Sean Carroll: Distant time and the hint of a multiverse

208,806 views ・ 2011-05-06

TED


Norėdami paleisti vaizdo įrašą, dukart spustelėkite žemiau esančius angliškus subtitrus.

Translator: Julius Vladika Reviewer: Andrius Burnickas
00:15
The universe
0
15260
2000
Visata
00:17
is really big.
1
17260
2000
yra didžiulė.
00:19
We live in a galaxy, the Milky Way Galaxy.
2
19260
3000
Mes gyvename galaktikoje - Paukščių Take.
00:22
There are about a hundred billion stars in the Milky Way Galaxy.
3
22260
3000
Paukščių take yra apie šimtas milijardų žvaigždžių.
00:25
And if you take a camera
4
25260
2000
Ir jei paimtumėte kamerą
00:27
and you point it at a random part of the sky,
5
27260
2000
ir nukreiptumėte ją į atsitiktinį tašką danguje,
00:29
and you just keep the shutter open,
6
29260
2000
paliktumėte sklendę atvirą tol,
00:31
as long as your camera is attached to the Hubble Space Telescope,
7
31260
3000
kol jūsų kamera sektų Hablo kosminį teleskopą,
00:34
it will see something like this.
8
34260
2000
pamatytumėte kažką tokio.
00:36
Every one of these little blobs
9
36260
3000
Kiekviena iš šių mažų dėmelių
00:39
is a galaxy roughly the size of our Milky Way --
10
39260
2000
yra maždaug Paukščių Tako dydžio galaktika -
00:41
a hundred billion stars in each of those blobs.
11
41260
3000
šimtas milijardų žvaigždžių kiekvienoje iš šių dėmių.
00:44
There are approximately a hundred billion galaxies
12
44260
3000
Yra maždaug šimtas milijardų galaktikų
00:47
in the observable universe.
13
47260
2000
mūsų stebimoje visatoje.
00:49
100 billion is the only number you need to know.
14
49260
2000
100 milijardų yra vienintelis skaičius, kurį jums reikia žinoti.
00:51
The age of the universe, between now and the Big Bang,
15
51260
3000
Visatos amžius nuo dabar iki Didžiojo sprogimo
00:54
is a hundred billion in dog years.
16
54260
2000
yra šimtas milijardų šuns metų.
00:56
(Laughter)
17
56260
2000
(Juokas)
00:58
Which tells you something about our place in the universe.
18
58260
3000
Tai kažką pasako apie mūsų vietą visatoje.
01:01
One thing you can do with a picture like this is simply admire it.
19
61260
2000
Vienas dalykas, kurį galima daryti su šia nuotrauka, tai tiesiog mėgautis ja.
01:03
It's extremely beautiful.
20
63260
2000
Ji nepaprastai graži.
01:05
I've often wondered, what is the evolutionary pressure
21
65260
3000
Aš dažnai susimąstau, kokios evoliucinės sąlygos
01:08
that made our ancestors in the Veldt adapt and evolve
22
68260
3000
išugdė mūsų pirmykščių protėvių Afrikos savanose gebėjimus
01:11
to really enjoy pictures of galaxies
23
71260
2000
mėgautis galaktikų vaizdais,
01:13
when they didn't have any.
24
73260
2000
kuomet jų dar neturėjo.
01:15
But we would also like to understand it.
25
75260
2000
Tačiau mes taip pat norėtume tai suprasti.
01:17
As a cosmologist, I want to ask, why is the universe like this?
26
77260
4000
Kaip kosmologas noriu paklausti, kodėl visata yra tokia?
01:21
One big clue we have is that the universe is changing with time.
27
81260
3000
Viena didelė užuomina sako, kad visata laikui bėgant keičiasi.
01:24
If you looked at one of these galaxies and measured its velocity,
28
84260
3000
Jei pažvelgtumėme į vieną iš šių galaktikų ir pamatuotumėme jos greitį,
01:27
it would be moving away from you.
29
87260
2000
pastebėtume, kad ji tolsta.
01:29
And if you look at a galaxy even farther away,
30
89260
2000
O jei stebėtume dar tolimesnę galaktiką,
01:31
it would be moving away faster.
31
91260
2000
ji toltų dar greičiau.
01:33
So we say the universe is expanding.
32
93260
2000
Todėl sakome, kad visata plečiasi.
01:35
What that means, of course, is that, in the past,
33
95260
2000
Tai žinoma reiškia, kad praeityje
01:37
things were closer together.
34
97260
2000
viskas buvo išsidėstę tankiau.
01:39
In the past, the universe was more dense,
35
99260
2000
Praeityje visata buvo tankesnė,
01:41
and it was also hotter.
36
101260
2000
o taip pat karštesnė.
01:43
If you squeeze things together, the temperature goes up.
37
103260
2000
Didinant spaudimą temperatūra kyla.
01:45
That kind of makes sense to us.
38
105260
2000
Tai mums lyg ir suprantama.
01:47
The thing that doesn't make sense to us as much
39
107260
2000
Dalykas, kuris nelabai suprantamas, yra
01:49
is that the universe, at early times, near the Big Bang,
40
109260
3000
tai, kad visata pačioje pradžioje, iškart po Didžiojo sprogimo
01:52
was also very, very smooth.
41
112260
2000
buvo labai labai tolygi.
01:54
You might think that that's not a surprise.
42
114260
2000
Galima pagalvoti, jog tai joks siurprizas.
01:56
The air in this room is very smooth.
43
116260
2000
Oras šioje patalpoje yra labai tolygus.
01:58
You might say, "Well, maybe things just smoothed themselves out."
44
118260
3000
Galima sakyti, „Ką gi, greičiausiai viskas tiesiog išsilygino.“
02:01
But the conditions near the Big Bang are very, very different
45
121260
3000
Bet sąlygos po Didžiojo sprogimo buvo visiškai kitokios
02:04
than the conditions of the air in this room.
46
124260
2000
nei oro sąlygos šioje patalpoje.
02:06
In particular, things were a lot denser.
