Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse

شان کارول: بستر تاریخی زمان و اشاره ای به جهان چندگانه

Translator: Mohammadreza Negahdar Reviewer: Saeed Salehi

The universe

جهان

is really big.

واقعا بزرگه.

We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.

ما در یک کهکشان زندگی می کنیم، کهکشان راه شیری.

There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.

حدود صد میلیادر ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارد

And if you take a camera

و اگر شما یک دوربین بردارید

and you point it at a random part of the sky,

و اون را به هر سمتی از آسمان بگیرید

and you just keep the shutter open,

و تنها شاتر دوربین را باز نگه دارید،

as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,

در صورتیکه دوربین شما به تلسکوپ فضایی هابل وصل باشد،

it will see something like this.

یه چیزی مثل این را خواهد دید.

Every one of these little blobs

هر کدام از این نقطه ها

is a galaxy roughly the size of our Milky Way --

یک کهکشانی هستند تقریبا هم اندازه کهکشان ما --

a hundred billion stars in each of those blobs.

صد میلیارد ستاره در هر کدوم از این نقطه ها

There are approximately a hundred billion galaxies

تقریبا صد میلیارد کهکشان

in the observable universe.

در جهانی که می توانیم ببینیم وجود دارد.

100 billion is the only number you need to know.

صد میلیارد تنها عددی است که نیاز دارید بدونید.

The age of the universe, between now and the Big Bang,

سن جهان، از انفجار بزرگ تا به الان

is a hundred billion in dog years.

صد میلیارد سال سگی است.

(Laughter)

(خنده حضار)

Which tells you something about our place in the universe.

که یه چیزایی در مورد جایگاه ما در این جهان به شما میگه.

One thing you can do with a picture like this is simply admire it.

یکی از کارهایی که با عکسی مثل این میتونید انجام بدید اینه که خیلی ساده تحسینش کنید.

It's extremely beautiful.

بی اندازه زیباست.

I've often wondered, what is the evolutionary pressure

من اغلب تعجب می کنم که فشار تکاملی چیه

that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve

که باعث شده اجداد ما در Veldt (wide open rural spaces of South Africa or southern Africa) تطبیق و تکامل پیدا کنند

to really enjoy pictures of galaxies

تا از عکسهای کهکشانها واقعا لذت ببرند

when they didn't have any.

زمانی که اونها هیچ کدوم این عکسها را نداشتند.

But we would also like to understand it.

ولی ما همیشه دوست داریم که این را بفهمیم.

As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?

به عنوان یک کیهان شناس، می خواهم بپرسم که، چرا جهان به این شکل است؟

One big clue we have is that the universe is changing with time.

یک سرنخ بزرگی که ما داریم این است که جهان با زمان تغییر می کند.

If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,

اگر شما به یکی از این کهکشانها نگاه کنید و سرعتش را اندازه بگیرید،

it would be moving away from you.

می بینید که اون داره از شما دور میشه.

And if you look at a galaxy even farther away,

و اگر به یک کهکشان باز هم دورتر نگاه کنید،

it would be moving away faster.

می بینید که با سرعت بیشتری داره دور میشه.

So we say the universe is expanding.

بنابراین ما میگیم که جهان در حال انبساط و گسترده شدنه

What that means, of course, is that, in the past,

این به سادگی این معناست که در گذشته،

things were closer together.

چیزها به هم نزدیکتر بودند.

In the past, the universe was more dense,

در گذشته، جهان متراکم تر بود

and it was also hotter.

و همچنین داغ تر

If you squeeze things together, the temperature goes up.

اگر شما چیزها را به هم بفشارید، دما بالا می رود.

That kind of makes sense to us.

این قضیه یه جورایی برای ما منطقی و آشناست.

The thing that doesn't make sense to us as much

چیزی که خیلی به نظرمون منطقی نمیاد

is that the universe, at early times, near the Big Bang,

اینه که جهان در زمانهای اولیه، نزدیک انفجار بزرگ،

was also very, very smooth.

بسیار بسیار یک دست هم بود.

You might think that that's not a surprise.

شما ممکنه فکر کنید که این قضیه خیلی دور از ذهن نیست.

The air in this room is very smooth.

هوای داخل این اتاق بسیار ملایم و یک دست است

You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."

ممکنه بگید که، "خوب، احتمالا این چیزها پخش شدند و خودشون را یک دست و ملایم کردند"

But the conditions near the Big Bang are very, very different

ولی شرایط موقع انفجار بزرگ بسیار بسیار متفاوت از

than the conditions of the air in this room.

شرایط هوای این اتاق است.

In particular, things were a lot denser.

