What does the universe sound like? A musical tour | Matt Russo

Переводчик: Maxim Burkin Редактор: Kira Rutkovskaya

I'd like you all to close your eyes, please ...

Я попрошу вас всех закрыть глаза...

and imagine yourself sitting in the middle of a large, open field

И представить, что вы сидите посреди большого поля,

with the sun setting on your right.

а справа от вас заходит солнце.

And as the sun sets,

И во время заката

imagine that tonight you don't just see the stars appear,

представьте, что сегодня вы не просто видите появление звёзд,

but you're able to hear the stars appear

но и можете услышать, как они появляются.

with the brightest stars being the loudest notes

Причём самые яркие звёзды — это самые громкие ноты,

and the hotter, bluer stars producing the higher-pitched notes.

а горячие синие звёзды — ноты более высокого тона.

(Music)

(Музыка)

And since each constellation is made up of different types of stars,

А поскольку каждое созвездие состоит из звёзд различных типов,

they'll each produce their own unique melody,

каждое из них создаст свою собственную уникальную мелодию,

such as Aries, the ram.

например, Овен — баран.

(Music)

(Музыка)

Or Orion, the hunter.

Или Орион — охотник.

(Music)

(Музыка)

Or even Taurus, the bull.

Или же Телец — бык.

(Music)

(Музыка)

We live in a musical universe,

Мы живём в музыкальной вселенной,

and we can use that to experience it from a new perspective,

и это можно использовать, чтобы ощутить её с новой точки зрения

and to share that perspective with a wider range of people.

и поделиться этой точкой зрения с бо́льшим количеством людей.

Let me show you what I mean.

Я покажу, что я имею в виду.

(Music ends)

(Музыка закончилась)

Now, when I tell people I'm an astrophysicist,

Итак, когда я говорю людям, что я астрофизик,

they're usually pretty impressed.

это их весьма впечатляет.

And then I say I'm also a musician -- they're like, "Yeah, we know."

Потом я говорю, что ещё я музыкант, они — что-то вроде: «Ага, ясно».

(Laughter)

(Смех)

So everyone seems to know

Похоже, все знают,

that there's this deep connection between music and astronomy.

что между музыкой и астрономией есть глубокая связь.

And it's actually a very old idea;

В сущности, это очень старая идея.

it goes back over 2,000 years to Pythagoras.

Она восходит к Пифагору — более чем 2 000 лет назад.

You might remember Pythagoras from such theorems

Возможно, вы помните Пифагора по таким теоремам,

as the Pythagorean theorem --

как теорема Пифагора.

(Laughter)

(Смех)

And he said:

Он сказал:

"There is geometry in the humming of the strings,

«Существует геометрия в звучании струн

there is music in the spacing of the spheres."

и музыка в пространстве между сферами».

And so he literally thought

Он в буквальном смысле

that the motions of the planets along the celestial sphere

считал, что движение планет по небесной сфере создаёт

created harmonious music.

гармоничную музыку.

And if you asked him, "Why don't we hear anything?"

И спроси вы его: «Почему мы ничего не слышим?» —

he'd say you can't hear it

он бы сказал, что вы её не слышите,

because you don't know what it's like to not hear it;

потому что не знаете, каково не слышать её

you don't know what true silence is.

и что такое настоящая тишина.

Это как дождаться отключения электричества,

It's like how you have to wait for your power to go out

to hear how annoying your refrigerator was.

чтобы понять, как вас раздражал холодильник.

Maybe you buy that,

Возможно, вы примите это,

but not everybody else was buying it, including such names as Aristotle.

но не все это принимали, в том числе такие личности, как Аристотель.

(Laughter)

(Смех)

Exact words.

Вот его точные слова.

(Laughter)

(Смех)

So I'll paraphrase his exact words.

Я перефразирую его точные слова.

He said it's a nice idea,

Он сказал: «Это хорошая идея,

but if something as large and vast as the heavens themselves

но если бы что-то такое большое и просторное, как сами небеса,

were moving and making sounds,

двигалось и издавало звуки,

it wouldn't just be audible,

это было бы не просто слышно,

it would be earth-shatteringly loud.

а громко до землетрясения».

We exist, therefore there is no music of the spheres.

Мы существуем, а значит, музыки сфер нет.

He also thought that the brain's only purpose was to cool down the blood,

Ещё он думал, что мозг нужен лишь для охлаждения крови,

so there's that ...