47
126260
2000
Tiksliau medžiagos tankis buvo daug didesnis.
02:08
The gravitational pull of things
48
128260
2000
Gravitacinė trauka
02:10
was a lot stronger near the Big Bang.
49
130260
2000
po Didžiojo sprogimo buvo daug didesnė.
02:12
What you have to think about
50
132260
2000
Pagalvokite,
02:14
is we have a universe with a hundred billion galaxies,
51
134260
2000
kad mūsų visatoje yra šimtas milijardų galaktikų,
02:16
a hundred billion stars each.
52
136260
2000
kurių kiekvienoje šimtas milijardų žvaigždžių.
02:18
At early times, those hundred billion galaxies
53
138260
3000
Pačioje pradžioje šis šimtas milijardų galaktikų
02:21
were squeezed into a region about this big --
54
141260
3000
buvo suspaustos į maždaug tokio dydžio regioną -
02:24
literally -- at early times.
55
144260
2000
iš tiesų, pačioje pradžioje.
02:26
And you have to imagine doing that squeezing
56
146260
2000
Įsivaizduokite šį suspaudimą
02:28
without any imperfections,
57
148260
2000
be jokių netolygumų,
02:30
without any little spots
58
150260
2000
be jokių mažų taškelių,
02:32
where there were a few more atoms than somewhere else.
59
152260
2000
kuriuose būtų šiek tiek daugiau atomų nei kituose.
02:34
Because if there had been, they would have collapsed under the gravitational pull
60
154260
3000
Nes jei jie būtų, dėl gravitacinės traukos jie kolapsuotų
02:37
into a huge black hole.
61
157260
2000
į didžiulę juodąją skylę.
02:39
Keeping the universe very, very smooth at early times
62
159260
3000
Išlaikyti visatą labai labai tolygią pačioje pradžioje
02:42
is not easy; it's a delicate arrangement.
63
162260
2000
nebuvo lengva, tai labai subtili kompozicija.
02:44
It's a clue
64
164260
2000
Yra užuomina,
02:46
that the early universe is not chosen randomly.
65
166260
2000
kad ankstyvoji visata nebuvo atsitiktinė.
02:48
There is something that made it that way.
66
168260
2000
Buvo kažkas, kas ją tokią padarė.
02:50
We would like to know what.
67
170260
2000
Norėtume žinoti, kas.
02:52
So part of our understanding of this was given to us by Ludwig Boltzmann,
68
172260
3000
Dalį informacijos mums suteikė Ludwig'as Boltzmann'as,
02:55
an Austrian physicist in the 19th century.
69
175260
3000
XIX a. austrų fizikas.
02:58
And Boltzmann's contribution was that he helped us understand entropy.
70
178260
3000
O Boltzmann'as prisidėjo padėdamas mums suprasti entropiją.
03:01
You've heard of entropy.
71
181260
2000
Jums teko girdėti apie entropiją.
03:03
It's the randomness, the disorder, the chaoticness of some systems.
72
183260
3000
Tai yra kai kurių sistemų atsitiktinumas, netvarka, chaotiškumas.
03:06
Boltzmann gave us a formula --
73
186260
2000
Boltzmann'as mums davė formulę -
03:08
engraved on his tombstone now --
74
188260
2000
dabar ji išgraviruota ant jo paminklo -
03:10
that really quantifies what entropy is.
75
190260
2000
ji apskaičiuoja entropiją.
03:12
And it's basically just saying
76
192260
2000
O ji paprasčiausiai sako,
03:14
that entropy is the number of ways
77
194260
2000
kad entropija yra skaičius būdų,
03:16
we can rearrange the constituents of a system so that you don't notice,
78
196260
3000
kuriais mes galime pertvarkyti sistemos sudėtines dalis nepakeičiant
03:19
so that macroscopically it looks the same.
79
199260
2000
sistemos išvaizdos makroskopiniame lygmenyje.
03:21
If you have the air in this room,
80
201260
2000
Kalbant apie orą šioje patalpoje,
03:23
you don't notice each individual atom.
81
203260
3000
mes nematome kiekvieno atskiro atomo.
03:26
A low entropy configuration
82
206260
2000
Žemos entropijos sąranga
03:28
is one in which there's only a few arrangements that look that way.
83
208260
2000
yra tokia, kurioje yra tik keletas panašiai atrodančių išsidėstymų.
03:30
A high entropy arrangement
84
210260
2000
Didelės entropijos išsidėstymas
03:32
is one that there are many arrangements that look that way.
85
212260
2000
yra toks, kuriame yra daug panašiai atrodančių išsidėstymų.
03:34
This is a crucially important insight
86
214260
2000
Tai yra itin svarbi įžvalga,
03:36
because it helps us explain
87
216260
2000
nes ji padeda mums paaiškinti
03:38
the second law of thermodynamics --
88
218260
2000
antrąjį termodinamikos dėsnį -
03:40
the law that says that entropy increases in the universe,
89
220260
3000
dėsnį, kuris teigia, kad entropija didėja visatoje
03:43
or in some isolated bit of the universe.
90
223260
2000
arba izoliuotoje visatos dalyje.
03:45
The reason why entropy increases
91
225260
2000
Entropijos didėjimo priežastis
03:47
is simply because there are many more ways
92
227260
3000
yra ta, kad daug daugiau variantų galimi
03:50
to be high entropy than to be low entropy.
93
230260
2000
didelėje entropijoje nei mažoje entropijoje.
03:52
That's a wonderful insight,
94
232260
2000
Tai nuostabi įžvalga,
03:54
but it leaves something out.
95
234260
2000
bet ji kai ką nutyli.
03:56
This insight that entropy increases, by the way,
96
236260
2000
Tarp kitko, už šios įžvalgos, kad entropija didėja,
03:58
is what's behind what we call the arrow of time,
97
238260
3000
kaip ir už mūsų vadinamos laiko strėlės,
04:01
the difference between the past and the future.
98
241260
2000
slepiasi skirtumas tarp praeities ir ateities.
