Džena Levin: Zvuk koji univerzum stvara

Pozivam vas da na trenutak razmotrite veoma jednostavnu činjenicu da, do sada, većina onoga što znamo o univerzumu dolazi do nas putem svetlosti. Možemo stajati na Zemlji i gledati u zvezdano nebo i videti zvezde sopstvenim očima. Sunce sija našim perifernim vidom, vidimo refleksiju svetlosti sa Meseca, i od kad je Galileo uperio najosnovniji teleskop u nebeska tela, poznati univerzum nam se prikazao putem svetlosti, kroz ogromne epohe kosmičke istorije. I sa svim našim modernim teleskopima, bili smo u stanju da napravimo ovaj zapanjujući tihi snimak univerzuma -- ovu seriju slika koje sežu skroz unazad do Velikog Praska.

Pa ipak, univerzum nije film bez zvuka, jer univerzum nije tih. Volela bih da vas uverim da univerzum ima svoju muziku, i ta muzika se sama stvara u svemiru. Jer je svemir nalik ritmu bubnja. Može izneti snimak nekih najdramatičnijih događaja , kroz univerzum, upravo onako kako su se odigrali. Voleli bismo kada bismo mogli da dodamo vizuelnim kompozicijama univerzuma koje imamo i zvučnu komponentu. I, iako nikada nismo čuli zvuke iz svemira, verovatno bi trebalo, u narednih par godina, da počnemo da pojačavamo zvuk onoga što se tamo dešava.

I u ovom nastojanju da uhvatimo muziku iz univrrzuma, usmerili smo pažnju na obećavajuće crne rupe, jer crne rupe mogu bubnjati po prostor-vremenu kao maljevi po dobošu i imati veoma karakterističnu pesmu, koju bih volela da vam odsviram u nekoj od naših predikcija kako očekujemo da ta pesma može zvučati. Sada, crne rupe su tama na tamnom nebu. Ne možemo ih videti direktno. Nisu nam pristupačne putem svetlosti, barem ne direktne. Možemo ih videti indirektno, jer one izazivaju pustoš u svojoj okolini. One uništavaju zvezde oko sebe. One sakupljaju otpad iz svog okruženja. Ali one nam se ne prikazuju direktno putem svetlosti. Možda ćemo jednog dana videti senku crne rupe na veoma svetloj pozadini, ali još uvek nismo uspeli u tome. Ali ipak crne rupe se mogu čuti iako se ne mogu videti, jer one bubnjaju o prostor-vreme kao doboš.

Ideju da svemir može zvučati kao bubanj dugujemo Albertu Ajnštajnu, kome dugujemo toliko puno. Ajnštajn je shvatio da ukoliko bi svemir 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 bez ovih pomoćnih linija, bili bismo u mogućnosti da ih nacrtamo, jer bismo primetili da smo putovali pravim linijama, direktnim pravim stazama kroz univerzum. Ajnštajn je takođe uvideo -- i to je suština ovoga -- ako stavite energiju i masu u univerzum, to će zakriviti prostor. I slobodno padajući objekti bi prošli, recimo, kraj sunca i bili bi privučeni prirodnom zakrivljenošću prostora. To je Ajnštajnova genijalna opšta teorija relativiteta. Čak i svetlo može biti savijeno tim stazama. I moguće je doći do takvog savijanja, da se ostane zarobljen u orbiti Sunca, kao što je to slučaj sa Zemljom, ili Mesecom oko Zemlje. To su prirodne krive u prostoru.

Ono što Ajnšatjn nije shvatio je to da, ako se uzme naše Sunce i sabije na šest kilometara u prečniku -- i tako dobije milion puta veća masa od Zemljine sabije se na šest kilometara u dužini, dobili bi crnu rupu, objekat toliko gust da ukoliko bi svetlost bila dovoljno blizu, nikada ne bi uspela da pobegne -- tamna senka protiv univerzuma. Ajnštajn to nije otkrio, to je otkrio Karl Švarcšild nemački jevrej u I Svetskom ratu -- koji se priključio nemačkoj vojsci kao već ostvareni naučnik, radeći na ruskom frontu. Volim da zamišljam Švarcčilda u ratu u rovovima kako vrši balističke proračune trajektila za topove, i u međuvremenu, preračunava Ajnštajnove jednačine -- kao što se to radi u rovovima. Čitao je nedavno pre toga objavljenu Ajnštajnovu opštu teoriju relativiteta, i bio je oduševljen tom teorijom. Ubrzo je pretpostavio tačno matematičko rešenje koje je objašnjavalo nešto veoma neobično: krive toliko jake da bi prostor upao u njih, prostor bi se survao u sebe kao vodopad slivajući se u središte rupe. Čak ni svetlost ne bi mogla pobeći ovoj struji. Svetlost bi bila uvučena u rupu kao i sve ostalo, i sve što bi ostalo je senka.

