

Newton isegi on kirjutanud,

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

et kuigi ta sai aru, kuidas arvutada gravitatsioonilist mõju,

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

oli ta ometi võimetu välja mõtlema, kuidas see tegelikult toimib.

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

Kuidas Päike 150 miljoni kilomeetri kauguselt

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

mingil moel Maa liikumist mõjutab.

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

Kuidas rakendub Päikese toime läbi täiesti tühja ruumi.

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

Ja see oligi ülesanne, mille Einstein endale püstitas -

to figure out how gravity works.

kuidas gravitatsioon toimib.

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

Vaatame, mis ta avastas.

So Einstein found

Einstein leidis,

that the medium that transmits gravity is space itself.

et gravitatsiooni vahendajaks on ruum ise.

The idea goes like this:

Mõte on iseenesest selline:

imagine space is a substrate of all there is.

kujutlege, et ruum on aluspinnaks kõigele, mis selles on.

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

Einstein leidis, et ruum on kenasti tasane kuni seal ei ole ainet.

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

Kui seal on aine, näiteks Päike,

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

paneb see ruumi kõverduma, painduma.

And that communicates the force of gravity.

See kõverus vahendabki gravitatsioonijõudu.

Even the Earth warps space around it.

Ka Maa kõverdab ruumi enda ümber.

Now look at the Moon.

Vaadake Kuud.

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

Kuu püsib orbiidil - selle lähenemise kohaselt -

because it rolls along a valley in the curved environment

sest ta veereb mööda keskkonna kõveruse kaldeid,

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

mille Päike, Kuu ja Maa loovad oma kohalolekuga.

We go to a full-frame view of this.

Ja kui vaadata kaugemalt.

The Earth itself is kept in orbit

Ka Maa ise püsib orbiidil,

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

sest veereb mööda kallet,

because of the Sun's presence.

mille põhjus on Päikese kohalolek.

That is this new idea about how gravity actually works.

Selline ongi uus ettekujutus gravitatsiooni tegelikust toimimisest.

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

Nimetatud teooria leidis kinnituse astronoomiliste vaatlustega 1919. aastal.

It really works. It describes the data.

Nii see tõesti toimib. Klapib andmetega.

And this gained Einstein prominence around the world.

Ja sellega kogus Einsteini üleilmset tuntust veelgi.

And that is what got Kaluza thinking.

See pani ka Kaluza mõtlema.

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

Temagi, nagu Einstein, otsis seda, mida me nimetame „ühtne teooria”.

That's one theory

See oleks üksainus teooria,

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

mis kirjeldaks kõiki jõude looduses ühe ideega,

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

ühe printsiipide komplektiga, ühe põhivõrrandiga, kui soovite.

So Kaluza said to himself,

Kaluza mõtles niisiis,

Einstein has been able to describe gravity

Einsteinil õnnestus kirjeldada gravitatsiooni

in terms of warps and curves in space --

kõverdumise ja paindumisena ruumis,

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

tegelikult ruumis ja ajas, et olla täpsem.

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

Võib-olla saan ma teha sama triki teise tuntud jõuga,

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

mis sel ajal sai olla ainult elektromagnetjõud -

we know of others today, but at that time

tänaseks me teame veel teisi, aga sel ajal

that was the only other one people were thinking about.

oli see ainus, mis võis kõne alla tulla.

You know, the force responsible for electricity

Teadagi, see jõud on seotud elektriga,

and magnetic attraction and so forth.

magnetite tõmbumisega jms.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Niisiis, Kaluza arvab, võib-olla saaks seda võtet korrata

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

ja kirjeldada elektromagnetjõudu kõverdumise ja paindumisena.

That raised a question: warps and curves in what?

Sellest kerkib küsimus, mille kõverdumine ja paindumine?

Einstein had already used up space and time,

Einstein oli gravitatsiooni kirjeldamiseks juba ära kasutanud

warps and curves, to describe gravity.

ruumi ja aja kõverused ja paindumise.

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

Paistis, et rohkem pole midagi kõveraks keerata ja painutada.

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

Kuid Kaluza oletas, et võib-olla on ruumil rohkem mõõtmeid.

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

Kui ma tahan kirjeldada veel üht jõudu,

maybe I need one more dimension.

ehk on vaja veel üht mõõdet.