به خصوص، همه چیز بسیار متراکم تر بود.

The gravitational pull of things

کشش گرانشی چیزها

was a lot stronger near the Big Bang.

نزدیک انفجار بزرگ بسیار قویتر بود.

What you have to think about

چیزی که شما بایستی به اون فکر کنید اینه که

is we have a universe with a hundred billion galaxies,

ما جهانی با صد میلیارد کهکشان داریم،

a hundred billion stars each.

هر کدوم با صد میلیارد ستاره

At early times, those hundred billion galaxies

در زمانهای اولیه، اون صد میلیارد کهکشان

were squeezed into a region about this big --

در فضایی به این اندازه فشرده شده بودند --

literally -- at early times.

دقیقا، در زمانهای اولیه.

And you have to imagine doing that squeezing

و شما بایستی این فشرده شدن را

without any imperfections,

بدون هیچ نقصی تصور کنید،

without any little spots

بدون هیچ لکه و ناهمواری کوچکی

where there were a few more atoms than somewhere else.

بطوریکه یک جاییش تعداد بیشتری اتم از یه جای دیگه اش داشته باشه

Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull

وگرنه، تحت فشردگی گرانشی

into a huge black hole.

در یک سیاه چاله بزرگ فرو می ریزد.

Keeping the universe very, very smooth at early times

نگه داشتن جهان بصورت بسیار بسیار یک دست در زمانهای اولیه

is not easy; it's a delicate arrangement.

کار آسونی نیست، یک چیدمان ظریف است.

It's a clue

این یک سرنخه

that the early universe is not chosen randomly.

که جهان اولیه بطور تصادفی انتخاب نشده است.

There is something that made it that way.

یه چیزی هست که اون را به اون صورت در آورد.

We would like to know what.

ما میخواهیم بدونیم اون چیه.

So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,

قسمتی از درک ما در این مورد مدیون "لودویگ بولتزمان" است،

an Austrian physicist in the 19th century.

فیزیکدان اتریشی قرن ۱۹.

And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.

کاری که بولتزمان کرد، کمک برای فهم آنتروپی بود.

You've heard of entropy.

شما در مورد آنتروپی شنیده اید.

It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.

اون آشفتگی، بی نظمی، تصادفی و غیرقابل پیش بینی بودن یک سیستم است.

Boltzmann gave us a formula --

بولتزمان یک فرمولی ارایه داد --

engraved on his tombstone now --

که الان روی سنگ قبرش حکاکی شده ..

that really quantifies what entropy is.

این فرمول واقعا آنتروپی را بصورت عددی می سنجه

And it's basically just saying

بطور اساسی فقط میگه که

that entropy is the number of ways

آنتروپی تعداد حالاتی است که

we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,

ما میتوانیم اجزا اصلی تشکیل دهنده سیستم را بچینیم که شما نتونید تفاوتش را تشخیص بدهید،

so that macroscopically it looks the same.

بنابراین در مقیاس بزرگ و کلی یکسان به نظر می رسد.

If you have the air in this room,

اگر هوای این اتاق را در نظر بگیرید،

you don't notice each individual atom.

شما متوجه هر اتم به تنهایی نمی شوید.

A low entropy configuration

یک پیکربندی با آنتروپی پایین

is one in which there's only a few arrangements that look that way.

اونییه که تنها تعداد کمی حالت در اون به این صورت دیده میشه.

A high entropy arrangement

یک پیکربندی با آنتروپی بالا

is one that there are many arrangements that look that way.

اونییه که تعداد زیادی حالت در اون به این صورت دیده میشه.

This is a crucially important insight

این یک بینش بسیار مهمی به ما میده

because it helps us explain

برای اینکه به ما کمک می کنه که

the second law of thermodynamics --

قانون دوم ترمودینامیک را توضیح بدهیم --

the law that says that entropy increases in the universe,

قانونی که میگه آنتروپی در حال افزایش در جهان است،

or in some isolated bit of the universe.

و یا در قسمت ایزوله ایی از جهان.

The reason why entropy increases

دلیلی که آنتروپی در حال افزایش است

is simply because there are many more ways

به سادگیه اینه که تعداد حالات بسیار بیشتری

to be high entropy than to be low entropy.

برای آنتروپی بالا وجود داره تا آنتروپی پایین.

That's a wonderful insight,

این یک درک شگفت انگیزه،

but it leaves something out.

ولی اون یک چیزی را در بر نمیگیره.

This insight that entropy increases, by the way,

درک این که آنتروپی در حال افزایش است، با این همه،

is what's behind what we call the arrow of time,

همون چیزیه که دلیل بردار زمان شناخته می شود،

the difference between the past and the future.