Tada je pisao Ajnštajnu, i rekao, "Kao što ćeš videti, rat mi je bio prilično naklonjen, uprkos teškoj pucnjavi. Uspeo sam da pobegnem od svega toga i da hodam zemljom tvojih ideja." Ajnštajn je bio veoma impresioniran ovim rešenjem, a nadam se takođe i posvećenošću ovog naučnika. To je bio veoma predan naučnik u tim teškim uslovima. I izneo je Švarcčildove ideje pred Pruskom Akademijom Nauka naredne nedelje. Ali Ajnštajn je smatrao da se crne rupe samo matematička čudnovatost. Nije verovao da one zaista postoje u prirodi. Mislio je da će nas priroda zaštiti od takvih struktura. Prošle su dekade dok je nastao termin crnih rupa i dok su ljudi shvatili da su crne rupe realno postojeći astrofizički objekti -- zapravo one su mrtvo stanje izuzetno masivnih zvezda koje dožive katastrofalni kolaps na kraju svog životnog veka.

Naše Sunce se neće pretvoriti u crnu rupu. Jer nije dovoljno masivno. Ali ako bismo napravili jedan misaoni eksperiment -- kao što je to Ajnštajn voleo da radi -- mogli bismo da zamislimo da se Sunce sažme na šest kilometara, i da se malena Zemlja nađe u njegovoj orbiti na, recimo 30 kilometara udaljenosti od crne rupe sunca. Ona bi bila samosvetleća, jer Sunca više ne bi bilo, nemamo drugog izvora svetlosti -- pa napravimo našu Zemlju samosvetlećom. I shvatili ste da bismo mogli staviti Zemlju na srećnu orbitu čak 30 kilometara udaljenu od urušene crne rupe. Ova urušena crna rupa bi stala na Menhetn, više ili manje. Možda bi malo prešla preko Hadsona pre nego što bi uništila Zemlju. Ali u suštini to je ono o čemu govorimo. Govorimo o objektu koji biste mogli smestiti na pola centralne zone Menhetna.

Tako bi primakli Zemlju veoma blizu -- na 30 km udaljenosti -- i primećujemo da bi ona savršeno orbitirala oko crne rupe. Postoji izvestan mit da crne rupe uništavaju sve u univerzumu, ali u suštinu potrebno je prići jako blizu da biste upali u nju. Ono što je jako impresivno je to, sa naše tačke gledišta, uvek možemo videti Zemlju. Ne može se sakriti iza crne rupe. Svetlo sa Zemlje, deo njega upada u nju, ali jedan deo biva vraćen do nas. Tako ne možete ništa sakriti iza crne rupe. Da je ovo Rat zvezda Galaktika i da se borite protiv Sajlonaca, nikako ne biste hteli da se sakrijete iza crne rupe. Videli bi vas.

Naše Sunce se neće urušiti u crnu rupu; nije dovoljno masivno, ali postoje na desetine hiljada crnih rupa u našoj galaksiji. A ukoliko bi došlo do pomračenja u Mlečnom putu, evo kako bi to izgledalo. Videli bismo senku crne rupe među hiljadama milijardi zvezda na Mlečnom putu galaksije i njihove svetleće puteve. I kada bismo upali u tu crnu rupu, videli bismo svo to svetlo sakupljeno u njoj, mogli bismo čak da prođemo kroz senku i da ne primetimo da se išta dramatično desilo. Bilo bi strašno kada bismo ispalili rakete i probali da pobegnemo odatle jer ne bismo uspeli, isto kao što ni svetlo ne može pobeći.

Ali iako je crna rupa mračna spolja posmatrano, ona nije mračna u središtu. jer svetlost iz galaksije pada unutar nje. Pa ipak, zbog relativističkog efekta poznatog kao vremensko usporavanje, delovaće kao da su naši satovi usporili u odnosu na galaktičko vreme, izgledalo bi kao da je evolucija galaksije ubrzala i pogodila nas, baš pre nego što bismo bili uvučeni u smrt od strane crne rupe. To bi izgledalo kao iskustvo bliske smrti kada se vidi svetlo na kraju tunela, samo što bi ovo bilo kompletno iskustvo smrti. (Smeh) I ne bi bilo šanse da nekome kažete o svetlu na kraju tunela.

