Janna Levina: Zvuk svemira

Za nas je svemir tiho mjesto. Međutim, fizičarka Janna Levin kaže da svemir ima soundtrack – zvučnu kompoziciju koja bilježi neke od najdramatičnijih događaja u vanjskom prostoru. (Crna rupa, na primjer, udara kao bubanj kroz vremenski prostor.) Dostupan širokoumni soundwalk kroz svemir.

Pozivam vas da na momenat svi razmotrite

veoma jednostavnu činjenicu

da, do sada

skoro sve što znamo o univerzumu

nam dolazi od svjetlosti.

Možemo stajati na Zemlji i posmatrati zvjezdano nebo

te vidjeti zvijezde golim očima.

Sunce prži našu perifernu viziju,

vidimo svjetlost koja se reflektira sa Mjeseca,

i otkad je Galileo uperio najosnovniji teleskop

prema nebeskim tijelima,

poznati univerzum nam se prikazao putem svjetlosti,

kroz ogromne epohe kosmičke historije.

I sa svim našim modernim teleskopima,

bili smo u prilici prikupiti

ovaj zadivljujući nijemi film svemira-

ove serije snimaka

koje sežu skroz unatrag do Velikog praska.

A ipak, univerzum nije nijemi film,

jer univerzum nije tih.

Voljela bih vas uvjeriti

da univerzum ima svoju muziku,

i da se ta muzika sama stvara u svemiru.

Jer svemir može vibrirati kao bubanj.

Može predočiti snimak nekih najdramatičnijih događaja

kroz univerzum

baš onako kako su se odigrali.

Sada, voljeli bismo kada bismo mogli dodati

slavnim vizuelnim kompozicijama univerzuma

koje imamo

i zvučnu komponentu.

Premda, nikada nismo čuli zvukove iz svemira,

stvarno bismo trebali, narednih nekoliko godina,

da počnemo da pojačavamo zvuk onoga što se tamo događa.

Tako, u nastojanju

da uhvatimo muziku iz univerzuma,

fokusirali smo se

prema obećavajućim crnim rupama,

jer one mogu bubnjati po prostoru-vremenu

kao maljevi po dobošu

i imati veoma karakterističnu pjesmu,

koju bih vam voljela dočarati kroz jednu od naših predikcija

kako bi ta pjesma mogla izgledati.

Sada, crne rupe su tama na mračnom nebu.

Ne možemo ih vidjeti direktno.

Nisu nam dostupne putem svjetlosti, barem ne direktno.

Možemo ih vidjeti indirektno,

jer crne rupe izazivaju pustoš u svojoj okolini.

One uništavaju zvijezde oko sebe.

One sakupljaju otpad iz svog okruženja.

Te nam se ne prikazuju direktno putem svjetlosti.

Možda ćemo jednog dana vidjeti sjenku

crne rupe na veoma svjetloj pozadini,

ali još uvijek nismo uspjeli u tome.

No, ipak, crne rupe se mogu čuti

iako se ne vide,

jer one bubnjaju o prostor-vrijeme kao bubanj.

Zamisao da svemir može zvučati kao bubanj

dugujemo Albertu Einsteinu, kojem dugujemo toliko mnogo.

Einstein je shvatio da ukoliko bi prostor bio prazan,

ukoliko bi univerzum bio prazan,

bio bi poput ove slike,

samo možda bez ovih pomoćnih linija na njoj.

Ali ukoliko bismo slobodno padali kroz svemir,

čak i bez ovih pomoćnih linija,

bili bismo u mogućnosti da ih naslikamo,

jer bismo primjetili da smo putovali pravim linijama,

direktnim pravim linijama

kroz univerzum.

Einstein je, također, uvidio

i ovo je bit ovoga--

ako sastavite energiju i masu u univerzumu.

to će zakrivit svemir.

I slobodno padajući objekti

bi prošli, recimo, pored Sunca

i bili bi privučeni

prirodnom zakrivljenošću prostora.

Što je Einsteinova čuvena opšta teorija relativiteta.

Čak se i svjetlo savija tim stazama.