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

Ta kujutles, et ruumil on neli mõõdet, mitte kolm

and imagined that electromagnetism was warps and curves

ja et elektromagnetism on kõverdumine

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

selles neljandas mõõtmes. Asi on selles, et

when he wrote down the equations describing warps and curves

kui ta kirjutas välja kõverdumist kirjeldavad võrrandid

in a universe with four space dimensions, not three,

neljamõõtmelisele, mitte kolmemõõtmelisele ruumile,

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

leidis ta Einsteini tuletatud kolme mõõtme võrrandid -

those were for gravity --

need olid gravitatsiooni jaoks -

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

aga ta leidis veel ühe, sest oli veel üks mõõde.

And when he looked at that equation,

Ja kui ta seda vaatas.

it was none other than the equation

See oli sama, mida teadlased ammu teadsid,

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

see kirjeldas elektromagnetjõudu.

Amazing -- it just popped out.

Hämmastav - see lihtsalt tuli nii välja.

He was so excited by this realization

Ta oli nii erutatud,

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

et tormas ümber maja kisades „Võit!” -

that he had found the unified theory.

ta oli leidnud ühendteooria.

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

Olgu öeldud, et Kaluza oli mees, kes võttis teooriaid väga tõsiselt.

He, in fact --

Tegelikult ka -

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

räägitakse, et kui ta tahtis ujuma õppida,

he read a book, a treatise on swimming --

luges ta uuringut ujumise kohta -

(Laughter)

(Naer)

-- then dove into the ocean.

ja läkski ookeani ujuma.

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

See mees oli valmis teooria nimel riskima eluga.

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

Kuid neil, kel on rohkem praktilist meelt,

two questions immediately arise from his observation.

peaks kerkima kaks küsimust.

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

Esiteks: kui on olemas rohkem ruumimõõtmeid, siis kus nad on?

We don't seem to see them.

Paistab, et me ei näe neid.

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

Ja teiseks: kas see teooria töötab detailides,

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

kui me püüaks seda rakendada maailmale meie ümber.

Now, the first question was answered in 1926

Esimene küsimus sai vastuse 1926. aastal

by a fellow named Oskar Klein.

Oskar Kleini nimeliselt mehelt.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Ta pakkus, et mõõtmed võivad esineda kahes variandis -

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

nad võivad olla suured, kergesti märgatavad mõõtmed,

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

aga nad võivad olla ka kokkukeerdunud mõõtmed,

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

nii tihedalt kokku keeratud, et olgugi nad on siinsamas meie ümber,

that we don't see them.

neid me ei näe.

Let me show you that one visually.

Vaatame seda pildilt.

So, imagine you're looking at something

Vaadakem mingit sellista asja,

like a cable supporting a traffic light.

nagu valgusfoori hoidev tross.

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

See on Manhattanil. Te olete Keskpargis - mis pole eriti oluline -

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

tross paistab kaugelt vaadates ühemõõtmeline,

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

aga me kõik teame, et sellel on teatud jämedus.

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

Seda on raske märgata, kui vaadata eemalt.

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

Kui me aga suurendame,

a little ant walking around --

siin jalutab väike sipelgas -

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

need sipelgad on nii väikesed, et nad saavad kasutada kõik mõõtmeid -

the long dimension,

pikkusmõõtu,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

aga ka seda päripäeva-vastupäeva suunda.

And I hope you appreciate this.

Ma loodan, et te hindate seda kõrgelt.

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

Võttis hulga aega, et sipelgad niimoodi välja õpetada.

(Laughter)

(Naer)

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

Kuid see illustreerib fakti, et mõõtmeid võib olla kahte sorti:

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

suuri ja väikseid. Ja mõtet, et suured mõõtmed me ümber

are the ones that we can easily see,

on need, mida me kergesti märkame,

but there might be additional dimensions curled up,

aga on täiendavad kokkukeerdunud mõõtmed,

sort of like the circular part of that cable,

nagu näiteks selle trossi ristlõige,

so small that they have so far remained invisible.

nii väikesed, et nad on jäänud siiani nähtamatuks.

Let me show you what that would look like.

Vaatame, kuidas see välja näeb.

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

Kui heidame pilgu ruumile endale -

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

muidugi saan ma seda ekraanil näidata ainult kahemõõtmelisena.