04:03
Every difference that there is
99
243260
2000
Kiekvienas skirtumas
04:05
between the past and the future
100
245260
2000
tarp praeities ir ateities
04:07
is because entropy is increasing --
101
247260
2000
yra dėl entropijos didėjimo -
04:09
the fact that you can remember the past, but not the future.
102
249260
3000
faktas, kad mes galime atsiminti praeitį, bet ne ateitį.
04:12
The fact that you are born, and then you live, and then you die,
103
252260
3000
Faktas, kad mes gimstame, tada gyvename, o tada mirštame,
04:15
always in that order,
104
255260
2000
visuomet tokia pačia tvarka,
04:17
that's because entropy is increasing.
105
257260
2000
visa tai dėl didėjančios entropijos.
04:19
Boltzmann explained that if you start with low entropy,
106
259260
2000
Boltzmann'as paaiškino, kad jei pradėtume nuo mažos entropijos,
04:21
it's very natural for it to increase
107
261260
2000
labai natūralu, kad ji didės,
04:23
because there's more ways to be high entropy.
108
263260
3000
nes yra daugiau būdų būti didelės entropijos.
04:26
What he didn't explain
109
266260
2000
Jis nepaaiškino,
04:28
was why the entropy was ever low in the first place.
110
268260
3000
kodėl entropija iš pat pradžių buvo maža.
04:31
The fact that the entropy of the universe was low
111
271260
2000
Faktas, kad entropija buvo maža,
04:33
was a reflection of the fact
112
273260
2000
buvo atspindys fakto,
04:35
that the early universe was very, very smooth.
113
275260
2000
kad ankstyvoji visata buvo labai labai glotni.
04:37
We'd like to understand that.
114
277260
2000
Norėtume tai suprasti.
04:39
That's our job as cosmologists.
115
279260
2000
Tai mūsų - kosmologų - darbas.
04:41
Unfortunately, it's actually not a problem
116
281260
2000
Deja, tai išties nėra problema,
04:43
that we've been giving enough attention to.
117
283260
2000
kuriai skyrėme pakankamai dėmesio.
04:45
It's not one of the first things people would say,
118
285260
2000
Tai nėra vienas pirmų dalykų, kurio žmogus
04:47
if you asked a modern cosmologist,
119
287260
2000
paklaustų šiuolaikinio kosmologo,
04:49
"What are the problems we're trying to address?"
120
289260
2000
„Kokias problemas jūs mėginate spręsti?“.
04:51
One of the people who did understand that this was a problem
121
291260
2000
Vienas iš žmonių, kurie suprato šią problemą,
04:53
was Richard Feynman.
122
293260
2000
buvo Richard'as Feynman'as.
04:55
50 years ago, he gave a series of a bunch of different lectures.
123
295260
2000
Prieš 50 metų jis skaitė galybę skirtingų paskaitų.
04:57
He gave the popular lectures
124
297260
2000
Jis dėstė populiarias paskaitas,
04:59
that became "The Character of Physical Law."
125
299260
2000
kurios pavadintos "Fizinių dėsnių būdas".
05:01
He gave lectures to Caltech undergrads
126
301260
2000
Jis dėstė Caltech'o studentams,
05:03
that became "The Feynman Lectures on Physics."
127
303260
2000
paskaitos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie fiziką".
05:05
He gave lectures to Caltech graduate students
128
305260
2000
Jis dėstė paskaitas Caltech'o magistrantams,
05:07
that became "The Feynman Lectures on Gravitation."
129
307260
2000
jos vadinosi „Feynman'o paskaitos apie gravitaciją".
05:09
In every one of these books, every one of these sets of lectures,
130
309260
3000
Kiekvienoje jo knygoje, kiekvienoje paskaitoje,
05:12
he emphasized this puzzle:
131
312260
2000
jis pabrėžė šį galvosūkį:
05:14
Why did the early universe have such a small entropy?
132
314260
3000
Kodėl ankstyvoji visata buvo tokios mažos entropijos?
05:17
So he says -- I'm not going to do the accent --
133
317260
2000
Taigi, jis sako - akcentuoju tai -
05:19
he says, "For some reason, the universe, at one time,
134
319260
3000
jis sako: „Dėl kažkokių priežasčių visata vienu metu
05:22
had a very low entropy for its energy content,
135
322260
3000
turėjo labai mažą savo energijos turinio entropiją
05:25
and since then the entropy has increased.
136
325260
2000
ir nuo tada ši entropija didėja.
05:27
The arrow of time cannot be completely understood
137
327260
3000
Laiko strėlė negali būti pilnai suvokta
05:30
until the mystery of the beginnings of the history of the universe
138
330260
3000
nebent visatos istorijos pradžios paslaptis
05:33
are reduced still further
139
333260
2000
bus vis toliau atskleidžiama
05:35
from speculation to understanding."
140
335260
2000
spėliones keičiant supratimu.“
05:37
So that's our job.
141
337260
2000
Taigi, tai mūsų darbas.
05:39
We want to know -- this is 50 years ago, "Surely," you're thinking,
142
339260
2000
Mes norime žinoti - tai buvo prieš 50 metų, „Tikriausiai", jūs pagalvosite,
05:41
"we've figured it out by now."
143
341260
2000
„mes jau tai išsiaiškinom."
05:43
It's not true that we've figured it out by now.
144
343260
2000
Tai netiesa, kad mes tai jau išsiaiškinom.
05:45
The reason the problem has gotten worse,
145
345260
2000
Priežastis, kodėl problema pasidarė dar didesnė,
05:47
rather than better,
146
347260
2000
o ne mažesnė,
05:49
is because in 1998
147
349260
2000
yra ta, kad 1998-aisiais
05:51
we learned something crucial about the universe that we didn't know before.
148
351260
3000
mes apie visatą sužinojome kai ką labai svarbaus, ko anksčiau nežinojome.
05:54
We learned that it's accelerating.
149
354260
2000
Mes nustatėme, kad ji greitėja.
05:56
The universe is not only expanding.
150
356260
2000
Visata ne tik plečiasi.
