The design of the universe | George Smoot

Перекладач: Marta Chereshnovska Утверджено: Andriy Makukha

I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,

Я ставлю собі за мету трохи змінити ваше уявлення про Всесвіт

and showing you some of the designs that we have in nature.

і показати деякі дизайни, закладені у природі.

And so, I have my first slide to talk about

Що ж, поговоримо про перший слайд,

the dawning of the universe and what I call

про початок Всесвіту та, що я називаю,

the cosmic scene investigation, that is, looking at

дослідження космічної сцени: тобто, споглядаючи

the relics of creation and inferring what happened at the beginning,

сліди творіння, припускати, що сталося на початку,

and then following it up and trying to understand it.

що відбулося потім і пробувати це зрозуміти.

And so one of the questions that I asked you is,

Так от, одне із запитань до вас,

when you look around, what do you see?

коли ви озираєтесь, що ви бачите?

Well, you see this space that's created by designers

Що ж, ви бачите цей простір, який створений дизайнерами

and by the work of people, but what you actually see

та людською працею, але що ви бачите насправді —

is a lot of material that was already here,

це купа матерії, яка вже існувала

being reshaped in a certain form.

і була трансформована в певну форму.

And so the question is: how did that material get here?

Так от, запитання в тому, як матерія сюди потрапила?

How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?

Як вона потрапила у форму перед трансформацією і так далі?

It's a question of what's the continuity?

Питання в тому, яка послідовність?

So one of the things I look at is,

Так от одна з проблем, які я розглядав,

how did the universe begin and shape?

як почався і формувався Всесвіт?

What was the whole process in the creation and the evolution of the universe

Яким був цілий процес створення та еволюції Всесвіту

to getting to the point that we have these kinds of materials?

до моменту утворення тих матерій, що ми маємо зараз?

So that's sort of the part, and let me move on then and show you

Це ніби частина, і дозвольте продовжити та показати вам

the Hubble Ultra Deep Field.

знімок наддалекого огляду з телескопу «Хаббл».

If you look at this picture,

Якщо ви подивитеся на це зображення,

what you will see is a lot of dark with some light objects in it.

то побачите багато темряви з невеликими світлими об'єктами.

And everything but -- four of these light objects are stars,

Чотири з цих світлих об'єктів — це зірки,

and you can see them there -- little pluses.

ви можете їх там побачити — маленькі плюсики.

This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?

Це зірка, це зірка, все інше — галактики.

So there's a couple of thousand galaxies

Так от є кілька тисяч галактик, які

you can see easily with your eye in here.

ви легко можете тут побачити.

And when I look out at particularly this galaxy,

Та коли я дивлюся конкретно на цю галактику,

which looks a lot like ours, I wonder if there's

яка дуже схожа на нашу, то замислююсь чи не

an art design college conference going on,

проходить там зараз конференція дизайнерського коледжу,

and intelligent beings there are thinking about, you know,

і чи розумні істоти на ній не роздумують, знаєте,

what designs they might do, and there might be a few cosmologists

про те, які можна створити дизайни, а кілька присутніх космологів

trying to understand where the universe itself came from,

намагаються зрозуміти звідки взявся сам Всесвіт.

and there might even be some in that galaxy looking at ours

А дехто з тої галактики міг би дивитися на нашу

trying to figure out what's going on over here.

намагаючись зрозуміти, що тут відбувається.

But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,

Але існує багато галактик, деякі знаходяться недалеко від нашої.

and they're kind of the color of the Sun,

Вони мають колір схожий до кольору Сонця,

and some are further away and they're a little bluer, and so forth.

інші знаходяться далі, вони трохи блакитніші і так далі.

But one of the questions is -- this should be, to you --

Але одне з питань, яке ви можете собі задати:

how come there are so many galaxies?

звідки взялося стільки галактик?

Because this represents a very clean fraction of the sky.

Адже тут зображена малесенька частинка неба.

This is only 1,000 galaxies.

Це лише 1000 галактик.

We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,

Ми вважаємо, що в частині, видимій телескопу «Хаббл»,

if you had the time to scan it around --

якщо просканувати її цілком,

about 100 billion galaxies. Right?