Te se može doći do takvog savijanja

da se zarobite u orbiti Sunca,

kao što je to slučaj sa Zemljom ili Mjesecom oko Zemlje.

Radi se o prirodnim krivuljama u svemiru.

Ono što Einstein nije opazio

je to da, ako uzmete naše Sunce

i sabijete na šest kilometara u prečniku--

te se dobije milion puta veća masa od Zemljine

i sabije na šest kilometara u dužini,

dobili bi crnu rupu,

objekat tako gust

da ukoliko bi svjetlost bila dovoljno blizu, nikada ne bi uspjela pobjeći--

tamna sjenka protiv univerzuma.

Nije Einstein to otkrio

riječ je o Karlu Schwarzcildu

njemački jevrej koji je se tokom Prvog svjetskog rata

pridružio njemačkoj vojsci kao već priznati znanstvenik,

radeći na ruskom frontu.

Volim zamišljati Schwarzchilda tokom rata u rovovima

kako vrši balističke proračune putanja projektila za topove,

i u međuvremenu.

preračunava Einsteinove jednačine--

jer se tako i radi u rovovima.

Nedavno je čitao Einsteinovu, prije toga objavljenu

opštu teoriju relativiteta,

i bio je oduševljen tom teorijom.

Ubrzo je pretpostavio

tačno matematičko rješenje

koje je objašnjavalo nešto veoma neobično:

krivulje toliko jake

da bi svemir upao u njih,

svemir bi se survao u sebe kao vodopad

slivajući se u središte rupe.

I čak ni svjetlost nije u stanju izbjeći ovu struju.

Svjetlost bi bila uvučena duboko u rupu

kao i sve ostalo,

i sve što bi ostalo je sjenka.

Tada je pisao Einsteinu,

i rekao, "Kao što možete vidjeti,

rat mi je bio poprilično naklonjen,

uprkos teškoj pucnjavi.

Uspio sam pobjeći od svega toga

i hodati poljem tvojih ideja."

Einstein je bio impresioniran njegovim rješenjem,

te se nadam i posvećenošću ovog znanstvenika.

Radi se o predanom znanstveniku koji je radio u teškim uslovima.

Zatim je iznio Schwarzchildove ideje

Pruskoj Akademiji Nauka slijedeće sedmice.

No, Einstein je uvijek smatrao da su crne rupe matematički izuzetak.

Vjerovao je da ne postoje u prirodi.

Mislio je da će nas priroda zaštititi od takvih struktura.

Prošle su decenije

prije nego će termin crna rupa biti skovan

i prije nego će ljudi shvatiti

kako su one stvarni astrofizički objekti--

u biti one su mrtvo stanje

veoma masivnih zvijezda

koje katastrofalno kolapsiraju

na kraju svog životnog vijeka.

Sada, naše Sunce se neće pretvoriti u crnu rupu.

Ustvari, nije dovoljno masivno.

Ali ako bismo napravili jedan teorijski eksperiment--

što je Einstein volio raditi---

mogli bismo zamisliti

kako se Sunce sažima na šest kilometara,

i da se sitna Zemlja nalazi u njegovoj orbiti na recimo,

oko 30 kilometara

udaljenosti od crne rupe sunca.

To bi bila samosvjetleća,

jer bi Sunce nestalo, nemamo drugi izvor svjetlosti--

pa napravimo našu Zemlju samosvjetlećom.

Shvatli biste da bi se Zemlja mogla nalaziti na sretnoj orbiti

čak 30 kolometara

izvan zgnječene crne rupe.

Ova zgnječena crna rupa

bi stala na Manhattan, više ili manje.

Možda bi malo prešla preko Hudsona

prije nego što bi uništila Zemlju.

Ali, to je u suštini ono o čemu pričamo.

Govorimo o objektu koji biste mogli smjestiti

na pola centralne zone Manhattana.

Tako smo Zemlju približili veoma blizu--

na 30 km udaljenosti--

te smo primjetili da savršeno orbitira oko crne rupe.

Postoji određeni mit

da crne rupe proždiru sve u univerzumu,

no, potrebno je prići veoma blizu da biste upali u njih.