05:58
If you look at the galaxy, it's moving away.
151
358260
2000
Žiūrint į galaktiką, ji tolsta nuo mūsų.
06:00
If you come back a billion years later and look at it again,
152
360260
2000
Jei grįžtume po milijardo metų ir vėl pažiūrėtume,
06:02
it will be moving away faster.
153
362260
3000
ji toltų dar greičiau.
06:05
Individual galaxies are speeding away from us faster and faster
154
365260
3000
Pavienės galaktikos tolsta nuo mūsų greičiau ir greičiau.
06:08
so we say the universe is accelerating.
155
368260
2000
Todėl teigiame, kad visata greitėja.
06:10
Unlike the low entropy of the early universe,
156
370260
2000
Ne taip, kaip žema ankstyvosios visatos entropija,
06:12
even though we don't know the answer for this,
157
372260
2000
nors ir nežinome atsakymo į tai,
06:14
we at least have a good theory that can explain it,
158
374260
2000
bent jau turime gerą teoriją, galinčią tai paaiškinti,
06:16
if that theory is right,
159
376260
2000
jei ji yra teisinga.
06:18
and that's the theory of dark energy.
160
378260
2000
Tai yra teorija apie tamsiąją energiją.
06:20
It's just the idea that empty space itself has energy.
161
380260
3000
Tai mintis, kad tuščia erdvė vis tiek turi energijos.
06:23
In every little cubic centimeter of space,
162
383260
3000
Kiekviename mažyčiame kubiniame erdvės centimetre,
06:26
whether or not there's stuff,
163
386260
2000
nesvarbu ar joje yra kas, ar ne,
06:28
whether or not there's particles, matter, radiation or whatever,
164
388260
2000
nesvarbu, ar joje yra dalelių, materijos, radiacijos ar bet ko kito,
06:30
there's still energy, even in the space itself.
165
390260
3000
joje vis tiek yra energijos, net pačioje erdvėje.
06:33
And this energy, according to Einstein,
166
393260
2000
O ši energija, pasak Einšteino,
06:35
exerts a push on the universe.
167
395260
3000
sukelia visatos plėtimąsi.
06:38
It is a perpetual impulse
168
398260
2000
Tai yra amžinas impulsas,
06:40
that pushes galaxies apart from each other.
169
400260
2000
kuris atstūmė galaktikas vieną nuo kitos.
06:42
Because dark energy, unlike matter or radiation,
170
402260
3000
Nes tamsioji energija, priešingai nei materija ar radiacija,
06:45
does not dilute away as the universe expands.
171
405260
3000
nesilpnėja visatai plečiantis.
06:48
The amount of energy in each cubic centimeter
172
408260
2000
Energijos kiekis kiekviename kubiniame centimetre
06:50
remains the same,
173
410260
2000
išlieka toks pats,
06:52
even as the universe gets bigger and bigger.
174
412260
2000
netgi visatai nuolat didėjant ir didėjant.
06:54
This has crucial implications
175
414260
3000
Tai turi lemtingos reikšmės tam,
06:57
for what the universe is going to do in the future.
176
417260
3000
ką visata darys ateityje.
07:00
For one thing, the universe will expand forever.
177
420260
2000
Pirmiausia visata plėsis amžinai.
07:02
Back when I was your age,
178
422260
2000
Kada buvau jūsų amžiaus,
07:04
we didn't know what the universe was going to do.
179
424260
2000
mes nežinojome, kaip elgsis visata.
07:06
Some people thought that the universe would recollapse in the future.
180
426260
3000
Vieni žmonės manė, kad visata ateityje vėl susitrauks.
07:09
Einstein was fond of this idea.
181
429260
2000
Einšteinas palaikė šią idėją.
07:11
But if there's dark energy, and the dark energy does not go away,
182
431260
3000
Bet jei yra tamsioji energija, o tamsioji energija niekur nedingsta,
07:14
the universe is just going to keep expanding forever and ever and ever.
183
434260
3000
visata plėsis per amžių amžius.
07:17
14 billion years in the past,
184
437260
2000
Prabėgo 14 milijardų metų,
07:19
100 billion dog years,
185
439260
2000
100 milijardų šuns metų,
07:21
but an infinite number of years into the future.
186
441260
3000
tačiau begalybė metų laukia ateityje.
07:24
Meanwhile, for all intents and purposes,
187
444260
3000
Tačiau visais atžvilgiais
07:27
space looks finite to us.
188
447260
2000
kosmosas mums atrodo baigtinis.
07:29
Space may be finite or infinite,
189
449260
2000
Kosmosas gali būti baigtinis arba begalinis,
07:31
but because the universe is accelerating,
190
451260
2000
tačiau dėl visatos plėtimosi,
07:33
there are parts of it we cannot see
191
453260
2000
yra vietų, kurių mes negalime pamatyti
07:35
and never will see.
192
455260
2000
ir niekada nepamatysime.
07:37
There's a finite region of space that we have access to,
193
457260
2000
Yra apibrėžta kosmoso dalis, kuri mums prieinama,
07:39
surrounded by a horizon.
194
459260
2000
ji apribota horizonto.
07:41
So even though time goes on forever,
195
461260
2000
Todėl nors laikas ir nuolat teka,
07:43
space is limited to us.
196
463260
2000
erdvė mums yra ribota.
07:45
Finally, empty space has a temperature.
197
465260
3000
Galiausiai, tuščia erdvė turi temperatūrą.
07:48
In the 1970s, Stephen Hawking told us
198
468260
2000
8-ajame dešimtmetyje Stephen'as Hawking'as pareiškė,
07:50
that a black hole, even though you think it's black,
199
470260
2000
kad juodoji skylė, nors turėtų būti juoda,
07:52
it actually emits radiation
200
472260
2000
visgi skleidžia spinduliuotę,
07:54
when you take into account quantum mechanics.
201
474260
2000
jei atsižvelgtume į kvantinę mechaniką.