تفاوت بین گذشته و آینده.

Every difference that there is

هر تفاوتی که

between the past and the future

بین گذشته و آینده هست

is because entropy is increasing --

برای اینه که آنتروپی در حال افزایش است --

the fact that you can remember the past, but not the future.

این واقعیت که شما گذشته را به یاد می آورید، اما نه آینده را.

The fact that you are born, and then you live, and then you die,

این واقعیت که شما به دنیا اومدید، بعد زندگی می کنید، و سپس می میرید،

always in that order,

همیشه با همین توالی و ترتیب،

that's because entropy is increasing.

بخاطر اینه که آنتروپی در حال افزایش است.

Boltzmann explained that if you start with low entropy,

بولتزمان توضیح داد که اگر شما با آنتروپی پایین شروع کنید،

it's very natural for it to increase

افزایش اون خیلی طبیعیه

because there's more ways to be high entropy.

برای اینکه حالتهای بیشتری برای افزایش آنتروپی وجود دارد.

What he didn't explain

چیزی که اون توضیح نداد این بود که

was why the entropy was ever low in the first place.

اصلا چرا آنتروپی در اون مکان اول کم بود.

The fact that the entropy of the universe was low

این واقعیت که آنتروپی جهان کم بوده

was a reflection of the fact

یک انعکاسی از این واقعیت است که

that the early universe was very, very smooth.

جهان اولیه بسیار بسیار یک دست و هموار بوده.

We'd like to understand that.

ما دوست داریم این را بفهمیم.

That's our job as cosmologists.

بعنوان کیهان شناس این کار ماست.

Unfortunately, it's actually not a problem

متاسفانه، این واقعا مساله ایی نیست که

that we've been giving enough attention to.

ما به اندازه کافی بهش توجه کرده باشیم.

It's not one of the first things people would say,

این یکی از اولین چیزهایی نیست که مردم می پرسند،

if you asked a modern cosmologist,

وقتی که از یک کیهان شناس مدرن می پرسید،

"What are the problems we're trying to address?"

"مسايلی که باهاش سر و کار داریم چیه؟"

One of the people who did understand that this was a problem

یکی از افرادی که متوجه شد که مساله اینه

was Richard Feynman.

ریچارد فینمن بود.

50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.

۵۰ سال پیش، او یک سری از کلی سخنرانی های متفاوت ارایه داد.

He gave the popular lectures

او سخنرانی های عمومی ایراد کرد

that became "The Character of Physical Law."

به اسم "کاراکتر قانون فیزیکی".

He gave lectures to Caltech undergrads

سخنرانی هایی برای دانشجویان دوره لیسانس دانشگاه کل تک

that became "The Feynman Lectures on Physics."

به اسم "سخنرانی های فینمن در مورد فیزیک".

He gave lectures to Caltech graduate students

سخنرانی هایی برای دانشجویان دوره دکترا دانشگاه کل تک

that became "The Feynman Lectures on Gravitation."

به اسم "سخنرانی های فینمن در مورد جاذبه".

In every one of these books, every one of these sets of lectures,

در هر کدام از این کتاب ها، هر کدام از این مجموعه سخنرانی ها،

he emphasized this puzzle:

او روی این مساله عجیب تاکید می کرد:

Why did the early universe have such a small entropy?

چرا جهان اولیه انقدر آنتروپی کوچکی داشت؟

So he says -- I'm not going to do the accent --

او می گوید که -- من روی جمله خاصی تاکید نمی کنم --

he says, "For some reason, the universe, at one time,

"بنا به دلایلی، جهان، در یک زمانی،

had a very low entropy for its energy content,

با اون محتوای انرژی اش آنتروپی خیلی پایینی داشته،

and since then the entropy has increased.

و از اون موقع تا به الان آنتروپی افزایش داشته است.

The arrow of time cannot be completely understood

بردار زمان بطور کامل قابل درک نخواهد بود

until the mystery of the beginnings of the history of the universe

تا معمای آغازهای تاریخ جهان

are reduced still further

حتی تا فراتر از حد فهم و تصور

from speculation to understanding."

کاهش پیدا کند."

So that's our job.

این کار ماست.

We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,

ما می خواهیم که بدونیم -- این حرف ۵۰ سال پیش گفته شده، "بطورحتم" شما فکر می کنید که،

"we've figured it out by now."

"ما تا الان این قضیه را فهمیدیم"

It's not true that we've figured it out by now.

اینطور نیست که ما این را تا الان فهمیده باشیم.

The reason the problem has gotten worse,

دلیلٍ این که مساله بدتر شده،

rather than better,

بجای اینکه بهتر بشه،

is because in 1998

اینه که در سال ۱۹۹۸

we learned something crucial about the universe that we didn't know before.