Some of you guys will fix that one day,

Keegi teist korraldab selle ära ühel päeval,

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

aga kõik mis ei ole ekraani tasandis, on uus mõõde,

goes smaller, smaller, smaller,

läheme väiksemaks, väiksemaks, väiksemaks

and way down in the microscopic depths of space itself,

ja väga kaugel ruumi mikroskoopilistes sügavustes -

this is the idea,

selles asi ongi,

you could have additional curled up dimensions --

leiame täiendavad kokkukeerdunud mõõtmed.

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

Siin on väike ringike - nii pisike, et me näe seda.

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

Aga kui te jalutaks siin väikese, ultramikroskoopilise sipelgana,

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

saaksite te käia suurtes dimensioonides,

that's like the grid part --

see võre siin -

but you could also access the tiny curled-up dimension

kuid te saaksite toimida ka tillukeses keerdunud dimensioonis,

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

mis on liiga väike selleks, et seda palja silmaga

or even with any of our most refined equipment.

või isegi meie kõige peenemate seadmetega näha.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

Kuid pakituna sügavale ruumi tekstuuri

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

võib olemas olla rohkem dimensioone, nagu siin näha.

Now that's an explanation

See olekski seletus,

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

kuidas Universumis võib olla rohkem mõõtmeid kui need, mida näeme.

But what about the second question that I asked:

Aga teine küsimus, mida ma nimetasin:

does the theory actually work

kas teooria tegelikult töötab,

when you try to apply it to the real world?

kui te püüate seda rakendada reaalsele maailmale?

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

Tuleb välja, et Einstein ja Kaluza ja paljud teised

worked on trying to refine this framework

nägid vaeva püüdes seda raamideed täpsustada

and apply it to the physics of the universe

ja rakendada universumifüüsikale

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

nii nagu seda tol ajalt tunti, kuid pisiasjus see ei toiminud.

In detail, for instance,

Detailides, näiteks

they couldn't get the mass of the electron

ei lahenenud elektroni massi küsimus

to work out correctly in this theory.

selles teoorias.

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

Palju inimesi töötas selle kallal, kuid 40-ndatel ja muidugi 50-ndatel

this strange but very compelling idea

see kummaline, aga väga mõjuv teooria,

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

kuidas ühitada füüsikaseadusi, vajus unustusse.

Until something wonderful happened in our age.

Kuni meie ajal juhtus midagi imepärast.

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

Meie ajastul püüavad paljud teadlased

is being pursued by physicists such as myself,

mina ise ja paljud teised kõikjal maailmas,

many others around the world,

uuel moel läheneda füüsikaseaduste ühitamisele,

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

seda kutsutakse Superstringide Teooriaks, nagu juba jõudsite märgata.

And the wonderful thing is that superstring theory

Ja eriti huvitav on see, et esmapilgul pole superstringide teoorial

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

midagi pistmist selle lisamõõtmete ideega,

but when we study superstring theory,

kuid superstringide teooriat lähemalt uurides

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

me näeme, et ta äratab selle mõtte uues säravas vormis.

So, let me just tell you how that goes.

Nüüd sellest kuidas see käib.

Superstring theory -- what is it?

Superstringide teooria - mis see on?

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

See on teooria, mis püüab vastata küsimusele:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

millistest põhilistest, fundamentaalsetest, jagamatutest, lõhustamatutest koostisosadest

making up everything in the world around us?

on kokku pandud kogu meid ümbritsev maailm?

The idea is like this.

Idee on selline.

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

Vaatame mingit tavalist eset, näiteks küünalt küünlajalas

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

ja püüame kujutleda, millest see on tehtud.

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

Reisime objekti sügavusse ja uurime selle koostist.

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

Sügavas sisemuses - kui minna uurimisega piisavalt kaugele, leiate te aatomid.

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

Me teame, et aatomid pole selle reisi lõpp.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Seal on pisikesed elektronid, mis parvlevad tsentraalse,

with neutrons and protons.

neutronitest ja prootonitest tuuma ümber.

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

Isegi neutronid ja prootonid sisaldavad väiksemaid osakesi, mida nimetatakse kvarkideks.

That is where conventional ideas stop.

Siin saavad tavapärased teooriad otsa.

Here is the new idea of string theory.

Samas on stringiteooria uus lähenemine.

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

Sügaval iga osakese sisemuses leidub veel midagi.

This something else is this dancing filament of energy.

Seal tantsiskleb pisike kiud energiat.

It looks like a vibrating string --

See on nagu võnkuv keeleke, string -

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

sellest pärinebki stringiteooria idee.