07:56
The curvature of space-time around the black hole
202
476260
3000
Erdvėlaikio išlinkimas aplink juodąją skylę
07:59
brings to life the quantum mechanical fluctuation,
203
479260
3000
sukelia kvantinius mechaninius svyravimus,
08:02
and the black hole radiates.
204
482260
2000
o juodoji skylė spinduliuoja.
08:04
A precisely similar calculation by Hawking and Gary Gibbons
205
484260
3000
Labai panašūs Hawking'o ir Gary Gibbons'o skaičiavimai
08:07
showed that if you have dark energy in empty space,
206
487260
3000
parodė, kad tamsiajai energijai esant tuščioje erdvėje,
08:10
then the whole universe radiates.
207
490260
3000
visa visata spinduliuoja.
08:13
The energy of empty space
208
493260
2000
Tuščios erdvės energija
08:15
brings to life quantum fluctuations.
209
495260
2000
sukelia kvantinius svyravimus.
08:17
And so even though the universe will last forever,
210
497260
2000
Ir nors visata bus amžinai,
08:19
and ordinary matter and radiation will dilute away,
211
499260
3000
o įprastinė materija ir radiacija išsisklaidys,
08:22
there will always be some radiation,
212
502260
2000
vis tiek liks kažkiek radiacijos,
08:24
some thermal fluctuations,
213
504260
2000
kažkiek temperatūrinių svyravimų,
08:26
even in empty space.
214
506260
2000
netgi tuščioje erdvėje.
08:28
So what this means
215
508260
2000
Tai reiškia,
08:30
is that the universe is like a box of gas
216
510260
2000
kad visata yra tartum dujų talpa,
08:32
that lasts forever.
217
512260
2000
kuri niekada nesibaigia.
08:34
Well what is the implication of that?
218
514260
2000
Na ir kokia gi to reikšmė?
08:36
That implication was studied by Boltzmann back in the 19th century.
219
516260
3000
Tai studijavo Boltzmann'as XIX-ame amžiuje.
08:39
He said, well, entropy increases
220
519260
3000
Jis sakė, ką gi, entropija didėja,
08:42
because there are many, many more ways
221
522260
2000
nes yra daug daugiau galimybių
08:44
for the universe to be high entropy, rather than low entropy.
222
524260
3000
visatai būti didelės entropijos nei mažos entropijos.
08:47
But that's a probabilistic statement.
223
527260
3000
Bet tai tikimybinis teiginys.
08:50
It will probably increase,
224
530260
2000
Ji greičiausiai padidės
08:52
and the probability is enormously huge.
225
532260
2000
ir ši tikimybė yra milžiniškai didelė.
08:54
It's not something you have to worry about --
226
534260
2000
Tai nėra kažkas, dėl ko reikėtų jaudintis -
08:56
the air in this room all gathering over one part of the room and suffocating us.
227
536260
4000
visas oras šiame kambaryje susikaups vienoje vietoje ir mes uždusime.
09:00
It's very, very unlikely.
228
540260
2000
Labai labai neįtikima.
09:02
Except if they locked the doors
229
542260
2000
Nebent kas nors užrakintų duris
09:04
and kept us here literally forever,
230
544260
2000
ir laikytų mus čia amžinai, tiesiogine šio žodžio prasme,
09:06
that would happen.
231
546260
2000
tuomet tai įvyktų.
09:08
Everything that is allowed,
232
548260
2000
Viskas, kas įmanoma,
09:10
every configuration that is allowed to be obtained by the molecules in this room,
233
550260
3000
kiekviena konfigūracija, kuri gali susidaryti iš molekulių esančių šiame kambaryje,
09:13
would eventually be obtained.
234
553260
2000
galų gale įvyktų.
09:15
So Boltzmann says, look, you could start with a universe
235
555260
3000
Taigi, Boltzmann'as teigia: štai, pradėkime nuo visatos,
09:18
that was in thermal equilibrium.
236
558260
2000
jai būnant temperatūrinėje pusiausvyroje.
09:20
He didn't know about the Big Bang. He didn't know about the expansion of the universe.
237
560260
3000
Jis nežinojo apie Didįjį sprogimą. Jis nežinojo apie visatos plėtimąsi.
09:23
He thought that space and time were explained by Isaac Newton --
238
563260
3000
Jis manė, jog erdvę ir laiką paaiškino Isaac'as Newton'as -
09:26
they were absolute; they just stuck there forever.
239
566260
2000
šios dimensijos buvo absoliučios, jos čia tiesiog buvo visada.
09:28
So his idea of a natural universe
240
568260
2000
Todėl jo natūralios visatos idėja
09:30
was one in which the air molecules were just spread out evenly everywhere --
241
570260
3000
buvo tokia, kurioje oro molekulės tiesiog pasiskirstė visur vienodai -
09:33
the everything molecules.
242
573260
2000
visko molekulės.
09:35
But if you're Boltzmann, you know that if you wait long enough,
243
575260
3000
Bet jei esi Boltzmann'as, tu žinai, kad pakankamai ilgai palaukus,
09:38
the random fluctuations of those molecules
244
578260
3000
atsitiktiniai šių molekulių svyravimai
09:41
will occasionally bring them
245
581260
2000
laikas nuo laiko
09:43
into lower entropy configurations.
246
583260
2000
sudarys mažesnės entropijos konfigūracijas.
09:45
And then, of course, in the natural course of things,
247
585260
2000
O tuomet, žinoma, natūralioje eigoje
09:47
they will expand back.
248
587260
2000
jos vėl išsiplės.
09:49
So it's not that entropy must always increase --
249
589260
2000
Taigi, nėra taip, kad entropija turi nuolatos didėti -
09:51
you can get fluctuations into lower entropy,
250
591260
3000
galimi svyravimai į mažesnę entropiją,
09:54
more organized situations.
251
594260
2000
labiau organizuotas situacijas.
09:56
Well if that's true,
252
596260
2000
Na, jei tai tiesa,
09:58
Boltzmann then goes onto invent
253
598260
2000
Boltzmann'as sukuria
10:00
two very modern-sounding ideas --
254
600260
2000
dvi labai šiuolaikiškai skambančias idėjas -
10:02
the multiverse and the anthropic principle.