є близько 100 мільярдів галактик. Так?

It's a very large number of galaxies.

Це дуже велика кількість галактик.

And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.

Приблизно стільки є зірок у нашій галактиці.

But when you look at some of these regions like this, you'll see

Якщо подивитися на деякі з цих областей, таких як тут, то можна побачити

more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.

більше галактик, ніж зірок. І це в деякій мірі загадка.

So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,

Тому питання, яке має спасти на думку, наступне: який задум, знаєте,

what kind of creative process and what kind of design

який творчий процес і який задум

produced the world like that?

призвів до створення такого світу?

And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.

Я покажу вам, що це насправді набагато складніше.

We're going to try and follow it up.

Ми спробуємо відслідкувати весь процес.

We have a tool that actually helps us out in this study,

Ми маємо інструмент, який справді виручає нас у цьому дослідженні,

and that's the fact that the universe is so incredibly big

це факт, що Всесвіт настільки неймовірно великий,

that it's a time machine, in a certain sense.

що в певному розумінні, це машина часу.

We draw this set of nested spheres cut away so you see it.

Ми намалювали цей зріз вкладених сфер щоб продемонструвати це.

Put the Earth at the center of the nested spheres,

Помістили Землю в центрі вкладених сфер,

just because that's where we're making observations.

бо з цієї точки ми здійснюємо спостереження.

And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon

Місяць знаходиться на відстані двох секунд, отож, якщо сфотографувати місяць

using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.

у видимому спектрі, то цей знімок буде двосекундної давнини, але це ще нічого.

Two seconds is like the present.

Дві секунди це ніби зараз.

The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,

Сонце знаходиться на відстані восьми секунд. Невелике діло, правда,

unless there's solar flares coming then you want to get out the way.

якщо тільки нема спалахів на Сонці, тоді ви захочете відсторонитися.

You'd like to have a little advance warning.

І хотіли б отримувати попередження.

But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.

Але перемістимося на Юпітер, він на відстані 40 хвилин. Це вже проблема.

You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars

Ви чули про Марс — зв'язок з Марсом це проблема,

because it takes light long enough to go there.

бо подорож світла туди займає досить тривалий час.

But if you look out to the nearest set of stars,

Якщо поглянути на найближче скупчення зірок,

to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.

найближчі 40–50 зірок, то вони на відстані 10 років.

So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.

Якщо їх сфотографувати, то зображення на знімку матиме 10-річну давність.

But you go and look to the center of the galaxy,

Перейдімо до центру галактики,

it's thousands of years ago.

він знаходиться на відстані тисяч років.

If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,

Якщо глянути на Андромеду, яка є найближчою великою галактикою,

and it's two million years ago.

вона знаходиться на відстані двох мільйонів років.

If you took a picture of the Earth two million years ago,

Якби сфотографувати Землю два мільйони років тому,

there'd be no evidence of humans at all,

на ній не було б жодних слідів людей,

because we don't think there were humans yet.

бо ми гадаємо, що тоді людей ще не було.

I mean, it just gives you the scale.

Тобто це показує вам масштаб.

With the Hubble Space Telescope, we're looking at

За допомогою телескопа «Хаббл» ми дивимся на

hundreds of millions of years to a billion years.

сотні мільйонів років до мільярдів років.

But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --

Але, якщо б ми змогли вигадати, як поглянути ще глибше,

there's some things even further,

навіть глибше є на що подивитися,

and that was what I did in a lot of my work,

і я багато працював над тим, щоб

was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier

розробити технології, щоб ми змогли проникнути навіть у раніші

epochs before there were stars and before there were galaxies,

епохи, перед початком існування зірок і галактик,

back to when the universe was hot and dense and very different.

коли Всесвіт був нагрітий і густий, і виглядав зовсім по-іншому.

And so that's the sort of sequence,

Тому існує певна послідовність,

and so I have a more artistic impression of this.

і в мене є більш художнє відображення цього.

There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,

Посередині є галактика — це Чумацький Шлях,

and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,

коло неї знаходиться Хаббл, знаєте, сусідні галактики,

and there's a sphere that marks the different times.

і є сфера, яка позначає різні проміжки часу.

And behind that are some more modern galaxies.