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

Ja nagu tšellokeeled, mida te nägite,

can vibrate in different patterns,

võivad võnkuda erineval moel,

these can also vibrate in different patterns.

nii ka need võivad võnkuda erinevalt.

They don't produce different musical notes.

Nad ei lase kõlada erinevatel nootidel.

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

Selle asemel loovad nad erinevad osakesed, millest koosneb maailm meie ümber.

So if these ideas are correct,

Kui need mõtted on õiged,

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

siis selline ongi Universumi ultramikroskoopiline vaade.

It's built up of a huge number

See on tehtud tohutust arvust

of these little tiny filaments of vibrating energy,

tibatillukestest võnkuvatest energiakiududest,

vibrating in different frequencies.

mis vibreerivad erineva sagedusega.

The different frequencies produce the different particles.

Eri sagedused loovad erinevad osakesed.

The different particles are responsible

Erinevad osakesed põhjustavad

for all the richness in the world around us.

meid ümbritseva maailma rikkuse.

And there you see unification,

See on ühendteooria,

because matter particles, electrons and quarks,

kuna aineosakesed, elektronid ja kvargid,

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

kiirguse osakesed, footonid ja gravitonid, kõigil on üks olemus.

So matter and the forces of nature all are put together

Kogu aine ja kõik jõud looduses on ühest ja samast

under the rubric of vibrating strings.

võnkuvate stringide soost.

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

Ja nii me mõistamegi ühendteooriat.

Now here is the catch.

Kuid siin on konks.

When you study the mathematics of string theory,

Kui te uurite stringiteooria matemaatikat,

you find that it doesn't work

leiate te, et see ei toimi

in a universe that just has three dimensions of space.

kolmemõõtmelises universumis.

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

See ei toimi ka nelja ruumimõõtme korral, ega ka viie või kuue korral.

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

Lõpuks võite jõuda võrranditeni ja näidata, et see töötab

only in a universe that has 10 dimensions of space

ainult universumi korral, kus on 10 ruumimõõdet

and one dimension of time.

ja üks ajamõõde.

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

See toob meid tagasi Kaluza ja Kleini idee juurde,

that our world, when appropriately described,

et meie maailmas, kui seda asjakohaselt kirjeldada,

has more dimensions than the ones that we see.

on rohkem mõõtmeid kui need mida me näeme.

Now you might think about that and say, well,

Nüüd võite järgi mõelda ja öelda, heaküll

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

olgu, kui on lisamõõtmed ja nad on tõesti tihedalt kokku keerdunud,

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

jah, võib-olla me ei näe neid, kui nad on piisavalt väikesed.

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

Aga kui seal on tibatilluke roheliste mehikeste tsivilisatsioon

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

ja nad on piisavalt pisikesed, et mitte välja paista, siis see on tõsi.

One of the other predictions of string theory --

Veel üks stringiteooria ennustustest -

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

ei, see pole stringiteooria ennustus.

(Laughter)

(Naer)

But it raises the question:

Kuid siit kerkib küsimus:

are we just trying to hide away these extra dimensions,

kas me mitte ei püüa neid lisamõõtmeid kuidagi jalust ära saada

or do they tell us something about the world?

või ehk ütlevad nad meile midagi maailma kohta.

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

Allesjäänud ajaga, seletaksin nende mõõtmete kohta kahte põhilist asja.

First is, many of us believe that these extra dimensions

Esiteks, paljud usuvad, et lisamõõtmetes

hold the answer to what perhaps is the deepest question

peitub vastus ehk kõige sügavamale

in theoretical physics, theoretical science.

teoreetilise füüsika, loodusteaduse küsimusele.

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

Ja see oleks: kui me vaatame oma maailma

as scientists have done for the last hundred years,

nii nagu teadlased on seda teinud viimase saja aasta jooksul,

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

siis paistab, et on umbes 20 arvu, mis meie Universumit sisuliselt kirjeldavad.

These are numbers like the mass of the particles,

Need on näiteks osakeste,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

elektronide ja kvarkide, massid, gravitatsiooni tugevus,

the strength of the electromagnetic force --

elektromagnetjõu tugevus -

a list of about 20 numbers

umbes 20 arvu,

that have been measured with incredible precision,

mis on ära mõõdetud uskumatu täpsusega,

but nobody has an explanation

kuid keegi ei seleta,

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

miks neil just sellised väärtused on.