ما یک نکته مهمی در مورد جهان فهمیدیم که تا قبل از اون نمی دونستیم.

We learned that it's accelerating.

ما فهمیدیم که اون در حال شتاب گرفتنه.

The universe is not only expanding.

جهان تنها در حال انبساط نیست.

If you look at the galaxy, it's moving away.

اگر شما به کهکشان نگاه کنید، اون در حال دور شدنه

If you come back a billion years later and look at it again,

اگر یک میلیارد سال بعد برگردید و دوباره بهش نگاه کنید،

it will be moving away faster.

می بینید که اون با سرعت بیشتری در حال دور شدن خواهد بود.

Individual galaxies are speeding away from us faster and faster

تک تک کهکشان ها سریعتر و سریعتر در حال دور شدن از ما هستند.

so we say the universe is accelerating.

بنابراین ما میگوییم که جهان داره شتاب می گیره.

Unlike the low entropy of the early universe,

برخلاف آنتروپی پایین جهان اولیه،

even though we don't know the answer for this,

گرچه ما جواب این سوال را نمی دانیم

we at least have a good theory that can explain it,

دست کم یک تئوری خوبی داریم که میتونه اون را توضیح بده،

if that theory is right,

اگر این تئوری درست باشه،

and that's the theory of dark energy.

و اون تئوری انرژی تاریک است.

It's just the idea that empty space itself has energy.

ایده اینکه فضای خالی بخودی خود دارای انرژی است.

In every little cubic centimeter of space,

در هر سانتیمتر مکعب کوچک از فضا،

whether or not there's stuff,

چیزی در اون باشه یا نه،

whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,

‌ذرات، ماده، تشعشع یا هر چیز دیگر،

there's still energy, even in the space itself.

هنوز انرژی در اون هست، حتی در خود فضا.

And this energy, according to Einstein,

و این انرژی، طبق گفته انیشتین

exerts a push on the universe.

یک نیروی فشار به جهان اعمال می کند.

It is a perpetual impulse

این یک نیروی همیشگی و دایمی است که

that pushes galaxies apart from each other.

به کهکشان ها فشار اورده و اونه را از هم دور می کنه

Because dark energy, unlike matter or radiation,

برای اینکه انرژی تاریک، برخلاف ماده یا تشعشع،

does not dilute away as the universe expands.

با انبساط جهان رقیق نمی شود.

The amount of energy in each cubic centimeter

مقدار انرژی در هر سانتیمتر مکعب

remains the same,

ثابت باقی می ماند،

even as the universe gets bigger and bigger.

حتی وقتی که جهان بزرگتر و بزرگتر می شود.

This has crucial implications

این قضیه پیامدهای بحرانی

for what the universe is going to do in the future.

برای آنچه که جهان در آینده انجام خواهد داد داشت.

For one thing, the universe will expand forever.

یک مورد، انبساط همیشگی جهان خواهد بود.

Back when I was your age,

زمانی که من همسن و سال شما بودم،

we didn't know what the universe was going to do.

ما نمی دونستیم که جهان چه خواهد کرد.

Some people thought that the universe would recollapse in the future.

بعضی مردم فکر می کردند که جهان در آینده دوباره داخل خودش فرو خواهد ریخت.

Einstein was fond of this idea.

انیشتین به این ایده علاقه داشت.

But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,

ولی اگر انرژی تاریک وجود داشته باشد و از بین نرود،

the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.

جهان برای همیشهُ همیشه به انبساط خود ادامه خواهد داد.

14 billion years in the past,

۱۴ میلیارد سال در گذشته،

100 billion dog years,

۱۰۰ میلیارد سال سگی،

but an infinite number of years into the future.

ولی بی نهایت سال در آینده.

Meanwhile, for all intents and purposes,

البته در عمل،

space looks finite to us.

به نظر ما جهان محدود است.

Space may be finite or infinite,

جهان ممکنه محدود باشه و یا نباشه،

but because the universe is accelerating,

اما چون جهان در حال شتاب گرفتن است،

there are parts of it we cannot see

قسمتهایی از اون هست که ما نمی توانیم ببینیم

and never will see.

و هیچگاه هم نخواهیم دید.

There's a finite region of space that we have access to,

ما به بخش محدودی از فضا دسترسی داریم،

surrounded by a horizon.

که با یک افق احاطه شده

So even though time goes on forever,

بنابراین با اینکه زمان برای همیشه پیش خواهد رفت،

space is limited to us.

فضا برای ما محدود است.

Finally, empty space has a temperature.