Далі йдуть деякі інші сучасні галактики.

You see the whole big picture?

Бачите цілу велику картину?

The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?

Смішно, але початок часу знаходиться назовні, правда?

And then there's a part of the universe we can't see

І ще є частина Всесвіту, яку ми не можемо бачити,

because it's so dense and so hot, light can't escape.

бо вона настільки густа і розжарена, що поглинає світло.

It's like you can't see to the center of the Sun;

Так само неможливо побачити центр Сонця,

you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.

треба використати інші прийоми, щоб дізнатися, що відбувається всередині Сонця.

But you can see the edge of the Sun,

Але можна побачити край Сонця,

and the universe gets that way, and you can see that.

і так само із Всесвітом, як бачите.

And then you see this sort of model area around the outside,

Далі ви бачите змодельовану область навколо зовнішньої частини,

and that is the radiation coming from the Big Bang,

це випромінення, що залишилось від Великого Вибуху,

which is actually incredibly uniform.

та є, власне, надзвичайно однорідним.

The universe is almost a perfect sphere,

Всесвіт — майже ідеальна сфера,

but there are these very tiny variations

але існують ці малесенькі відхилення,

which we show here in great exaggeration.

які тут показані у значному перебільшенні.

And from them in the time sequence we're going to have to go

І від них у часовій послідовності ми перейдемо —

from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars

від цих крихітних відхилень — до неправильних галактик і перших зірок,

to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.

до розвинутіших галактик і врешті-решт до сонячної системи і так далі.

So it's a big design job,

Це величезна проектувальна робота,

but we'll see about how things are going on.

але ми побачимо як вона відбувається.

So the way these measurements were done,

Отож, як робилися вимірювання,

there's been a set of satellites, and this is where you get to see.

ми використовували ряд супутників, які ви можете бачити.

So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,

Супутник COBE (Сosmic Background Explorer), запущений у 1989 році,

and we discovered these variations.

за допомогою якого ми дослідили ці відхилення.

And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --

Потім у 2000 році було запущено супутник MAP — WMAP,

and it made somewhat better pictures.

він надавав кращі зображення.

And later this year -- this is the cool stealth version,

Пізніше цього року — це крута ускладнена версія,

the one that actually has some beautiful design features to it,

яка має деякі хороші технічні особливості,

and you should look -- the Planck satellite will be launched,

погляньте-но — буде запущено супутник Planck,

and it will make very high-resolution maps.

який надасть карти високої роздільної здатності.

And that will be the sequence of understanding

І вони складають послідовність розуміння

the very beginning of the universe.

самого початку існування Всесвіту.

And what we saw was, we saw these variations, and then they told us

І те, що ми бачили, ми бачили ці відхилення, і вони відкрили нам

the secrets, both about the structure of space-time,

таємниці, і про структуру простору-часу,

and about the contents of the universe,

і про вміст Всесвіту,

and about how the universe started in its original motions.

і про те, з чого первинно Всесвіт почав розвиватися.

So we have this picture, which is quite a spectacular picture,

Отож ми маємо цю картину, яка є досить вражаючою,

and I'll come back to the beginning, where we're going to have

і я повернуся до початку, коли відбувався

some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.

деякий незбагненний процес, який призвів до виникнення Всесвіту.

And we go through a period of accelerating expansion, and the universe

Ми проходимо через період пришвидшуваного розширення, і Всесвіт

expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,

розширюється і охолоджується допоки досягає точки, коли стає прозорим,

then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,

потім настають Темні віки, після чого запалюються перші зірки,

and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.

вони еволюціонують в галактики, а пізніше розширюються і стають обширнішими галактиками.

And somewhere around this period is when our solar system started forming.

Десь під час цього періоду почала формуватися наша сонячна система.

And it's maturing up to the present time.

І вона розвивається до теперішнього часу.

And there's some spectacular things.

Там є захоплюючі речі.

And this wastebasket part, that's to represent

І ця модель у вигляді корзини для сміття має показати,

what the structure of space-time itself is doing during this period.

як поживає сама структура простору-часу під час цього періоду.

And so this is a pretty weird model, right?

Досить дивна модель, правда?

What kind of evidence do we have for that?