так что вот так...

(Laughter)

(Смех)

But I'd like to show you that in some way they were actually both right.

Но я хочу показать вам, что в некотором смысле они оба правы.

And we're going to start by understanding what makes music musical.

И для начала давайте поймём, что делает музыку музыкальной.

It may sound like a silly question,

Этот вопрос может показаться глупым,

but have you ever wondered why it is

но вы когда-нибудь задумывались,

that certain notes, when played together, sound relatively pleasing or consonant,

почему некоторые ноты вместе звучат относительно приятно, или созвучно,

such as these two --

к примеру, эти две —

(Music)

(Музыка)

while others are a lot more tense or dissonant,

другие же — гораздо напряжённее, то есть диссонируют,

such as these two.

например, эти две?

(Music)

(Музыка)

Right?

Правда?

Why is that? Why are there notes at all?

Почему это? Почему вообще есть ноты?

Why can you be in or out of tune?

Как можно звучать в тон или нет?

Well, the answer to that question

Ответ на этот вопрос

was actually solved by Pythagoras himself.

был дан самим Пифагором.

Take a look at the string on the far left.

Взгляните на крайнюю левую струну.

If you bow that string,

Если отклонить эту струну,

it will produce a note as it oscillates very fast back and forth.

она, колеблясь очень быстро туда-сюда, издаст тон.

(Musical note)

(Музыкальная нота)

But now if you cut the string in half, you'll get two strings,

Но разрезав струну пополам, вы получите две струны,

each oscillating twice as fast.

каждая из которых колеблется вдвое быстрей.

And that will produce a related note.

И так возникает связанная с предыдущей нота.

Or three times as fast,

Или же в три раза быстрее,

or four times --

или в четыре...

(Musical notes)

(Музыкальные ноты)

And so the secret to musical harmony really is simple ratios:

Секрет музыкальной гармонии состоит в простых соотношениях:

the simpler the ratio,

чем проще соотношение,

the more pleasing or consonant those two notes will sound together.

тем приятней, созвучнее эти две ноты будут звучать вместе.

And the more complex the ratio, the more dissonant they will sound.

А чем сложнее соотношение, тем сильнее они будут диссонировать.

And it's this interplay between tension and release,

И именно это взаимодействие напряжения и расслабления,

or consonance and dissonance,

или созвучия и диссонанса,

that makes what we call music.

создаёт то, что мы зовём музыкой.

(Music)

(Музыка)

(Music ends)

(Музыка закончилась)

(Applause)

(Аплодисменты)

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)

But there's more.

Но это ещё не всё.

(Laughter)

(Смех)

So the two features of music we like to think of as pitch and rhythms,

Две черты музыки, которые мы называем высотой тона и ритмом, —

they're actually two versions of the same thing,

это в действительности две версии одного и того же,

and I can show you.

и я вам это покажу.

(Slow rhythm)

(Медленный ритм)

That's a rhythm right?

Это ритм, не так ли?

Watch what happens when we speed it up.

Смотрите, что произойдёт, если это ускорить.

(Rhythm gets gradually faster)

(Ритм постепенно ускоряется)

(High pitch)

(Высокий тон)

(Lowering pitch)

(Понижение тона)

(Slow Rhythm)

(Медленный ритм)

So once a rhythm starts happening more than about 20 times per second,

Как только ритм превышает где-то 20 ударов в секунду,

your brain flips.

ваш мозг переключается:

It stops hearing it as a rhythm and starts hearing it as a pitch.

он больше не слышит ритма, а начинает слышать звук некоей высоты.

So what does this have to do with astronomy?

Так при чём же тут астрономия?

Well, that's when we get to the TRAPPIST-1 system.

И теперь мы подходим к системе TRAPPIST-1.

This is an exoplanetary system discovered last February of 2017,

Это экзопланетная система, обнаруженная в феврале 2017 года

and it got everyone excited

и восхитившая всех тем,

because it is seven Earth-sized planets all orbiting a very near red dwarf star.

что состоит из семи планет размером с Землю, обращающихся очень

близко от звезды — красного карлика.

And we think that three of the planets

И мы думаем, что на трёх из этих планет

have the right temperature for liquid water.

подходящая для жидкой воды температура.

It's also so close that in the next few years,

Ещё она столь близка, что в следующие пару лет

we should be able to detect elements in their atmospheres

мы, наверное, сможем определить элементы в их атмосферах,

such as oxygen and methane -- potential signs of life.