E sada, nikada nismo videli ovakvu senku crne rupe, ali crne rupe se mogu čuti, čak i ako se ne vide. Zamislite sada jednu astrofizičku, realno moguću, situaciju -- zamislite dve crne rupe koje su proživele dugačak zajednički život. Možda su započele kao zvezde i urušile se u crne rupe -- svaka od njih 10 puta masivnija od Sunca. Sada ćemo ih urušiti na 60 km prečnika. Mogu rotirati hiljadama puta u sekundi. Na kraju njihovih života, kreću se jedna oko druge brzinom približno bliskom brzini svetlosti. Tako prelaze hiljade kilometara u deličima sekunde. I na takav način, one ne samo da zakrivljuju prostor, one takođe ostavljaju za sobom prstenasti prostor, pravi talas u prostor-vremenu. Prostor se širi i rasteže dok proističe iz tih crnih rupa bubnjajući univerzumom. I one putuju kroz kosmos brzinom svetlosti.

Ova kompjuterska simulacija je nastala zahvaljujući grupi NASA Goddard. Bilo je potrebno skoro 30 godina da bi iko na svetu rešio ovaj problem. Ovo je bila jedna od grupa. Pokazuje dve crne rupe u orbiti jedne oko druge, ponovo, sa ovim nacrtanim pomoćnim krivama. I ako možete videti -- malo je mutno -- ali ako možete videti crvene talase kako proističu, to su gravitacioni talasi. To su bukvalno zvučni talasi prostora, i oni će putovati od ovih crnih rupa brzinom svetlosti dok se lagano stišavaju i sjedinjuju u jednu rotirajuću, tihu crnu rupu na kraju dana. Ukoliko bi stajali dovoljno blizu, vaše uvo bi rezoniralo sa širenjem i skupljanjem prostora. Bukvalno biste čuli zvuk. E sad, naravno, vaša glava bi se takođe širila i skupljala, pa biste možda imali problema da razumete šta se dešava. Ali voleo bih da vam pustim da odslušate zvuk koji smo predvideli.

Ovo je od moje grupe -- nešto manje glamurozno kompjutersko modelovanje. Zamislite svetliju crnu rupu koja pada u veoma tešku crnu rupu. Zvuk koji ćete čuti je zvuk svetlije crne rupe koja bubnja kroz prostor dok se približava. Da je udaljenija, zvuk bi bio slabiji. Ali ona nailazi poput malja, i bukvalno razbija prostor, udarajući kao bubanj. I možemo predvideti kakav bi zvuk bio. Znamo i to da, kako propada, ona se ubrzava i biva glasnija. I najzad, čućemo kako mala rupa upada u veliku. (Udari) I onda je gotovo. Nikada nisam slušao ovako glasno -- zapravo je mnogo dramatičnije. Kod kuće zvuči gotovo antiklimakteričko. Zvuči kao ding, ding, ding.

Ovo je jedan drugi zvuk moje grupe. Ne, neću vam pokazati nikakve slike, jer crne rupe ne ostavljaju za sobom nikakve pomoćne tragove, i prostor nije obojan, kako bi pokazao zakrivljenost. Ali ako biste plovili svemirom na nekom svemirskom odmoru i čujete ovaj zvuk, želeli biste da pobegnete. (Smeh) Želeli biste da pobegnete od zvuka. Obe crne rupe se kreću. Obe crne rupe se približavaju jedna drugoj. U ovom slučaju, obe bubnjaju prilično mnogo. I na putu su da se spoje. (Bubnjanje) Gotovo je. Ovaj piskutav zvuk je veoma karakterističan za spajanje crnih rupa -- tako zvuči na kraju. E sada, ovo je naše predviđanje za ono što ćemo videti.

Na sreću, mi smo na sigurnoj udaljenosti ovde na Lng Biču, u Kaliforniji. I sigurno, negde u univerzumu dve crne rupe su se spojile. I sigurno, prostor oko nas odzvanja posle putovanja možda milionima svetlosnih godina, ili milionima godina, brzinom svetlosti da bi stigla do nas. Ali zvuk je previše tih da bi ga bilo ko od nas čuo. Postoje veoma napredni eksperimenti koji se rade ovde na Zemlji -- jedan nazvan LIGO -- koji će detektovati neka odstupanja u širenjima i skupljanjima prostora manjim od delića jezgra atoma pa preko četiri kilometra. To je prilično ambiciozan eksperiment, i odvijaće se na unapređenoj osetljivosti u narednih nekoliko godina -- kako bi uhvatili to. Postoji takođe i predložena misija za svemir, koja bi trebalo da se odvije u narednih deset godina, zvana LISA. I LISA će biti u stanju da vidi super masivne crne rupe -- crne rupe milionima ili milijardama puta masivnijim od Sunca.