در نهایت، فضای خالی یک دمایی دارد.

In the 1970s, Stephen Hawking told us

در دهه ۱۹۷۰، استفان هاوکینگ گفت که

that a black hole, even though you think it's black,

یک سیاه چاله، گرچه که شما فکر می کنید سیاه است،

it actually emits radiation

در واقع از خود تشعشع ساطع می کند،

when you take into account quantum mechanics.

این در صورتی است که از دید مکانیک کوانتوم به قضیه نگاه کنید.

The curvature of space-time around the black hole

انحنای فضا-زمان در اطراف سیاه چاله

brings to life the quantum mechanical fluctuation,

نوسان مکانیک کوانتومی را

and the black hole radiates.

و تشعشع سیاه چاله ایی را مطرح می کند.

A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons

محاسبات مشابه دقیقی توسط هاوکینگ و گری گیبسون

showed that if you have dark energy in empty space,

نشان داد که اگر شما انرژی تاریک را در فضای خالی داشته باشید،

then the whole universe radiates.

در این صورت کل جهان تشعشع می کند.

The energy of empty space

انرژی فضای خالی

brings to life quantum fluctuations.

نوسان کوانتومی را مطرح می کند.

And so even though the universe will last forever,

و اگر چه جهان همیشگی خواهد بود،

and ordinary matter and radiation will dilute away,

و مواد معمولی و تشعشع رقیق خواهد شد،

there will always be some radiation,

با این همه همیشه مقداری تشعشع وجود خواهد داشت،

some thermal fluctuations,

مقداری نوسان حرارتی،

even in empty space.

حتی در فضای خالی.

So what this means

خوب این به این معناست که

is that the universe is like a box of gas

جهان مثل یک جعبه گاز میمونه

that lasts forever.

که همیشگیه.

Well what is the implication of that?

خوب این قضیه چه پیامدی داره؟

That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.

پیامد این قضیه توسط بولتزمان در قرن ۱۹ بررسی شد.

He said, well, entropy increases

اون میگه که، خوب، آنتروپی افزایش پیدا میکنه

because there are many, many more ways

برای این که حالتهای بسیار بسیار بیشتری وجود داره

for the universe to be high entropy, rather than low entropy.

که جهان در آنتروپی بالا باشد تا آنتروپی پایین.

But that's a probabilistic statement.

ولی این یک بیان احتمالاتیه.

It will probably increase,

اون احتمالا افزایش پیدا خواهد کرد،

and the probability is enormously huge.

و احتمالش هم فوق العاده بالاست.

It's not something you have to worry about --

نیازی به نگرانی نیست --

the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.

وقتی همه هوای این اتاق در یک گوشه ایی جمع بشه ما خفه می شویم.

It's very, very unlikely.

این قضیه خیلی خیلی بعیده.

Except if they locked the doors

مگر اینکه در اتاق را قفل کنند

and kept us here literally forever,

و ما را به معنای کلمه تا ابد اینجا نگه دارند،

that would happen.

اونوقت این اتفاق میافته.

Everything that is allowed,

هر چیزی که محتمل باشه،

every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,

هر حالتی از چیدمان مولکولهای این اتاق که محتمل باشه،

would eventually be obtained.

در نهایت اتفاق میافته.

So Boltzmann says, look, you could start with a universe

پس بولتزمان میگه که، ببین، تو میتونی از جهان شروع کنی

that was in thermal equilibrium.

که در تعادل حرارتی بوده.

He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.

او چیزی درباره انفجار بزرگ نمی دونست، او چیزی درباره انبساط جهان نمی دونست.

He thought that space and time were explained by Isaac Newton --

او فکر می کرد که فضا و زمان توسط ایزاک نیوتن توضیح داده شده --

they were absolute; they just stuck there forever.

اونها مطلق گرا بودند; همش به همونها چسبیده بودند.

So his idea of a natural universe

ایده او درباره سرشت جهان

was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --

شامل این بود که مولکولهای هوا بطور یکسان همه جا پخش شده بودند --

the everything molecules.

مولکولهای همه چیز.

But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,

ولی اگر شما جای بولتزمان باشید، میدونید که اگر برای مدت زمان به قدر کافی طولانی منتظر بمونید،

the random fluctuations of those molecules

نوسان های تصادفی اون مولکول ها

will occasionally bring them

گهگاهی اون ها را

into lower entropy configurations.

در حالت آنتروپی پایین قرار خواهد داد.

And then, of course, in the natural course of things,

و البته بعد از اون بطور طبیعی

they will expand back.

اونها دوباره پخش خواهند شد.