такие как кислород и метан — потенциальные признаки жизни.

But one thing about the TRAPPIST system is that it is tiny.

Ещё один факт о системе TRAPPIST — она крошечная.

So here we have the orbits of the inner rocky planets

Здесь мы видим орбиты внутренних каменистых планет

in our solar system:

нашей солнечной системы:

Mercury, Venus, Earth and Mars,

Меркурий, Венера, Земля и Марс, —

and all seven Earth-sized planets of TRAPPIST-1

а все семь планет размером с Землю в TRAPPIST-1

are tucked well inside the orbit of Mercury.

запрятаны глубоко внутри орбиты Меркурия.

I have to expand this by 25 times

Придётся увеличить это в 25 раз,

for you to see the orbits of the TRAPPIST-1 planets.

чтобы вы увидели орбиты планет системы TRAPPIST-1.

It's actually much more similar in size to our planet Jupiter and its moons,

По правде, размерами это больше напоминает наш Юпитер с его лунами,

even though it's seven Earth-size planets orbiting a star.

хотя это семь планет размером с Землю, кружащих вокруг звезды.

Another reason this got everyone excited was artist renderings like this.

Все восхитились этим ещё из-за таких художественных изображений, как это.

You got some liquid water, some ice, maybe some land,

Вот вам жидкая вода, немного льда, может быть, есть и суша.

maybe you can go for a dive in this amazing orange sunset.

Может, можно понырять в лучах этого поразительного оранжевого заката.

It got everyone excited,

Это восхитило всех,

and then a few months later, some other papers came out

а потом, через несколько месяцев, вышли другие статьи,

that said, actually, it probably looks more like this.

в которых говорилось, что в жизни это выглядит скорее так.

(Laughter)

(Смех)

So there were signs

Были признаки того,

that some of the surfaces might actually be molten lava

что часть поверхности на деле может быть залита расплавленной лавой

and that there were very damaging X-rays coming from the central star --

и что там очень губительное рентгеновское излучение от центральной звезды,

X-rays that will sterilize the surface of life and even strip off atmospheres.

которое делает поверхность безжизненной или даже уничтожает атмосферу.

Luckily, just a few months ago in 2018,

К счастью, в 2018 году, всего несколько месяцев назад,

some new papers came out with more refined measurements,

вышли новые статьи с более тщательными измерениями,

and they found actually it does look something like that.

и выяснилось, что и вправду виды там примерно такие.

(Laughter)

(Смех)

So we now know that several of them have huge supplies of water --

Теперь мы знаем, что на некоторых из них есть огромные запасы воды —

global oceans --

глобальные океаны —

and several of them have thick atmospheres,

у нескольких из них есть плотные атмосферы,

so it's the right place to look for potential life.

так что потенциально в этом месте есть жизнь.

But there's something even more exciting about this system,

Но в этой системе есть кое-что ещё более захватывающе,

especially for me.

особенно для меня.

And that's that TRAPPIST-1 is a resonant chain.

А именно: TRAPPIST-1 — это резонансная цепь.

And so that means for every two orbits of the outer planet,

Это значит, что за каждые два оборота внешней планеты

the next one in orbits three times,

следующая внутренняя планета делает три оборота,

and the next one in four,

а следующая — четыре,

and then six, nine, 15 and 24.

и далее шесть, девять, пятнадцать и двадцать четыре.

So you see a lot of very simple ratios among the orbits of these planets.

Тут вы видите много очень простых соотношений между орбитами этих планет.

Clearly, if you speed up their motion, you can get rhythms, right?

Очевидно, ускорив их движение, можно получить ритмы, так?

One beat, say, for every time a planet goes around.

Скажем, один удар за каждый оборот планеты.

But now we know if you speed that motion up even more,

Но мы знаем: если ещё больше ускорить это движение,

you'll actually produce musical pitches,

то фактически получатся музыкальные тоны,

and in this case alone,

и лишь в этом случае

those pitches will work together,

эти тоны будут согласованы,

making harmonious, even human-like harmony.

создавая гармонию, даже в человеческом её понимании.

So let's hear TRAPPIST-1.

Так услышим же TRAPPIST-1.

The first thing you'll hear will be a note for every orbit of each planet,

Для начала вы услышите ноту при каждом обороте каждой планеты,

and just keep in mind,

но помните,

this music is coming from the system itself.