255
602260
3000
daugialypę visatą bei antropinį principą.
10:05
He says, the problem with thermal equilibrium
256
605260
2000
Jis teigia, kad temperatūrinės pusiausvyros bėda tame,
10:07
is that we can't live there.
257
607260
2000
kad joje negalime gyventi.
10:09
Remember, life itself depends on the arrow of time.
258
609260
3000
Atsiminkite, kad gyvybė priklausoma nuo laiko strėlės.
10:12
We would not be able to process information,
259
612260
2000
Mes negalėtume apdoroti informacijos,
10:14
metabolize, walk and talk,
260
614260
2000
vykdyti medžiagų apykaitos, vaikščioti ir kalbėti,
10:16
if we lived in thermal equilibrium.
261
616260
2000
jei gyventume temperatūrinėje pusiausvyroje.
10:18
So if you imagine a very, very big universe,
262
618260
2000
Todėl, jei įsivaizduotume labai labai didelę visatą,
10:20
an infinitely big universe,
263
620260
2000
begalinio dydžio visatą,
10:22
with randomly bumping into each other particles,
264
622260
2000
su atsitiktinai tarpusavyje susiduriančiomis dalelėmis,
10:24
there will occasionally be small fluctuations in the lower entropy states,
265
624260
3000
nuolatos egzistuotų maži svyravimai į mažesnės entropijos būseną,
10:27
and then they relax back.
266
627260
2000
o vėliau vėl išsisklaidytų.
10:29
But there will also be large fluctuations.
267
629260
2000
Bet taip pat egzistuos ir dideli svyravimai.
10:31
Occasionally, you will make a planet
268
631260
2000
Kartais susidarys planeta,
10:33
or a star or a galaxy
269
633260
2000
arba žvaigždė, arba galaktika,
10:35
or a hundred billion galaxies.
270
635260
2000
arba šimtas milijardų galaktikų.
10:37
So Boltzmann says,
271
637260
2000
Taigi, Boltzmann'as teigia,
10:39
we will only live in the part of the multiverse,
272
639260
3000
kad mes gyvensime tik dalyje daugialypės visatos,
10:42
in the part of this infinitely big set of fluctuating particles,
273
642260
3000
dalyje šio begalinio dydžio svyruojančių dalelių rinkinyje,
10:45
where life is possible.
274
645260
2000
kuriame gyvybė yra įmanoma.
10:47
That's the region where entropy is low.
275
647260
2000
Tai regionas, kuriame yra maža entropija.
10:49
Maybe our universe is just one of those things
276
649260
3000
Galbūt mūsų visata yra vienas iš tų dalykų,
10:52
that happens from time to time.
277
652260
2000
kurie laikas nuo laiko nutinka.
10:54
Now your homework assignment
278
654260
2000
Štai jūsų namų darbų užduotis -
10:56
is to really think about this, to contemplate what it means.
279
656260
2000
iš tiesų pagalvokite apie tai, pasvarstykite, ką tai reiškia.
10:58
Carl Sagan once famously said
280
658260
2000
Kartą Carl'as Sagan'as pasakė žymią frazę,
11:00
that "in order to make an apple pie,
281
660260
2000
kad "norint pagaminti obuolių pyragą,
11:02
you must first invent the universe."
282
662260
3000
pirmiausia turite išrasti visatą."
11:05
But he was not right.
283
665260
2000
Bet jis buvo neteisus.
11:07
In Boltzmann's scenario, if you want to make an apple pie,
284
667260
3000
Pagal Boltzmann'o scenarijų, jei nori pagaminti obuolių pyragą,
11:10
you just wait for the random motion of atoms
285
670260
3000
tiesiog lauk atsitiktinio atomų judėjimo,
11:13
to make you an apple pie.
286
673260
2000
kuris tau pagamins obuolių pyragą.
11:15
That will happen much more frequently
287
675260
2000
Tai atsitiks daug dažniau
11:17
than the random motions of atoms
288
677260
2000
nei atsitiktiniai atomų judėjimai
11:19
making you an apple orchard
289
679260
2000
sudarys jums obelų sodą
11:21
and some sugar and an oven,
290
681260
2000
ir truputį cukraus bei orkaitę,
11:23
and then making you an apple pie.
291
683260
2000
o tuomet pagamins jums obuolių pyragą.
11:25
So this scenario makes predictions.
292
685260
3000
Taip šis scenarijus pateikia prognozes.
11:28
And the predictions are
293
688260
2000
O prognozės yra tokios,
11:30
that the fluctuations that make us are minimal.
294
690260
3000
kad mus sudarantys svyravimai yra minimalūs.
11:33
Even if you imagine that this room we are in now
295
693260
3000
Net jei jūs suvokiate, kad kambarys, kuriame dabar esame
11:36
exists and is real and here we are,
296
696260
2000
egzistuoja ir yra tikras bei mes jame esame,
11:38
and we have, not only our memories,
297
698260
2000
ir mes, ne vien savo atmintimi,
11:40
but our impression that outside there's something
298
700260
2000
bet ir suvokimu suprantame, kad lauke yra kažkas
11:42
called Caltech and the United States and the Milky Way Galaxy,
299
702260
4000
pavadintas Caltech bei Jungtinės Valstijos ir Paukščių Tako galaktika,
11:46
it's much easier for all those impressions to randomly fluctuate into your brain
300
706260
3000
daug lengviau šiems įspūdžiams atsitiktinai susidaryti jūsų smegenyse,
11:49
than for them actually to randomly fluctuate
301
709260
2000
nei atsitiktinai susidaryti
11:51
into Caltech, the United States and the galaxy.
302
711260
3000
Caltech'ui, Jungtinėms Valstijoms bei galaktikai.
11:54
The good news is that,
303
714260
2000
Gera naujiena ta,
11:56
therefore, this scenario does not work; it is not right.
304
716260
3000
kad dėl to šis scenarijus neveikia; jis neteisingas.
11:59
This scenario predicts that we should be a minimal fluctuation.