So it's not that entropy must always increase --

پس آنتروپی نباید همیشه افزایش پیدا بکنه --

you can get fluctuations into lower entropy,

شما میتونید نوسانهایی به سمت آنتروپی پایین داشته باشید،

more organized situations.

حالتهای منظم تر.

Well if that's true,

خوب اگر این درست باشه،

Boltzmann then goes onto invent

بولتزمان به سمت ابداع

two very modern-sounding ideas --

دو مفهوم بسیار جدید رفته - ایده هایی دقیق و درست --

the multiverse and the anthropic principle.

جهان چندگانه و اصل آنتروپی.

He says, the problem with thermal equilibrium

اون میگه که، مساله تعادل حرارتی اینه که

is that we can't live there.

ما نمی تونیم اونجا زندگی کنیم.

Remember, life itself depends on the arrow of time.

بخاطر داشته باشید که زندگی خودش به بردار زمان وابسته است.

We would not be able to process information,

ما نمی تونیم اطلاعات را پردازش کنیم،

metabolize, walk and talk,

متابولیز داشته باشیم، راه بریم و حرف بزنیم،

if we lived in thermal equilibrium.

اگر در تعادل حرارتی زندگی می کردیم.

So if you imagine a very, very big universe,

پس اگر یک جهان خیلی خیلی بزرگ را تصور می کنید،

an infinitely big universe,

یک جهان بی نهایت بزرگ،

with randomly bumping into each other particles,

با برخوردهای های تصادفی ذرات با یکدیگر،

there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,

گهگاهی نوسان های کوچکی به حالتهای آنتروپی پایین وجود خواهد داشت،

and then they relax back.

و سپس به حالت استراحت قبلی برمی گردند

But there will also be large fluctuations.

اما نوسان های بزرگی هم وجود خواهند داشت.

Occasionally, you will make a planet

گاهی وقتها، سیاره ایی خواهید ساخت

or a star or a galaxy

یا یک ستاره یا کهکشان

or a hundred billion galaxies.

یا یک میلیارد کهکشان.

So Boltzmann says,

بولتزمان میگه که،

we will only live in the part of the multiverse,

ما تنها در یک قسمت از جهان چندگانه زندگی می کنیم،

in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,

در بخشی از این مجموعه بزرگ ذرات نوسانی،

where life is possible.

جایی که زندگی ممکنه.

That's the region where entropy is low.

اینجا منطقه اییه که آنتروپی پایینه.

Maybe our universe is just one of those things

شاید جهان ما تنها یکی از اونهاست

that happens from time to time.

که هر چند وقت یکبار اتفاق میافته.

Now your homework assignment

حالا مشق شب شما اینه که

is to really think about this, to contemplate what it means.

واقعا به این قضیه فکر کنید، ببینید معنی اش چیه.

Carl Sagan once famously said

کارل ساگان جمله معروفی داره که

that "in order to make an apple pie,

" برای درست کردن یک پای سیب،

you must first invent the universe."

اول از همه بایستی جهان را به وجود بیارید."

But he was not right.

اما او اشتباه می کرد.

In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,

طبق سناریوی بولتزمان، اگر می خواهید که یک پای سیب درست کنید،

you just wait for the random motion of atoms

شما بایستی منتظر بنشینید که حرکت تصادفی اتم ها

to make you an apple pie.

یک پای سیب درست کنه.

That will happen much more frequently

این قضیه بیشتر پیش میاد

than the random motions of atoms

تا اینکه حرکت تصادفی اتم ها

making you an apple orchard

براتون یک باغ سیب بسازه

and some sugar and an oven,

و مقداری شکر و یک اجاق،

and then making you an apple pie.

و بعد براتون یک پای سیب بسازه.

So this scenario makes predictions.

بنابراین این سناریو پیش گویی هایی خواهد کرد.

And the predictions are

و اون پیش گویی ها اینه که

that the fluctuations that make us are minimal.

نوسان هایی که ما را می سازند کمینه هستند.

Even if you imagine that this room we are in now

حتی اگر شما تصور کنید که این اتاقی که الان توش هستیم

exists and is real and here we are,

وجود داره و واقعیه و ما در اون هستیم،

and we have, not only our memories,

و ما نه تنها خاطراتمون را داریم،

but our impression that outside there's something

بلکه این را هم می دونیم که بیرون از اینجا یه چیزایی هست

called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,

که کل تک و آمریکا و کهکشان راه شیری نامیده می شود،

it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain

خیلی آسونتر اینه که تمام این فکرها بطور تصادفی در مغز شما نوسان داده شده باشند

than for them actually to randomly fluctuate

تا اینکه بطور واقعی نوسان تصادفی یافته باشند

into Caltech, the United States and the galaxy.