Now, does string theory offer an answer?

Kas stringiteoorial on vastus pakkuda?

Not yet.

Veel mitte.

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

Aga me usume, et vastus, miks neil arvudel on sellised väärtused nagu neil on,

may rely on the form of the extra dimensions.

võiks toetuda lisamõõtmete kuju mõistmisele.

And the wonderful thing is, if those numbers

Imelugu on seejuures, et kui neil arvudel

had any other values than the known ones,

oleksid mingid meile tuntutest erinevad väärtused,

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

siis Universumi meile tuntud moel ei oleks olemas.

This is a deep question.

See on väga oluline küsimus.

Why are those numbers so finely tuned

Miks on need arvud nii täpselt paigas,

to allow stars to shine and planets to form,

et tähed saavad särada ja planeedid võisid tekkida.

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

Vähimgi mäng nende arvudega -

if I had 20 dials up here

kui mul oleks siin 20 reguleerimisnuppu

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

ja ma laseks teil tulla ja neid arve sättida,

almost any fiddling makes the universe disappear.

siis peaaegu iga häälestus viiks Universumi kadumisele.

So can we explain those 20 numbers?

Nii et kas me saame nende 20 seletamisega hakkama?

And string theory suggests that those 20 numbers

Stringiteooria pakub, et neil 20 arvul

have to do with the extra dimensions.

on pistmist lisamõõtmetega.

Let me show you how.

Vaatame kuidas.

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

Kui me räägime lisamõõtmetest stringiteoorias,

it's not one extra dimension,

siis see ole mitte üks lisamõõde,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

nagu Kaluza ja Kleini vanemates ideedes.

This is what string theory says about the extra dimensions.

Sellised oleksid stringiteooria lisamõõtmed.

They have a very rich, intertwined geometry.

Neil on väga keeruline läbipõimunud geomeetria.

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

Siin näiteks Calabi-Yau ruum -

name isn't all that important.

nimi ei ole eriti tähtis.

But, as you can see,

Nagu näete,

the extra dimensions fold in on themselves

lisamõõtmed on iseendasse kokku volditud

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

ja põimuvad väga huvitavaks kujundiks, põnevateks struktuurideks.

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

Asja mõte on, et kui lisamõõtmed tõesti on sellised,

then the microscopic landscape of our universe all around us

siis näeb meie Universumi kõige pisem mikromaastik

would look like this on the tiniest of scales.

välja just selline.

When you swing your hand,

Kui te lehvitate käega,

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

siis liigute te ikka ja jälle läbi lisamõõtmete,

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

aga nad nii väikesed, et me ei tunne midagi.

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

Aga millise mõistliku füüsikaline järelduse võiks teha nende 20 arvu kohta?

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

Mõelgem niiviisi. Kui te vaatate sellist pilli, nagu metsasarv,

notice that the vibrations of the airstreams

näete, et õhusamba võnkumist

are affected by the shape of the instrument.

mõjutab pilli kuju.

Now in string theory,

Stringiteoorias

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

on kõik arvud stringide, keelte võnkumise peegeldus.

So just as those airstreams

Kui need õhuvoolud

are affected by the twists and turns in the instrument,

saavad mõjutatud pööretest ja looklemisest pillis,

strings themselves will be affected

siis stringidele mõjub

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

võnkumise viis selles geomeetrias, kus nad liikuda saavad.

So let me bring some strings into the story.

Võtame siia nüüd ka stringid.

And if you watch these little fellows vibrating around --

Kui te vaatate neid siin võnkumas -

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

kohe nad ilmuvad -- siinsamas,

notice that they way they vibrate is affected

märkate, kuidas nende võnkumise viisi mõjutab

by the geometry of the extra dimensions.

lisamõõtmete geomeetria.

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

Kui me teaksime täpselt millised need lisamõõtmed on -

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

me veel ei tea, aga kui me teaksime -

we should be able to calculate the allowed notes,

peaksime me saama välja arvutada lubatud noodid,

the allowed vibrational patterns.

võnkumise võimalikud viisid.

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

Ja kui me lubatud vibratsioonimustrid saaksime välja arvutada,

we should be able to calculate those 20 numbers.

võiksime leida need 20 arvu.