Sa naše tačke gledišta, ono što je veoma impresivno,

je da možemo uvijek vidjeti Zemlju.

Ne može se skrivati iza crne rupe.

jedan dio svjetlosti sa Zemlje, upada u nju,

a drugi dio biva vraćen do nas.

Stoga, ništa se ne može sakriti iza crne rupe.

Da je ovo Battlestar Galactica

i da se borite protiv Sajlonaca,

ne skrivaj te se iza crne rupe.

Oni vas vide.

Sada, naše Sunce neće kolapsirati u crnu rupu;

nije dovoljno masivno,

ali postoje na desetine crnih rupa u našoj galaksiji.

I ukoliko bi došlo do pomračenja u Mliječnom putu,

ovako bi izgledalo.

Vidjeli bismo sjenku crne rupe

među hiljadama milijardi zvijezda

U Mliječnom putu galaksije i njene svjetleće prašnjave staze.

I kada bismo upali u tu crnu rupu,

vidjeli bismo sve to svjetlo formirano oko nje,

mogli bismo čak da prođemo kroz sjenku

a da ne primjetimo da se ništa dramatično nije dogodilo.

Bilo bi grozno kada bismo ispalili rakete i probali pobjeći odatle

jer ne bismo uspjeli,

isto kao što ni svjetlo ne može pobjeći.

Iako, spolja posmatrano, crna rupa izgleda mračno,

iznutra je skroz drugačija,

zato što svjetlost iz galaksije pada u središte nje.

Uprkos relativističkom efektu, poznatom kao vremensko usporavanje,

naši satovi bi usporili

u odnosu na galatičko vrijeme,

izgledalo bi kao da je evolucija galaksije

ubrzala i pogodila nas,

tačno prije nego nas je crna rupa uvukla u smrt.

Izgledalo bi kao iskustvo bliske smrti

kada vidite svjetlost na kraju tunela,

ali u stvari, ovo bi bilo potpuno iskustvo smrti.

(Smijeh)

i ne bi bilo šanse da nekome ispričate

o svjetlu na kraju tunela.

E sada, nismo nikada vidjeli sjenku poput ove,

ali crne rupe se mogu čuti,

čak i ako se ne vide.

Zamislite sada jednu astrofizičku realnu situaciju--

zamislite dvije crne rupe koje su proživjele dug zajednički život.

Možda su počele kao zvijezde

te kolapsirale u crne rupe--

svaka od njih, deset puta glomaznija od Sunca.

Sada ćemo ih zdrobiti na 60 km prečnika.

Mogu rotirati

hiljadama puta u sekundi.

Na kraju svog životnog vijeka,

kreću se jedna oko druge brzinom sličnoj brzini svjetlosti.

Tako prelaze hiljade kilometara

u djeliću sekunde.

Tim putem, ne samo da zakrivljuju svemir,

one, također, ostavljaju za sobom

zvonjavu u svemiru,

pravi talas u prostor-vremenu.

Svemir se širi i proteže

dok zrači iz tih crnih rupa

bubnjajući univerzumom.

I one putuju kosmosom

brzinom svjetlosti.

Ova kompjuterska simulacija

je nastala zahvaljujući grupi NASA Goddard.

Bilo je potrebno gotovo 30 godina kako bi neko riješio ovaj problem.

Ovo je bila jedna od grupa.

Koja prikazuje dvije crne rupe u orbiti jednu oko druge,

opet sa ovim nacrtanim pomoćnim krivuljama.

I ako možete vidjeti--malo je zamućeno--

ali ako možete vidjeti crvene talase kako proizlaze,

to su gravitacioni talasi.

Oni su doslovno zvučni talasi prostora,

i oni će putovati od ovih crnih rupa brzinom svjetlosti

dok se lagano stišavaju i sjedinjuju

u jednu rotirajuću, mirnu crnu rupu

na kraju dana.

Ukoliko biste stajali dovoljno blizu,

vaše uho bi rezoniralo

sa širenjem i skupljanjem svemira.

Bukvalno biste čuli zvuk.