در کل تک، آمریکا و کهکشان.

The good news is that,

خبر خوب این که

therefore, this scenario does not work; it is not right.

پس این سناریو جواب نمیده; درست نیست.

This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.

این سناریو پیش بینی میکنه که ما بایستی یک نوسان کمینه باشیم.

Even if you left our galaxy out,

حتی اگر کهکشانمون را کنار بگذارید،

you would not get a hundred billion other galaxies.

یک میلیارد کهکشان دیگر نخواهید داشت.

And Feynman also understood this.

و فینمن هم این را متوجه شد.

Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,

فینمن میگه که، "با توجه به این فرضیه که دنیا یک نوسان است،

all the predictions are that

تمام پیش گویی ها اینه که،

if we look at a part of the world we've never seen before,

ما به قسمتی از دنیا نگاه کنیم که تا به حال ندیده ایم،

we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --

برامون گیج کننده خواهد بود، و مثل اون چیزی که همین الان دیدیمش نیست --

high entropy.

آنتروپی بالا.

If our order were due to a fluctuation,

اگر نظم ما بخاطر یک نوسان بود،

we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.

ما انتظار داریم که ایم نظم فقط در اونجایی که دیدیم باشه نه جای دیگه.

We therefore conclude the universe is not a fluctuation."

بنابراین به این نتیجه می رسیم که جهان یک نوسان نیست."

So that's good. The question is then what is the right answer?

خوب این خوبه. حالا سوال اینه که پس جواب درست چیه؟

If the universe is not a fluctuation,

اگر جهان یک نوسان نیست،

why did the early universe have a low entropy?

پس چرا جهان اولیه آنتروپی پایینی داشت؟

And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.

من خیلی دوست دارم که جواب را بگم، اما وقت من داره تموم میشه.

(Laughter)

(خنده حضار)

Here is the universe that we tell you about,

این جهانیه که درباره اش حرف می زنیم،

versus the universe that really exists.

در مقابل جهانی که واقعا وجود داره.

I just showed you this picture.

من همین الان این تصویر را بهتون نشون داده بودم.

The universe is expanding for the last 10 billion years or so.

جهان در طی ۱۰ میلیارد سال گذشته و یا چیزی در این حدود در حال انبساط بوده.

It's cooling off.

اون سرد می شده.

But we now know enough about the future of the universe

ولی ما الان به قدر کافی درباره آینده جهان می دونیم

to say a lot more.

که بیشتر درباره اش حرف بزنیم.

If the dark energy remains around,

اگر انرژی تاریک دور و بر بمونه،

the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.

ستارگان اطرافمون سوخت هسته شان را تمام می کنند و دست از سوختن بر می دارند.

They will fall into black holes.

اونها داخل سیاه چاله ها سقوط خواهند کرد.

We will live in a universe

ما در جهانی زندگی خواهیم کرد که

with nothing in it but black holes.

هیچ چیزی در اون وجود نداره مگر سیاه چاله ها.

That universe will last 10 to the 100 years --

این جهان ۱۰ به توان ۱۰۰ سال ادامه خواهد داشت --

a lot longer than our little universe has lived.

بسیار بیشتر از اونی که جهان کوچک ما زندگی کرده است.

The future is much longer than the past.

آینده خیلی طولانی تر از گذشته است.

But even black holes don't last forever.

اما حتی سیاه چاله ها هم همیشگی نیستند.

They will evaporate,

اونها بخار خواهند شد،

and we will be left with nothing but empty space.

و ما چیزی به جز یک فضای خالی نخواهیم داشت.

That empty space lasts essentially forever.

اون فضای خالی اساسا برای همیشه ادامه خواهد داشت.

However, you notice, since empty space gives off radiation,

اگر چه همانطور که متوجه شدید چون فضای خالی تشعشع ساطع میکنه،

there's actually thermal fluctuations,

در عمل نوسان های حرارتی وجود خواهد داشت،

and it cycles around

و بطور چرخه ای

all the different possible combinations

تمام ترکیب های ممکن مختلف

of the degrees of freedom that exist in empty space.

از درجات آزادی که در جهان خالی وجود داره را می سازد.

So even though the universe lasts forever,

بنابراین اگر چه جهان همیشگی است،

there's only a finite number of things

تنها تعداد محدودی از چیزهاست

that can possibly happen in the universe.

که امکان داره در جهان اتفاق بیافته.

They all happen over a period of time

همه اونها در یک بازه زمانی

equal to 10 to the 10 to the 120 years.

برابر ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۱۲۰ سال اتفاق خواهد افتاد.

So here's two questions for you.