And if the answer that we get from our calculations

Kui meie arvutustulemused

agrees with the values of those numbers

sobivad nende arvude väärtustega,

that have been determined

mis on määratud

through detailed and precise experimentation,

täpseimate eksperimentidega,

this in many ways would be the first fundamental explanation

peaks see olema mitmes mõttes esimene fundamentaalne seletus

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

sellele, miks Universumi struktuur on just selline nagu ta on.

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

Teine probleem, millega ma tahan lõpetada:

how might we test for these extra dimensions more directly?

kuidas me saaksime lisamõõtmeid otsesemalt proovile panna?

Is this just an interesting mathematical structure

Kas on tegemist huvitava matemaatilise struktuuriga,

that might be able to explain

mis võib seletada

some previously unexplained features of the world,

varem seletamata maailma omadusi

or can we actually test for these extra dimensions?

või saame me tegelikult lisamõõtmeid testida?

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

Me arvame - ja see on minu meelest eriti põnev -

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

et järgmise viie aastaga saab võimalikuks

for the existence of these extra dimensions.

uurida lisamõõtmete olemasolu.

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

See toimub CERNis, Šveitsis Genfi lähedal.

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

Ehitatavat seadet nimetakse Suur Hadronite Põrguti (LHC).

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

Selles seadmes saadetakse osakesed tunnelit mööda

opposite directions, near the speed of light.

vastassuundades teele peaaegu valguse kiirusega.

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

Aeg ajalt juhitakse osakesed kokku

so there's a head-on collision.

ja saadakse laupkokkupõrge.

The hope is that if the collision has enough energy,

Lootust on, et põrkesse saab piisavalt energiat

it may eject some of the debris from the collision

saatmaks osa põrkekildudest

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

väljapoole meie mõõtmeid ja suunamaks nad lisamõõtmetesse.

How would we know it?

Kuidas me sellest teada saame?

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

Mõõdame energiakogused peale põrget

compare it to the amount of energy before,

ja võrdleme seda eelnevaga.

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

Kui pärast põrget on vähem energiat kui oli enne,

this will be evidence that the energy has drifted away.

saab see tõendiks, et osa on ära kandunud.

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

Ja kui see kandumine toimub viisil, mida me saame ette arvutada

this will be evidence that the extra dimensions are there.

tõendab see lisamõõtemete olemasolu.

Let me show you that idea visually.

Visualiseerime seda.

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

Kujutleme, et meil on teatud sorti osake, mida kutsutakse gravitoniks -

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

see kuulub nende kildude hulka, millest me ootame, et neid on võimalik välja lüüa

if the extra dimensions are real.

kui lisamõõtmed on tõesti olemas.

But here's how the experiment will go.

Katse käib nii.

You take these particles. You slam them together.

Võtate osakesed. Põrutate nad kokku.

You slam them together, and if we are right,

Põrutate kokku ja kui meil on õigus,

some of the energy of that collision

siis osa põrkeenergiast

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

lendab kildudega kaasa neisse lisamõõtmetesse.

So this is the kind of experiment

Selline võiks olla katse,

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

mida me ootame järgmise viie, seitsme kuni võib-olla kümne aasta jooksul.

And if this experiment bears fruit,

Kui katse kannab vilja,

if we see that kind of particle ejected

kui me leiame sedasorti osakeste väljumise

by noticing that there's less energy in our dimensions

energia puudujäägi meie mõõtmetes

than when we began,

võrreldes sellega kust alustasime,

this will show that the extra dimensions are real.

siis see näitab meile, et lisamõõtmed on olemas.

And to me this is a really remarkable story,

Minu jaoks on see tõeliselt tähelepanuväärne lugu

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

ja võimalus. Meenutades Newtoni absoluutset ruumi,

didn't provide anything but an arena, a stage

see andis meile kõigest lava,

in which the events of the universe take place.

millel Universumi etendus saab toimuda.

Einstein comes along and says,

Siis tuleb Einstein ja ütleb,

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

et ruum ja aeg kõverduvad ja painduvad, see ongi gravitatsioon.

And now string theory comes along and says,

Ja nüüd ilmub stringiteooria, mis ütleb,

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

jah, gravitatsioon, kvantmehaanika, elektromagnetism -

all together in one package,

kõik käib ühtekokku,

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

aga ainult siis kui Universumis on rohkem mõõtmeid, kui me näeme.

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

See katse võib veel meie eluajal neid mõõtmeid uurida.

Amazing possibility.

Hämmastav võimalus.

Thank you very much.

Tänan.

(Applause)

(Aplaus)