Які ми маємо докази на її користь?

So let me show you some of nature's patterns

Я вам покажу кілька структур природи,

that are the result of this.

які є її результатом.

I always think of space-time as being the real substance of space,

Я завжди думав про простір-час, як про справжню матерію космосу,

and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.

а галактики і зірки — ніби піна на океані.

It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.

Вони позначки цікавих хвиль і усього, що відбувається.

So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.

Отож це Слоанівський огляд неба (Sloan Digital Sky Survey), який відображує розміщення мільйонів галактик.

So there's a dot on here for every galaxy.

Точки позначають окремі галактики.

They go out and point a telescope at the sky, take a picture,

Науковці направлять телескоп в небо, роблять знімок,

identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,

визначають зірки на ньому і відкидають їх, дивляться на галактики,

estimate how far away they are, and plot them up.

визначають наскільки вони віддалені, і вносять їх до графіка

And just put radially they're going out that way.

радіально як вони були виявлені.

And you see these structures, this thing we call the Great Wall,

Ви бачите ці структури, ми їх називаємо «Велика стіна»,

but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out

але там є прогалини і подібні речі, і вони ніби убувають,

because the telescope isn't sensitive enough to do it.

бо телескоп недостатньо чутливий, щоб охопити їх.

Now I'm going to show you this in 3D.

Зараз я покажу вам це у трьовимірі.

What happens is, you take pictures

Власне що відбувається: робляться знімки

as the Earth rotates, you get a fan across the sky.

по ходу обертання Землі, і утворюється ніби віяло уздовж неба.

There are some places you can't look because of our own galaxy,

Деякі місця неможливо охопити, бо на заваді наша галактика,

or because there are no telescopes available to do it.

або немає телескопу, який міг би їх зафіксувати.

So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.

На наступному зображенні ви бачите тривимірну версію, яка обертається навколо.

Do you see the fan-like scans made across the sky?

Бачите подібні до віяла огляди уздовж неба?

Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,

Пам'ятайте, кожна крапка тут це галактика, і ви бачите галактики,

you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.

знаєте, ніби вони знаходяться поруч, і ви бачите ніби структуру.

And you see this thing we call the Great Wall,

І ви бачите те, що ми називаємо «Велика стіна»,

and you see the complicated structure, and you see these voids.

ви бачите складні структури та ці пустоти.

There are places where there are no galaxies and there are places

Є місця, де немає галактик, і є місця,

where there are thousands of galaxies clumped together, right.

в яких тисячі галактик скупчено разом, так.

So there's an interesting pattern,

Отже ми маємо цікаву структуру,

but we don't have enough data here to actually see the pattern.

але у нас недостатньо даних, щоб власне побачити цю структуру.

We only have a million galaxies, right?

Ми лише маємо мільйон галактик, правда?

So we're keeping, like, a million balls in the air

Це ніби як мати мільйон кульок в повітрі,

but, what's going on?

але, що відбувається?

There's another survey which is very similar to this,

Є ще інший огляд, дуже схожий на цей,

called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.

під назвою «2-градусний огляд червоних зміщень галактик».

Now we're going to fly through it at warp a million.

Зараз ми пролетимо крізь нього зі швидкістю в мільйони світлових.

And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --

Щоразу як ми натрапляємо на галактику — у такій-то позиції є галактика —

and if we know anything about the galaxy, which we do,

і якщо ми знаємо щось про цю галактику, а ми знаємо,

because there's a redshift measurement and everything,

бо вимірюються червоні зміщення і тому подібне,

you put in the type of galaxy and the color,

ми зазначаємо тип галактики і колір,

so this is the real representation.

тому це достовірне відображення.

And when you're in the middle of the galaxies

І коли ви знаходитеся серед галактик,

it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.

важко побачити загальну структуру; це як бути у вирі життя.

It's hard to see the pattern in the middle of the audience,

Важко побачити структуру усередині аудиторії,

it's hard to see the pattern of this.

важко побачити структуру і цього.

So we're going to go out and swing around and look back at this.

Тому ми рушимо назовні, розвернемося і поглянемо на це.