Na ovoj Hablovoj slici, vidimo dve galaksije. Izgledaju kao da su zamrznute u nekakvom zagrljaju. I svaka od njih verovatno skriva super masivnu crnu rupu u svom središtu. Ali one nisu zamrznute, one se zapravo spajaju. Ove dve crne rupe se ujedinjuju, i one će se spojiti u periodu od milijardu godina. To je van domašaja ljudske percepcije da se uhvati muzika tog događaja. Ali LISA bi mogla videti poslednje faze dve super masivne crne rupe ranije tokom istorije univerzuma, poslednjih 15 minuta pre nego što su se spojile. I to ne samo crne rupe, već bilo koju veću nepravilnost u univerzumu -- a najveća od njih je svakako Veliki Prasak. Kada je taj izraz skovan, bio je prilično podrugljiv -- kao, "Oh, ko bi još poverovao u Veliki Prasak?" Ali sada je to već tehnički moguće proveriti, jer bi moglo eksplodirati; moglo bi proizvesti zvuk.

Ova animacija je napravljena od strane mojiih prijatelja u Proton Studiju i pokazuje Veliki Prasak spolja gledano. Ne bismo nikada želeli da to zaista uradimo; želimo biti unutar univerzuma, jer ne postoji mogućnost postojati van univerzuma. Zamislite sada da ste unutar Velikog Praska. Svuda je, oko vas, i prostor se pomera haotično. 14 milijardi godina je prošlo i ta muzika i dalje odjekuje oko nas. Galaktične forme, i generacije zvezda iz tih galaksija. I oko jedne zvezde, najmanje jedna zvezda, je nastanjiva planeta. I evo nas kako mahnito pokušavamo da napravimo eksperimente, radeći ove proračune, pišući ove kompjuterske kodove.

Zamislite pre milijardu godina, dve crne rupe su se spojile. Ta muzika je odzvanjala kroz prostor sve ovo vreme. Nismo čak ni bili ovde. Postaje sve bliža i bliža -- 40.000 godina ranije, još uvek crtamo crteže u pećinama. Kao da smo u žurbi, da napravimo instrumente. Sve je bliže i bliže, i 20... koja god godina da bude kada naši detektori najzad dostignu željenu osetljivost -- sagradićemo ih, uključićemo mašine i, beng, uhvatićemo ga -- prvu muziku iz svemira. Ukoliko to bude zvuk Velikog Praska, zvučaće otprilike ovako. (Zvuk) To je užasan zvuk. To je bukvalno definicija buke. To je beli šum, haotično odzvanjanje. Ali oko nas je svuda, verovatno, ukoliko nije izbrisano nekim drugim procesom u univerzumu. Ukoliko ga uhvatimo, biće to muzika za naše uši, jer biće to tihi eho trenutka našeg stvaranja, našeg vidljivog univerzuma.

I u narednih nekoliko godina, moći ćemo da pojačamo zvuk malo, pretvarajući univerzm u zuk. ALi ako detektujemo ranije trenutke, to će nas dovesti mnogo bliže razumevajnu Velikog Praska, što nas približava postavljanju jednog od najtežih, najnedostižnijih pitanja. Ako pustimo film univerzuma unazad, znamo da se desio 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 desio i ranije? Da li će se desiti ponovo? Mislim, u duhu uzdizanja TEDovih izazova kako bismo rasplamsali čudo, možemo postaviti pitanje, makar u ovom poslednjem minutu, koje nas zbilja može izbegavati zauvek.

Ali moramo ga postaviti: Da li je moguće da naš univerzum samo oznaka neke veće istorije? Ili, da li je moguće da smo mi samo ogranak nekog multiverzuma -- i svaka grana ima svoj sopstveni Veliki Prasak u prošlosti -- neke od njih sa crnim rupama koje bubnjaju, neke možda bez njih -- možda neke sa živim svetom, možda neke bez -- ne u našoj prošlosti, ne u našoj budućnosti, ali nekako fundamentalno povezane sa nama? Moramo se pitati, da li postoji multiverzum, u nekom drugom delu tog multiverzuma, postoje li stvorenja? Evo mojih multiverznih stvorenja. Da li postoje svorenja u multiverzumu, koja razmišljaju o nama i razmišljaju o sopstvenom poreklu? I ako postoje, mogu ih zamisliti da su poput nas, računaju, pišu komjuterske kodove. grade instrumenete, pokušavaju da detektuhz taj sudbonosan zvuk svog porekla i pitaju se ko li je još tamo.

Hvala vam. Hvala.

(Aplauz)