305
719260
3000
Šis scenarijus spėja, kad mes esame minimalūs svyravimai.
12:02
Even if you left our galaxy out,
306
722260
2000
Net jei nekalbėtume apie mūsų galaktiką,
12:04
you would not get a hundred billion other galaxies.
307
724260
2000
kaip susidaryti šimtams milijardų kitų galaktikų.
12:06
And Feynman also understood this.
308
726260
2000
Feynman'as tai taip pat suprato.
12:08
Feynman says, "From the hypothesis that the world is a fluctuation,
309
728260
4000
Feynman'as teigia, „Iš hipotezės, kad pasaulis yra svyravimas,
12:12
all the predictions are that
310
732260
2000
visi spėjimai teigia,
12:14
if we look at a part of the world we've never seen before,
311
734260
2000
kad pažvelgus į anksčiau nematytą pasaulio dalį,
12:16
we will find it mixed up, and not like the piece we've just looked at --
312
736260
2000
mums ji atrodys netvarkinga, ne tokia, į kokią ką tik žvelgėme -
12:18
high entropy.
313
738260
2000
didelės entropijos.
12:20
If our order were due to a fluctuation,
314
740260
2000
Jei mūsų tvarka būtų dėl svyravimų,
12:22
we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.
315
742260
2000
mes negalėtume tikėtis tvarkos niekur, išskyrus ten, kur ką tik ją pastebėjome.
12:24
We therefore conclude the universe is not a fluctuation."
316
744260
4000
Dėl to galime daryti išvadą, kad visata nėra svyravimas."
12:28
So that's good. The question is then what is the right answer?
317
748260
3000
Gerai. Tuomet kyla klausimas, koks yra teisingas atsakymas?
12:31
If the universe is not a fluctuation,
318
751260
2000
Jei visata nėra svyravimas,
12:33
why did the early universe have a low entropy?
319
753260
3000
kodėl ankstyvoji visata buvo mažos entropijos?
12:36
And I would love to tell you the answer, but I'm running out of time.
320
756260
3000
Ir norėčiau jums duoti atsakymą, tačiau mano laikas baigiasi.
12:39
(Laughter)
321
759260
2000
(Juokas)
12:41
Here is the universe that we tell you about,
322
761260
2000
Štai visata, apie kurią kalbėjom,
12:43
versus the universe that really exists.
323
763260
2000
prieš visatą, kuri iš tikrųjų egzistuoja.
12:45
I just showed you this picture.
324
765260
2000
Ką tik parodžiau šį paveikslėlį.
12:47
The universe is expanding for the last 10 billion years or so.
325
767260
2000
Visata plečiasi paskutinius 10 milijardų metų ar panašiai.
12:49
It's cooling off.
326
769260
2000
Ji vėsta.
12:51
But we now know enough about the future of the universe
327
771260
2000
Bet mes žinome pakankamai apie visatos ateitį,
12:53
to say a lot more.
328
773260
2000
kad pasakytume daug daugiau.
12:55
If the dark energy remains around,
329
775260
2000
Jei tamsioji materija išliks,
12:57
the stars around us will use up their nuclear fuel, they will stop burning.
330
777260
3000
mus supančios žvaigždės sunaudos savo atominį kurą, jos nustos degti.
13:00
They will fall into black holes.
331
780260
2000
Jos kolapsuos į juodąsias skyles.
13:02
We will live in a universe
332
782260
2000
Mes gyvensime visatoje,
13:04
with nothing in it but black holes.
333
784260
2000
kurioje nieko nebus, išskyrus juodąsias skyles.
13:06
That universe will last 10 to the 100 years --
334
786260
4000
Tokia visata tęsis 10 šimtuoju laipsniu metų
13:10
a lot longer than our little universe has lived.
335
790260
2000
daug ilgiau nei mūsų maža visata kol kas gyveno.
13:12
The future is much longer than the past.
336
792260
2000
Ateitis daug ilgesnė už praeitį.
13:14
But even black holes don't last forever.
337
794260
2000
Bet netgi juodosios skylės negyvena amžinai.
13:16
They will evaporate,
338
796260
2000
Jos išgaruos,
13:18
and we will be left with nothing but empty space.
339
798260
2000
ir aplink mus teliks tuščia erdvė.
13:20
That empty space lasts essentially forever.
340
800260
4000
Tuščia erdvė iš principo tęsiasi amžinai.
13:24
However, you notice, since empty space gives off radiation,
341
804260
3000
Kaip bebūtų, jei pastebėjote, tuščiai erdvei spinduliuojant,
13:27
there's actually thermal fluctuations,
342
807260
2000
iš tikrųjų susidaro temperatūriniai svyravimai
13:29
and it cycles around
343
809260
2000
ir tai vyksta cikliškai
13:31
all the different possible combinations
344
811260
2000
visais skirtingais įmanomais variantais,
13:33
of the degrees of freedom that exist in empty space.
345
813260
3000
kokie tik galimi tuščioje erdvėje.
13:36
So even though the universe lasts forever,
346
816260
2000
Taigi, nors visata ir tęsiasi amžinai,
13:38
there's only a finite number of things
347
818260
2000
yra baigtinis skaičius dalykų,
13:40
that can possibly happen in the universe.
348
820260
2000
kurie gali atsitikti visatoje.
13:42
They all happen over a period of time
349
822260
2000
Jie visi atsitinka per tam tikrą laiko tarpą,
13:44
equal to 10 to the 10 to the 120 years.
350
824260
3000
lygų 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų.
13:47
So here's two questions for you.
351
827260
2000
Tai štai jums du klausimai.
13:49
Number one: If the universe lasts for 10 to the 10 to the 120 years,
352
829260
3000
Pirmasis: jei visata tęsiasi 10 pakelta 10-uoju ir pakelta 120-uoju laipsniu metų,
13:52
why are we born
353
832260
2000
kodėl mes gimėme
13:54
in the first 14 billion years of it,
354
834260
3000
per pirmuosius 14 milijardų metų,
13:57
in the warm, comfortable afterglow of the Big Bang?