حالا ۲ تا سوال از شما

Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,

یک: اگر جهان برای ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۱۲۰ سال خواهد بود،

why are we born

چرا ما

in the first 14 billion years of it,

در ۱۴ میلیارد سال اول اون به دنیا اومدیم،

in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?

در گرما و راحتی درخشش پس از انفجار بزرگ؟

Why aren't we in empty space?

چرا ما در فضای خالی نیستیم؟

You might say, "Well there's nothing there to be living,"

ممکنه بگید، "خوب اونجا چیزی برای زندگی کردن نیست،"

but that's not right.

اما این درست نیست.

You could be a random fluctuation out of the nothingness.

شما می تونید یک نوسان تصادفی از نیستی باشید.

Why aren't you?

چرا نیستید؟

More homework assignment for you.

یک مشق شب دیگه برای شما.

So like I said, I don't actually know the answer.

همانطورکه گفتم، من واقعا جواب را نمی دونم.

I'm going to give you my favorite scenario.

من بهتون سناریوی مورد علاقه خودم را میگم.

Either it's just like that. There is no explanation.

یا مثل این میمونه. هیچ توضیحی وجود نداره.

This is a brute fact about the universe

یک واقعیت خشن درباره جهان وجود داره

that you should learn to accept and stop asking questions.

که بایستی یاد بگیرید که قبول کنید و سوال پرسیدن را متوقف کنید.

Or maybe the Big Bang

یا شاید انفجار بزرگ

is not the beginning of the universe.

سراغاز جهان نیست.

An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,

یک تخم مرغ، یک تخم مرغ شکسته نشده، یک پیکربندی آنتروپی پایین است،

and yet, when we open our refrigerator,

و هنوز هم، وقتی که در یخچال را باز می کنیم،

we do not go, "Hah, how surprising to find

نمیگیم که، "هه، چقدر جالبه که

this low entropy configuration in our refrigerator."

این پیکربندی آنتروپی پایین را در یخچالمون پیدا کردم."

That's because an egg is not a closed system;

این به دلیل اینه که یک تخم مرغ یک سیستم بسته نیست;

it comes out of a chicken.

اون از یک مرغ پدید میاد.

Maybe the universe comes out of a universal chicken.

شاید جهان از یک مرغ جهانی پدید اومده.

Maybe there is something that naturally,

شاید یک چیزی هست که بطور طبیعی،

through the growth of the laws of physics,

از طریق رشد قوانین فیزیکی،

gives rise to universe like ours

منجر به جهانی مثل واسه ما شده

in low entropy configurations.

در یک پیکربندی آنتروپی پایین.

If that's true, it would happen more than once;

اگر این درست باشه میتونه بیشتر از یکبار اتفاق افتاده باشه;

we would be part of a much bigger multiverse.

ما میتونیم قسمتی از یک جهان چندگانه خیلی بزرگتر باشیم.

That's my favorite scenario.

این سناریوی مورد علاقه منه.

So the organizers asked me to end with a bold speculation.

برگزارکنندگان از من خواستند که برنامه را با یک اندیشه جسورانه تمام کنم.

My bold speculation

اندیشه جسورانه من

is that I will be absolutely vindicated by history.

اینه که تاریخ کاملا من را تایید خواهد کرد.

And 50 years from now,

۵۰ سال دیگه،

all of my current wild ideas will be accepted as truths

همه ایده های طوفانی من به عنوان حقیقت پذیرفته خواهد شد

by the scientific and external communities.

از طرف دانشمندان و انجمن های بیرونی.

We will all believe that our little universe

ما همه اعتقاد پیدا می کنیم که جهان کوچک ما

is just a small part of a much larger multiverse.

تنها یک قسمت کوچکی از یک جهان چندگانه به مراتب بزرگتر است.

And even better, we will understand what happened at the Big Bang

و حتی بهتر از اون، ما خواهیم فهمید که چه اتفاقی در انفجار بزرگ افتاده

in terms of a theory

بصورت تئوریک

that we will be able to compare to observations.

که قادر خواهیم بود با مشاهده ها مقایسه کنیم.

This is a prediction. I might be wrong.

این یک پیش بینی است. ممکنه من اشتباه بکنم.

But we've been thinking as a human race

اما ما تا به حال به عنوان نسل انسان فکر می کرده ایم

about what the universe was like,

که جهان شبیه چیه،

why it came to be in the way it did for many, many years.

چرا به شکلی شده که بوده -- برای سالهای زیادی.

It's exciting to think we may finally know the answer someday.

خیلی هیجان انگیزه که فکر کنیم که یک روزی بالاخره ممکنه جواب را بدونیم.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق حضار)