And you'll see, first, the structure of the survey,

Спершу ви побачите структуру огляду,

and then you'll start seeing the structure of the galaxies

а потім почнете бачити структуру галактик,

that we see out there.

які ми тут спостерігаємо.

So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.

І знову ви можете побачити протяжність цієї Великої стіни, що показана тут.

But you can see the voids,

Але ви бачите прогалини,

you can see the complicated structure, and you say,

ви бачите складну структуру, і питаєте:

well, how did this happen?

як це трапилося?

Suppose you're the cosmic designer.

Уявіть, що ви творець космосу.

How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?

Як би ви розклали галактики у подібну структуру?

It's not just throwing them out at random.

Вони не просто розкидані навмання.

There's a more complicated process going on here.

Існує складніший процес, який тут відбувається.

How are you going to end up doing that?

І як би ви прийшли до нього?

And so now we're in for some serious play.

А зараз ми пограємося в серйозну гру.

That is, we have to seriously play God,

Тобто, ми маємо серйозно зіграти Бога,

not just change people's lives, but make the universe, right.

не просто змінювати життя людей, а створити Всесвіт, ось.

So if that's your responsibility, how are you going to do that?

Отож, якби ви мали таку відповідальність, як би ви це робили?

What's the kind of technique?

Яку б методу використали?

What's the kind of thing you're going to do?

Що б зробили?

So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation

Отож я покажу вам результати широкомасштабного моделювання

of what we think the universe might be like, using, essentially,

нашого погляду на структуру Всесвіту, використовуючи по суті

some of the play principles and some of the design principles that,

деякі ігрові методи і деякі методи проектування, які

you know, humans have labored so hard to pick up,

так важко підбиралися людьми,

but apparently nature knew how to do at the beginning.

але, мабуть, природа знала як це зробити з самого початку.

And that is, you start out with very simple ingredients

Тобто, починаємо з дуже простих складників

and some simple rules,

і кількох простих правил,

but you have to have enough ingredients to make it complicated.

але, щоб усе вийшло нетривіально, треба мати достатню кількість складників.

And then you put in some randomness,

Потім додаємо трішки випадковості,

some fluctuations and some randomness,

додаємо відхилень та безладу,

and realize a whole bunch of different representations.

і втілюємо цілий спектр різних представлень.

So what I'm going to do is show you

Отож я збираюся показати вам

the distribution of matter as a function of scales.

розподіл матерії як функцію масштабу.

We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.

Ми наблизимо потім, а це загальна картина.

And we had to add one more thing to make the universe come out right.

І ми повинні були додати ще одну річ, щоб Всесвіт вийшов «справжнім».

It's called dark matter.

Це темна матерія.

That is matter that doesn't interact with light

Тобто матерія, яка не взаємодіє зі світлом,

the typical way that ordinary matter does,

так, як це робить звичайна матерія,

the way the light's shining on me or on the stage.

так, як світло освітлює мене чи цю сцену.

It's transparent to light, but in order for you to see it,

Ця матерія прозора для світла, але щоб ми змогли її побачити,

we're going to make it white. OK?

зробимо її білою. Гаразд?

So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.

Тому ці білі плями на зображенні, то темна матерія.

It should be called invisible matter,

Мали б назвати її невидимою матерією,

but the dark matter we've made visible.

але ми зробили темну матерію видимою.

And the stuff that is in the yellow color,

А те, що позначене жовтим,

that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.

це звичайна матерія, яка перетворюється в зірки і галактики.

So I'll show you the next movie.

Отож покажу вам наступний ролик.

So this -- we're going to zoom in.

Отже ми наближуємо.

Notice this pattern and pay attention to this pattern.

Гляньте на цю структуру і пильнуйте за нею.

We're going to zoom in and zoom in.

Ми будемо все зближувати і зближувати.

And you'll see there are all these filaments and structures and voids.

І ви бачите там є всі ці нитки і структури, і пустоти.

And when a number of filaments come together in a knot,

І коли кілька ниток з'єднуються у вузол,

that makes a supercluster of galaxies.

це створює суперкластер галактик.

This one we're zooming in on

Цей суперкластер, який ми збільшуємо,

is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.

охоплює від 100 000 до мільйону галактик у цьому малому регіоні.

So we live in the boonies.