музыка исходит из самой системы.

I'm not creating the pitches or rhythms,

Я здесь не создаю тоны и ритмы,

I'm just bringing them into the human hearing range.

я лишь переношу их в слышимый человеком диапазон.

And after all seven planets have entered,

И после вступления всех семи планет —

you're going to see --

вы увидите —

well, you're going to hear a drum for every time two planets align.

вы услышите барабан при каждом выравнивании двух планет.

That's when they kind of get close to each other

Это когда они как бы сближаются,

and give each other a gravitational tug.

давая друг другу гравитационный толчок.

(Tone)

(Тон)

(Two tones)

(Два тона)

(Three tones)

(Три тона)

(Four tones)

(Четыре тона)

(Five tones)

(Пять тонов)

(Six tones)

(Шесть тонов)

(Seven tones)

(Семь тонов)

(Drum beats)

(Удар барабана)

(Music ends)

(Музыка заканчивается)

And that's the sound of the star itself -- its light converted into sound.

И это звук самой звезды — её свет преобразованный в звук.

So you may wonder how this is even possible.

Тут вы можете спросить, как это вообще возможно.

And it's good to think of the analogy of an orchestra.

Здесь поможет аналогия с оркестром.

When everyone gets together to start playing in an orchestra,

Когда все собираются, чтобы играть в оркестре,

they can't just dive into it, right?

они не могут сходу заиграть, так?

They have to all get in tune;

Всем им надо настроиться;

they have to make sure

надо убедиться,

their instruments resonate with their neighbors' instruments,

их инструменты резонируют с инструментами других музыкантов,

and something very similar happened to TRAPPIST-1 early in its existence.

и нечто очень похожее случилось с TRAPPIST-1 в начале его существования.

When the planets were first forming,

Когда планеты только формировались,

they were orbiting within a disc of gas,

они летали внутри газового диска,

and while inside that disc,

и, будучи в нём,

they can actually slide around

они могли скользить туда-сюда

and adjust their orbits to their neighbors

и подстраивать свои орбиты под соседей,

until they're perfectly in tune.

пока не согласовались.

And it's a good thing they did because this system is so compact --

Хорошо, что они это сделали, ведь система столь компактна, —

a lot of mass in a tight space --

много массы в тесном объёме, —

if every aspect of their orbits wasn't very finely tuned,

что если бы каждая деталь их орбит не была точно подогнана,

they would very quickly disrupt each other's orbits,

то они бы очень быстро расшатали орбиты друг друга,

destroying the whole system.

разрушив всю систему.

So it's really music that is keeping this system alive --

Именно музыка сохраняет систему,

and any of its potential inhabitants.

а любых её потенциальных обитателей — живыми.

But what does our solar system sound like?

Но как же звучит наша солнечная система?

I hate to be the one to show you this, but it's not pretty.

Жаль, что именно я покажу вам это, потому что звучит она некрасиво.

(Laughter)

(Смех)

So for one thing,

По одной причине:

our solar system is on a much, much larger scale,

наша солнечная система гораздо, гораздо масштабнее,

and so to hear all eight planets,

и чтобы услышать все восемь планет,

we have to start with Neptune near the bottom of our hearing range,

нужно начать с Нептуна возле нижней границы слышимого спектра,

and then Mercury's going to be all the way up

а Меркурий будет намного выше,

near the very top of our hearing range.

около самой вершины слышимого спектра.

But also, since our planets are not very compact --

И поскольку наши планеты не слишком компактны —

they're very spread out --

они сильно рассредоточены, —

they didn't have to adjust their orbits to each other,

им нет нужды подстраивать свои орбиты друг под друга,

so they're kind of just all playing their own random note at random times.

они как бы просто играют каждая свою случайную ноту в случайные моменты.

So, I'm sorry, but here it is.

Итак, извините, но вот оно.

(Tone)

(Тон)

That's Neptune.

Это Нептун.

(Two tones)

(Два тона)

Uranus.

Уран.

(Three tones)

(Три тона)

Saturn.

Сатурн.

(Four tones)

(Четыре тона)

Jupiter.

Юпитер.

And then tucked in, that's Mars.

А теперь спрятанные у центра... Это Марс.

(Five tones)

(Пять тонов)

(Six tones)

(Шесть тонов)

Earth.

Земля.

(Seven tones)

(Семь тонов)

Venus.

Венера.