355
837260
3000
šiltoje, jaukioje Didžiojo sprogimo žaroje?
14:00
Why aren't we in empty space?
356
840260
2000
Kodėl mes ne tuščioje erdvėje?
14:02
You might say, "Well there's nothing there to be living,"
357
842260
2000
Galėtumėte pasakyti, „Ten gi nieko nėra, kas leistų gyventi,"
14:04
but that's not right.
358
844260
2000
bet tai ne visai tiesa.
14:06
You could be a random fluctuation out of the nothingness.
359
846260
2000
Jūs galėtumėte būti atsitiktiniais svyravimais iš nieko.
14:08
Why aren't you?
360
848260
2000
Kodėl jūs nesate?
14:10
More homework assignment for you.
361
850260
3000
Daugiau namų darbų jums.
14:13
So like I said, I don't actually know the answer.
362
853260
2000
Taigi, kaip minėjau, iš tiesų aš nežinau atsakymo.
14:15
I'm going to give you my favorite scenario.
363
855260
2000
Ketinu jums pateikti savo mėgstamiausią scenarijų.
14:17
Either it's just like that. There is no explanation.
364
857260
3000
Arba taip tiesiog yra. Paaiškinimo nėra.
14:20
This is a brute fact about the universe
365
860260
2000
Tai yra grubus faktas apie visatą,
14:22
that you should learn to accept and stop asking questions.
366
862260
3000
kurį turite išmokti priimti ir nustoti klausinėti.
14:26
Or maybe the Big Bang
367
866260
2000
Arba Didysis sprogimas
14:28
is not the beginning of the universe.
368
868260
2000
nėra visatos pradžia.
14:30
An egg, an unbroken egg, is a low entropy configuration,
369
870260
3000
Kiaušinis, nesudužęs kiaušinis, yra žemos entropijos konfigūracija,
14:33
and yet, when we open our refrigerator,
370
873260
2000
ir vis dėlto atidarę šaldytuvą
14:35
we do not go, "Hah, how surprising to find
371
875260
2000
mes nesakome: „O, kaip keista rasti
14:37
this low entropy configuration in our refrigerator."
372
877260
2000
mažos entropijos konfigūraciją savo šaldytuve."
14:39
That's because an egg is not a closed system;
373
879260
3000
Taip yra dėl to, kad kiaušinis nėra uždara sistema;
14:42
it comes out of a chicken.
374
882260
2000
jis atsiranda iš vištos.
14:44
Maybe the universe comes out of a universal chicken.
375
884260
4000
Galbūt visata atsirado iš kosminės vištos.
14:48
Maybe there is something that naturally,
376
888260
2000
Galbūt yra kažkas, kas natūraliai,
14:50
through the growth of the laws of physics,
377
890260
3000
per fizikos dėsnių sąlygojamą augimą,
14:53
gives rise to universe like ours
378
893260
2000
sukuria tokią kaip mūsų visatą
14:55
in low entropy configurations.
379
895260
2000
mažos entropijos konfigūracijoje.
14:57
If that's true, it would happen more than once;
380
897260
2000
Jei tai tiesa, tai atsitiks daugiau nei vieną kartą;
14:59
we would be part of a much bigger multiverse.
381
899260
3000
mes būtume daug didesnės daugialypės visatos dalimi.
15:02
That's my favorite scenario.
382
902260
2000
Tai yra mano mėgstamiausias scenarijus.
15:04
So the organizers asked me to end with a bold speculation.
383
904260
3000
Taigi, organizatoriai paprašė manęs užbaigti drąsiu spėjimu.
15:07
My bold speculation
384
907260
2000
Mano drąsus spėjimas teigia, kad
15:09
is that I will be absolutely vindicated by history.
385
909260
3000
istorija mane visiškai išteisins.
15:12
And 50 years from now,
386
912260
2000
O po 50 metų
15:14
all of my current wild ideas will be accepted as truths
387
914260
3000
visos mano pakvaišusios idėjos bus priimtos kaip tiesos
15:17
by the scientific and external communities.
388
917260
3000
mokslininkų ir išorinių bendruomenių tarpe.
15:20
We will all believe that our little universe
389
920260
2000
Mes visi tikėsime, kad mūsų maža visata
15:22
is just a small part of a much larger multiverse.
390
922260
3000
yra tik mažytė daug didesnės daugialypės visatos dalis.
15:25
And even better, we will understand what happened at the Big Bang
391
925260
3000
Dar geriau - mes suprasime, kas įvyko per Didįjį sprogimą
15:28
in terms of a theory
392
928260
2000
dėka teorijos,
15:30
that we will be able to compare to observations.
393
930260
2000
kurią galėsime lyginti su stebėjimais.
15:32
This is a prediction. I might be wrong.
394
932260
2000
Tai spėjimas. Aš galiu klysti.
15:34
But we've been thinking as a human race
395
934260
2000
Bet mes galvojame, kaip žmonių rasė,
15:36
about what the universe was like,
396
936260
2000
apie tai, kokia yra visata,
15:38
why it came to be in the way it did for many, many years.
397
938260
3000
kodėl ji yra tokia kokia yra daugybę metų.
15:41
It's exciting to think we may finally know the answer someday.
398
941260
3000
Jaudina mintis, kad galiausiai mes kada nors žinosime atsakymą.
15:44
Thank you.
399
944260
2000
Ačiū.
15:46
(Applause)
400
946260
2000
(Plojimai)
Apie šią svetainę

Šioje svetainėje rasite "YouTube" vaizdo įrašų, naudingų mokantis anglų kalbos. Pamatysite anglų kalbos pamokas, kurias veda aukščiausio lygio mokytojai iš viso pasaulio. Dukart spustelėkite angliškus subtitrus, rodomus kiekvieno vaizdo įrašo puslapyje, kad iš ten paleistumėte vaizdo įrašą. Subtitrai slenka sinchroniškai su vaizdo įrašo atkūrimu. Jei turite pastabų ar pageidavimų, susisiekite su mumis naudodami šią kontaktinę formą.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7