Sada naravno, vaša glava bi se bespomoćno širila i skupljala,

te vjerovatno ne biste razumjeli šta vam se događa.

No voljela bih vam pustiti da odslušate

zvuk koji smo predvidjeli.

Ovo je od moje grupe--

nešto manje glamurozno kompjutersko modeliranje.

Zamislite svjetliju crnu rupu

koja pada u veoma tešku crnu rupu.

Zvuk koji ćete čuti

je zvuk svjetlije crne rupe koja bubnja kroz svemir

svaki put kada se približi.

Da je udaljenija, zvuk bi bio nečujan.

Ali ona nailazi poput malja,

i doslovno razbija svemir,

udarajući kao bubanj.

Možemo predvidjeti kakav bi zvuk bio.

Mi znamo i to da, kako propada

ona se ubrzava i postaje glasnija.

I na kraju,

možemo čuti kako mala rupa upada u veliku.

(Udari)

Zatim nestaje.

Nikada nisam slušala ovako glasno--ustvari mnogo je dramatičnije.

Kod kuće zvuči gotovo razočaravajuće.

Nešto kao ding, ding, ding.

Ovo je drugi zvuk od moje grupe.

Ne, neću vam pokazati nikakve slike,

jer crne rupe ne ostavljaju za sobom

nikakve pomoćne tragove,

te svemir nije naslikan,

pokazujući vam zakrivljenja.

No, ako biste isli na odmor u svemir te plovili istim

i čuli ovaj zvuk,

htjeli biste pobjeći.

(Smijeh)

Željeli biste pobjeći od zvuka.

Obje crne rupe se kreću.

Obje se približavaju jedna drugoj.

U ovom slučaju, obje bubnjaju poprilično mnogo.

I na putu su da se spoje.

(Bubnjanje)

Gotovo je.

Sada, taj zvuk je veoma karakterističan za crne rupe koje se spajaju--

tako zvuči do samog kraja.

E sada to je naše predviđanje

za ono što ćemo vidjeti.

Srećom, mi smo na sigurnom ovdje u Kaliforniji.

I zasigurno, negdje u univerzumu

dvije crne rupe su se spojile.

I sigurno, svemir oko nas

odzvanja

poslije putovanja, možda, milionima svjetlosnih godina ili milionima godina,

brzinom svjetlosti, da bi stigla do nas.

Ali zvuk je previše tih za nas da bismo ga čuli.

Postoje veoma progresivni eksperimenti koji se rade na Zemlji--

jedan od njih prozvan LIGO--

treba da otkrije neka odstupanja

u širenjima i istezanjima svemira

manjim od djelića jezgre atoma

preko četiri kilometra.

Radi se i poprilično ambicioznom eksperimentu,

koji će se odvijati u naprednoj osjetljivosti

kroz nekoliko narednih godina--kako bi se to uhvatilo.

Također, za svemir postoji i predložena misija,

koja će, nadamo se, biti pokrenuta narednih deset godina,

a zove se LISA.

I LISA će biti u stanju da vidi super masivne crne rupe--

crne rupe milionima ili milijardama puta

masivnijim od Sunca.

Na ovoj Hubbleovoj slici, vidimo dvije galaksije.

Izgledaju kao da su zamrznute u nekakvom zagrljaju.

I svaka od njih vjerovatno skriva

super masivnu crnu rupu u svome središtu.

Ali one nisu zamrznute,

one se u stvari spajaju.

Ove dvije crne rupe se sudaraju,

i one će se spojiti u periodu od milijardu godina.

To je izvan ljudske percepcije

da se uhvati melodija toga događaja.

Ali LISA bi mogla vidjeti posljednje faze

dvije super masivne crne rupe

ranije tokom historije univerzuma,

posljednjih 15 minuta prije nego su se spojile.

I nisu u pitanju samo crne rupe,

već bilo koja veća nepravilnost u univerzumu--

i najveća od njih je, naravno, Veliki prasak.

Kada je taj termin skovan, bio je podrugljiv--

kao, "Oh, ko bi povjerovao u Veliki prasak?"