Тож ми живемо на відшибі.

We don't live in the center of the solar system,

Ми не живемо в центрі сонячної системи,

we don't live in the center of the galaxy

ми не живемо в центрі галактики

and our galaxy's not in the center of the cluster.

і наша галактика не знаходиться в центрі кластеру.

So we're zooming in.

Отож ми продовжуємо наближувати.

This is a region which probably has more than 100,000,

У цьому регіоні, мабуть, понад 100 000,

on the order of a million galaxies in that region.

до близько мільйона галактик у регіоні.

We're going to keep zooming in. OK.

Ми будемо продовжувати наближувати. Гаразд.

And so I forgot to tell you the scale.

І ще я забув сказати вам масштаб.

A parsec is 3.26 light years.

Парсек складає 3,26 світлових років.

So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.

Отож гігапарсек це три мільярди світлових років — ось це масштаб.

So it takes light three billion years to travel over that distance.

Отже, щоб світло пройшло цю відстань, треба три мільярди років.

Now we're into a distance sort of between here and here.

Тепер ми бачимо досить близьку відстань.

That's the distance between us and Andromeda, right?

Це відстань між нами і Андромедою, так?

These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.

Ці маленькі плямки, які ви бачите, це галактики.

Now we're going to zoom back out,

Тепер збільшимо масштаб,

and you can see this structure that,

і ви бачите цю структуру, яка

when we get very far out, looks very regular,

з дуже великої відстані виглядає досить рівномірною,

but it's made up of a lot of irregular variations.

але вона складається з великої кількості нерівномірних варіацій.

So they're simple building blocks.

Вони просто як будівничі блоки.

There's a very simple fluid to begin with.

Усе це утворюється з дуже простого середовища.

It's got dark matter, it's got ordinary matter,

Воно містить темну матерію, містить звичайну матерію,

it's got photons and it's got neutrinos,

фотони і нейтрино,

which don't play much role in the later part of the universe.

які не відіграють великої ролі в пізнішій частині Всесвіту.

And it's just a simple fluid and it, over time,

Це просте рідке середовище, але з часом

develops into this complicated structure.

воно розвивається у складну структуру.

And so you know when you first saw this picture,

І, знаєте, коли ви вперше побачили це зображення,

it didn't mean quite so much to you.

воно для вас було незначуще.

Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe

Тепер ви дивитеся на один відсоток обсягу видимого Всесвіту

and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,

і бачите мільярди галактик і вузлів,

but you realize they're not even the main structure.

але ви усвідомлюєте, що це навіть не основна структура.

There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,

Там є каркас, який складає темна матерія, невидима матерія,

that's out there that's actually holding it all together.

вона, власне, з'єднує все докупи.

So let's fly through it, and you can see how much harder it is

Отже, давайте пролетимо крізь це, і ви зможете побачити, наскільки важче

when you're in the middle of something to figure this out.

зрозуміти це, коли ви десь усередині.

So here's that same end result.

Отож це той самий кінцевий результат.

You see a filament,

Ви бачите нитку,

you see the light is the invisible matter,

ви бачите світле — це невидима матерія,

and the yellow is the stars or the galaxies showing up.

а жовте — то зірки і галактики, які виникають.

And we're going to fly around, and we'll fly around,

І ми продивимся вздовж, і ще далі,

and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,

і час від часу ви бачите перетини кількох ниток,

and you get a large cluster of galaxies.

що формують великий кластер галактик.

And then we'll fly in to where the very large cluster is,

А тепер ми переходимо до дуже великого кластера,

and you can see what it looks like.

і ви побачите як він виглядає.

And so from inside, it doesn't look very complicated, right?

Отож із середини це все не здається таким складним, так?

It's only when you look at it at a very large scale,

Лише, якщо глянути на це при дуже великому масштабі,

and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,

і дослідити це і т. д., то усвідомлюєш, що це дуже мудровано,

complicated kind of a design, right?

складний дизайн, правда?

And it's grown up in some kind of way.

І він якось виник.

So the question is,

Тому питання в тому:

how hard would it be to assemble this, right?

наскільки важко було б це все скласти докупи, так?