(Eight tones)

(Восемь тонов)

And that's Mercury --

И это Меркурий.

OK, OK, I'll stop.

Ладно, ладно, остановлю.

(Laughter)

(Смех)

So this was actually Kepler's dream.

Вообще-то, об этом мечтал Кеплер.

Johannes Kepler is the person

Именно Иоганн Кеплер

that figured out the laws of planetary motion.

открыл законы движения планет.

He was completely fascinated by this idea

Его целиком захватила идея того,

that there's a connection between music, astronomy and geometry.

что между музыкой, астрономией и геометрией есть связь.

And so he actually spent an entire book

Поэтому он посвятил практически целую книгу

just searching for any kind of musical harmony amongst the solar system's planets

поиску какой-либо музыкальной гармонии среди планет солнечной системы,

and it was really, really hard.

и это было очень, очень трудно.

It would have been much easier had he lived on TRAPPIST-1,

Ему было бы намного легче, живи он на TRAPPIST-1,

or for that matter ...

или, коли на то пошло...

K2-138.

на K2-138.

This is a new system discovered in January of 2018

Это новая система, открытая в январе 2018 года,

with five planets,

с пятью планетами,

and just like TRAPPIST,

и, как и у TRAPPIST,

early on in their existence, they were all finely tuned.

в начале своего существования все они были тонко настроены.

They were actually tuned

На самом деле,

into a tuning structure proposed by Pythagoras himself,

они были настроены по модели, предложенной самим Пифагором

over 2,000 years before.

более 2 000 лет тому назад.

But the system's actually named after Kepler,

Но систему назвали в честь Кеплера:

discovered by the Kepler space telescope.

её открыли с помощью телескопа «Кеплер».

And so, in the last few billion years,

За последние несколько миллиардов лет

they've actually lost their tuning,

они утратили настройку

quite a bit more than TRAPPIST has,

немного сильнее, чем TRAPPIST.

and so what we're going to do is go back in time

И вот что мы сделаем: отправимся назад во времени

and imagine what they would've sounded like

и представим, как они бы звучали,

just as they were forming.

как раз когда формировались.

(Music)

(Музыка)

(Music ends)

(Музыка заканчивается)

(Applause)

(Аплодисменты)

Thank you.

Спасибо.

Now, you may be wondering: How far does this go?

Возможно, вы спросите: «Как далеко это заходит?»

How much music actually is out there?

«Сколько вообще музыки вокруг?»

And that's what I was wondering last fall

Я размышлял об этом прошлой осенью,

when I was working at U of T's planetarium,

работая в планетарии университета Торонто,

and I was contacted by an artist named Robyn Rennie and her daughter Erin.

и со мной на связь вышла художница Робин Ренни и её дочь Эрин.

Robyn loves the night sky,

Робин обожает ночное небо,

but she hasn't been able to fully see it for 13 years

но она не может полноценно его видеть уже 13 лет

because of vision loss.

из-за потери зрения.

And so they wondered if there was anything I could do.

Тогда возник вопрос — могу ли я что-нибудь сделать?

So I collected all the sounds I could think of from the universe

И я собрал все мыслимые звуки из Вселенной

and packaged them into what became "Our Musical Universe."

и придал им форму того, что позже стало «Нашей музыкальной Вселенной».

This is a sound-based planetarium show

Это основанное на звуке шоу в планетарии,

exploring the rhythm and harmony of the cosmos.

исследующее ритм и гармонию космоса.

And Robyn was so moved by this presentation

Это представление столь тронуло Робин,

that when she went home,

что, придя домой,

she painted this gorgeous representation of her experience.

она нарисовала это великолепное представление своих впечатлений.

And then I defaced it by putting Jupiter on it for the poster.

А потом я испортил его, поместив на него Юпитер для плаката.

(Laughter)

(Смех)

So ...

Итак...

in this show, I take people of all vision levels

На этом шоу люди с любой остротой зрения

and bring them on an audio tour of the universe,

отправляются в аудио-тур по Вселенной,

from the night sky all the way out to the edge of the observable universe.

с ночного неба, дальше, дальше, к краю наблюдаемой Вселенной.

But even this is just the start of a musical odyssey

Но даже это — всего лишь начало музыкальной Одиссеи,

to experience the universe with new eyes and with new ears,

в которой Вселенную можно увидеть и услышать по-новому,

and I hope you'll join me.

и надеюсь, что вы со мной.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)