No, sada je to više tehnički pravilno,

jer bi moglo eksplodirati;

kao i što bi moglo proizvesti zvukove.

Ovu animaciju su napravili moji prijatelji u Proton Studiju

i pokazuje Veliki prasak gledano izvana.

U biti, ne bismo to htjeli uraditi; mi želimo biti unutar univerzuma,

jer mogućnost postojanja izvan univerzuma ne postoji.

Dakle, zamislite da ste unutar Velikog praska.

Nalazi se svuda oko vas,

a svemir haotično vibrira.

14 milijardi godina je prošlo

a ta melodija i dalje odjekuje oko nas.

Oblici galaksije,

i generacije zvijezda u tim galaksijama.

Te oko jedne zvijezde,

najmanje jedna zvijezda,

je naseljiva planeta.

I tu smo mi, grčevito pravimo ove eksperimente,

radeći ove proračune, pišući ove kompjuterske kodove.

Zamislite prije milijardu godina,

dvije crne rupe su se sudarile.

Taj zvuk je odzvanjao širom svemira

sve ovo vrijeme.

Još uvijek nismo bili ovdje.

Postaje sve bliža i bliža--

Prije 40.000 godina, još uvijek crtamo crteže u pećinama.

Kao da smo u žurbi, da napravimo instrumente.

Sve je bliže i bliže i u 20...

koja god godina bila

kada naši detektori najzad dostignu željenu osjetljivost--

sagradit ćemo ih, pokrenut ćemo mašine

i bang uhvatit ćemo zvuk--prvu muziku iz svemira.

Ako to bude zvuk Velikog praska,

bit će nešto kao.

(Statički) To je užasan zvuk.

To je doslovno definicija buke

To je bijeli šum, jedno haotično odzvanjanje.

Ali je svuda oko nas, vjerovatno,

ukoliko nije izbrisan

od nekih drugih procesa u univerzumu.

I ukoliko bismo ga pokupili, bila bi to muzika za naše uši,

jer bi bio nečujan eho

momenta našeg stvaranja,

našeg vidljivog univerzuma.

Tako da slijedećih nekoliko godina,

bit ćemo u prilici da malo pojačamo zvuk,

pretvarajući univerzum u zvuk.

Ali ako otkrijemo ranije trenutke,

to će nas dovesti mnogo bliže

razumijevanju Velikog praska,

što nas približava

postavljanju jednog od najtežih, najnedostižnijih pitanja.

Ako pustimo film univerzuma unazad,

znamo da se dogodio Veliki prasak u prošlosti,

i možda bismo čuli njegov zvuk,

ali da li je naš Veliki prasak jedini Veliki prasak?

Mislim, moramo se zapitati, da li se dogodio ranije?

Da li će se dogoditi opet?

Mislim, u duhu uzdizanja TEDovih izazova

kako bismo rasplamsali čuđenje,

možemo postavljati pitanja, barem u ovom posljednjem minutu,

koji nas može izbjeći zauvijek.

Ali moramo ga postaviti:

Da li je moguće da je naš univerzum

samo dio neke veće historije?

Ili da li je moguće da smo mi samo ogranak nekog multiverzuma--

i svaka grana ima svoj Veliki prasak u prošlosti--

možda neke od njih sa crnim rupama što bubnjaju,

možda neke bez njih--

možda neke sa živim svijetom, možda neke bez--

ne u našoj prošlosti, ne u našoj budućnosti,

ali na neki fundamentalno vezane za nas?

Tako da se moramo zapitati, ako postoji multiverzum,

u nekim drugim dijelovima multiverzuma,

postoje li stvorenja?

Evo mojih multiverznih stvorenja.

Da li postoje druga živa bića u multiverzumu,

koja se pitaju u vezi nas

te razmišljaju o svom porijeklu?

I ako postoje,

Mogu ih zamisliti, da su poput nas,

računaju, pišu kompjuterske kodove,

izmišljaju instrumente,

u pokušaju da otkriju taj sudbonosni zvuk

svog porijekla

i pitaju se, da li smo sami.

Hvala. Hvala.

(Aplauz)