How big a contractor team would you need

Наскільки велика команда підрядчиків знадобилася би,

to put this universe together, right?

щоб створити такий Всесвіт, правда?

That's the issue, right?

Оце питаннячко, еге ж?

And so here we are.

І ось ми тут.

You see how the filament --

Ви бачите, як нитка —

you see how several filaments are coming together,

бачите, як сходяться кілька ниток,

therefore making this supercluster of galaxies.

і утворюють суперкластер галактик.

And you have to understand, this is not how it would actually look

І ви маєте зрозуміти, що це не так як воно насправді виглядало б,

if you -- first, you can't travel this fast,

якщо б ви — ну, по-перше, неможливо так швидко подорожувати,

everything would be distorted,

все було б викривленим,

but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.

але це згенерували через прості графічні засоби.

This is how, if you took billions of years to go around,

Таким би це вам здавалося, якби ви помандрували мільярди років,

it might look to you, right?

так?

And if you could see invisible matter, too.

Якщо б ви також могли бачити невидиму матерію.

And so the idea is, you know, how would you put together the universe

Отож ідея в тому, знаєте, як скласти докупи Всесвіт

in a very simple way?

дуже простим способом?

We're going to start and realize that the entire visible universe,

Ми розпочнемо і усвідомимо, що весь видимий Всесвіт,

everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope

все, що ми можемо бачити у кожному напрямку за допомогою телескопу «Хаббл»

plus our other instruments,

плюс наші інші інструменти,

was once in a region that was smaller than an atom.

колись було у місцині, меншій ніж атом.

It started with tiny quantum mechanical fluctuations,

Воно почалася з малесеньких квантових механічних відхилень,

but expanding at a tremendous rate.

і розширювалося з величезною швидкістю.

And those fluctuations

Ці відхилення

were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations

розширилися до астрономічних розмірів, і врешті

eventually are the things we see in the cosmic microwave background.

ми бачимо їх у космічному мікрохвильовому фоні.

And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies

Потім нам треба було якось перетворити ці коливання в галактики

and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.

і кластери галактик, а також зробити так, щоб такі структури розвивалися.

So I'm going to show you a smaller simulation.

Але я покажу вам меншу симуляцію.

This simulation was run on 1,000 processors for a month

Ця симуляція генерувалася на 1000 процесорах протягом місяця,

in order to make just this simple visible one.

щоб зробити лише простий зразок.

So I'm going to show you one

Отож я покажу вам симуляція,

that can be run on a desktop in two days in the next picture.

яка за два дні роботи на домашньому комп'ютері дасть наступне зображення.

So you start out with teeny fluctuations

Отож ви починаєте з малесеньких коливань,

when the universe was at this point,

коли Всесвіт знаходиться в точці,

now four times smaller, and so forth.

тепер в чотири рази меншій і т. д.

And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.

І ви починаєте бачити, як формуються ці переплетіння, ця космічна павутина структури.

And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter

Вона проста, бо не містить простої матерії,

and it just has the dark matter in it.

а має лише темну матерію.

And you see how the dark matter lumps up,

І ви бачите, як темна матерія скупчується,

and the ordinary matter just trails along behind.

а проста матерія просто тягнеться за нею.

So there it is.

Отож таке.

At the beginning it's very uniform.

На початку воно дуже однорідне.

The fluctuations are a part in 100,000.

Коливання складають стотисячні частки.

There are a few peaks that are a part in 10,000,

Є кілька піків, в яких частки сягають десятитисячних,

and then over billions of years, gravity just pulls in.

і потім протягом мільярдів років, гравітація все притягує.

This is light over density, pulls the material around in.

Розріджена матерія притягується до купи.

That pulls in more material and pulls in more material.

Це притягує все більше і більше матерії.

But the distances on the universe are so large

Але відстані в космосі такі великі,

and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.

а масштаби часу такі значні, що формування цього займає багато часу.

And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,

І воно продовжує формуватися, поки Всесвіт досягає приблизно половини теперішнього розміру,

in terms of its expansion.

у термінах простору.

And at that point, the universe mysteriously starts accelerating

І в той момент, Всесвіт незбагненно починає прискорювати

its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.

своє розширення і припиняє формування масштабнішої структури.

So we're just seeing as large a scale structure as we can see,

Отож ми зараз бачимо наймасштабнішу доступну нам структуру,

and then only things that have started forming already

і тоді лише речі, які вже почали формуватися,

are going to form, and then from then on it's going to go on.

будуть формуватися і від того часу все буде продовжуватися.

So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.

Отож ми можемо зробити цю симуляцію, але це займає два дні на комп'ютері.

We need, you know, 30 days on 1,000 processors

Знаєте, нам треба 30 днів і 1000 процесорів,

to do the kind of simulation that I showed you before.

щоб створити симуляцію, яку я раніше показував вам.

So we have an idea of how to play seriously, creating the universe

Отож ми маємо поняття, як грати серйозно, створюючи Всесвіт

by starting with essentially less than an eyedrop full of material,

розпочавши, по суті, з менше ніж краплини, наповненої матерією,

and we create everything we can see in any direction, right,

і ми створили все, що можна осягнути оком у будь-якому напрямку, правда,

from almost nothing -- that is, something extremely tiny,

з майже нічого, тобто з чогось надзвичайно крихітного,

extremely small -- and it is almost perfect,

дуже малого, і воно майже бездоганне,

except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,

крім того, що воно має ці малі коливання у стотисячних частках,

which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,

які, як виявилося, породжують цікаві структури та утворення, які ми бачимо,

that is, galaxies and stars and so forth.

тобто, галактики і зірки і т. д.

So we have a model, and we can calculate it, and we can use it

Отож ми маємо модель і можемо обрахувати її, і ми можемо використати її

to make designs of what we think the universe really looks like.

для створення дизайнів нашого уявлення про Всесвіт.

And that design is sort of way beyond

І цей дизайн у якомусь відношення виходить за межі того,

what our original imagination ever was.

що ми раніше уявляли.

So this is what we started with 15 years ago,

Отож з цього ми і розпочали 15 років тому

with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,

з супутником COBE — склали карту вгорі справа,

which basically showed us that there were large-scale fluctuations,

яка, по суті, показала нам, що існували широкомасштабні коливання,

and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.

і власне коливання у різних масштабах. Ви можете це бачити.

Since then we've had WMAP,

З того часу ми користувалися супутником WMAP,

which just gives us higher angular resolution.

який просто дає нам вищу кутову роздільну здатність.

We see the same large-scale structure,

Ми бачимо таку саму широкомасштабну структуру,

but we see additional small-scale structure.

але додатково ми бачимо структуру невеликого масштабу.

And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down

І внизу справа видно зображення, якщо б супутник повернувся

and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.

і зафіксував Землю, то яку б карту ми отримали.

You can see, well, you can, kind of pick out

Ви можете бачити, і можете виділити

all the major continents, but that's about it.

всі основі континенти, але на цьому все.

But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution

Та ми сподіваємося, що коли отримаємо супутник Планк, то матимемо роздільну здатність

about equivalent to the resolution you see of the Earth there,

майже еквівалентну тій, що маємо тут відносно Землі,

where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.

на якій справді можна побачити складну структуру, що існує на Землі.

And you can also tell, because of the sharp edges

Також можна сказати, зважаючи на чіткі межі,

and the way things fit together, there are some non-linear processes.

і композицію структури, що там відбуваються певні нелінійні процеси.

Geology has these effects,

У геології є такі явища,

which is moving the plates around and so forth.

тобто переміщення плит і таке інше.

You can see that just from the map alone.

Це можна дізнатися вже з самої карти.

We want to get to the point in our maps of the early universe

На наших картах ми хочемо сягнути часу раннього Всесвіту,

we can see whether there are any non-linear effects

щоб побачити, чи мали місце якісь нелінійні явища,

that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how

які починали рухатися, змінюватися і дають нам підказку, як

space-time itself was actually created at the beginning moments.

власне був утворений час-простір на початку часів.

So that's where we are today,

Отже зараз ми знаходимося на такому етапі,

and that's what I wanted to give you a flavor of.

і я хотів, щоб ви цим посмакували.

Give you a different view about what the design

Хотів донести вам інший погляд на те, як виглядає

and what everything else looks like.

творіння та все інше.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)