Janna Levin: Âm thanh vũ trụ tạo ra

Tôi muốn tất cả mọi người ở đây suy nghĩ trong một giây về một sự thật rất đơn giản đó là, cho đến này những gì chúng ta biết về vũ trụ đến với chúng ta từ ánh sáng. Chúng ta đứng trên Trái đất và nhìn lên bầu trời đêm và nhìn thấy sao với đôi mắt thường. Mặt trời đốt tầm nhìn ngoại biên của chúng ta, ta nhìn ánh sáng phản chiếu từ Mặt trăng, và từ khi Galileo hướng chiếc kính viễn vọng sơ đẳng đến những thành phần của bầu trời, những gì được biết đến về vũ trụ đến với chúng ta qua ánh sáng, trải qua bao nhiêu thời kỳ trong lịch sử vũ trụ bao la. Và với những chiếc kính viễn vọng hiện đại ta có hiện nay, chúng ta đã có khả năng thu thập những bộ phim câm đáng kinh ngạc của vũ trụ những seri ảnh chụp quay ngược thời gian đến tận Big Bang.

Tuy nhiên, vũ trụ không phải là một bộ phim câm, vì vũ trụ không hề yên lặng. Tôi muốn thuyết phục mọi người rằng vũ trụ có một bản nhạc nền và bản nhạc đó được chơi trên chính khoảng không. Bởi vì khoảng không có thể lắc lư như một cái trống. Nó có thể mang âm thanh này vượt vũ trụ nơi đã xảy ra những sự kiện rất lớn trong lịch sử. Bây giờ chúng ta có thể thêm vào một ví dụ của một sáng tác vĩ đại mà chúng ta có từ vũ trụ đó là một bản sáng tác của không gian. Và mặc dù chúng ta chưa từng nghe đến âm thanh ngoài vũ trụ, chúng ta rất nên thử, trong vài năm tới, bắt đầu tăng âm lượng để nghe những gì đang diễn ra ngoài kia.

Và trong hoài bão này để thu thập bài hát từ vũ trụ, chúng ta xay tiêu điểm đến các hố đen và những hứa hẹn chúng mang lại, vì hố đen có thể đập vào không gian như dùi trống và có một bài hát rất riêng, mà tôi muốn cho các bạn nghe một vài dự đoán của chúng tôi về bài hát vũ trụ sẽ ra sao. Bây giờ hố đen rất tối trên một bầu trời đêm. Chúng ta không thể trực tiếp nhìn thấy chúng. Chúng không được đưa đến với chúng ta bằng ánh sáng, ít nhất không phải là trực tiếp. Chúng ta có thể nhìn thấy chúng một cách gián tiếp, vì những hố đen giận dữ phá hoại trong môi trường của chúng. Chúng phá hủy những ngôi sao xung quanh. Chúng tích lũy những mảnh vụn xung quanh. Nhưng chúng sẽ không đến với chúng ta trực tiếp qua ánh sáng. Một ngày nào đá chúng ta sẽ nhìn thấy một cái bóng một hố đen sẽ rất nổi trên một nền sáng, nhưng chúng ta chưa nhìn được thế. Tuy nhiên hố đen có thể được nghe thấy ngay cả khi chúng không được nhìn thấy, và đó là vì chúng đánh lên vũ trụ như một cái trống.

Và chúng tôi còn chịu ơn ý nghĩ rằng khoảng không có thể lắc lư như một cái trống từ Albert Einstein, một người chúng ta nợ nần rất nhiều. Einstein đã nhận thấy rằng nếu khoảng không trống rỗng, nếu vũ trụ trống rỗng, thì sẽ như bức ảnh này, ngoại trừ có thể không có những ô vuông được vẽ lên. Nhưng nếu chúng ta bay tự do trong khoảng không, ngay cả khi không có những ô vuông này chúng ta có thể tự vẽ nó bằng chính sức mình, vì chúng ta sẽ nhận thấy rằng mình di chuyển theo đường thẳng, những đường thẳng không thể làm lệch xuyên qua vũ trụ. Einstein cũng nhận ra rằng và đây là phần chính trong cả vấn đề rằng nếu ta có đủ năng lượng hay khối lượng trong vũ trụ nó sẽ làm cong đi khoảng không. Và một đồ vật rơi tự do đang trôi qua, mặt trời chẳng hạn, và nó sẽ bị làm cong theo đường cong tự nhiên. Đó là thuyết tương đối của Einstein. Bây giờ, cả ánh sáng cũng sẽ bị bẻ cong bởi những đường đó. Và bạn có thể bị bẻ rất rất nhiều đến mức bạn sẽ đi theo quỹ đạo quanh Mặt trời, như là Trái đất, hay là mặt trăng đi quanh Trái Đất. Đấy là những đường cong tự nhiên của không gian.

Những gì Einstein không hề nhận ra chính là, nếu bạn lấy Mặt trời và đè nén nó xuống tới đường kính 6 kilômét cũng như là lấy 1 triệu lần khối lượng của Trái đất và bạn lại nén nó xuống 6 kilômét nữa, bạn sẽ tạo nên một hố đen, một vật thể dày đặc tới độ mà nếu ánh sáng lại gần, nó sẽ không bao giờ thoát ra được -- một bóng đen trong vũ trụ. Einstein không phải là người nhận ra điều này, mà là Karl Schwarzchild một người Đức Do Thái trong Thế chiến thứ nhất tham gia quân đội Đức khi đã là một nhà khoa học có tiếng tăm, tham gia mặt trận với Nga. Tôi thích tưởng tượng ra Schwarzchild trong chiến tranh, trong những hào chiến tính toán quỹ đạo đạn cho đại bác, và sau đó, ở giữa đó, tính toán công thức của Einstein trong hào chiến. Và ông ấy đã đọc thuyết tương đối mới được xuất bản của Einstein, và đã rất kinh ngạc với lý thuyết này. Và ông đã nhanh chóng ước đoán một giải pháp toán học chuẩn xác có thể mô tả một thứ rất phi thường: những đường cong quá mạnh mà không gian sẽ theo đó mà cong như là một thác nước chảy xuống cổ họng của một cái hố. Và ngay cả ánh sáng cũng không thoát khoải dòng chảy này. Ánh sáng sẽ bị kéo xuống dưới hố cùng với tất cả những vật khác, và những gì còn lại sẽ chỉ là cái bóng.

Sau đó ông ta đã viết cho Einstein, và nói rằng " Ông sẽ thấy đó, chiến tranh đã đủ nhân từ với tôi, mặc cho bom đạn dày đặc. Tôi đã có thể thoát khỏi tất cả và đi qua mảnh đất của những ý tưởng của ông." Và Einstein đã rất ấn tượng với đáp án chính xác này, và tôi mong rằng cũng ấn tượng với sức cống hiến của nhà khoa học này. Đây là một nhà khoa học chăm chỉ làm việc đưới điều kiện khắc nghiệt. Và ông đã đêm ý tưởng của Schwarzchild đến viện khoa học Đức tuần sau đó. Nhưng Einstein luôn nghĩ rằng những hố đen chỉ là một sự sai lệch toán học. Ông không tin rằng chúng tồn tại trong tự nhiên. Ông nghĩ rằng tự nhiên sẽ bảo vệ chúng ta khỏi sự hình thành của chúng. Đó là nhiều thập kỷ trước khi từ chuyên môn hố đen được đặt và mọi người nhận ra rằng hố đen là những vật thể vũ trụ có thật trên thực tế chúng là trạng thái chết của những ngôi sao rất lớn đã dập tắt ở cuối đời.

Bây giờ Mặt trời của chúng ta sẽ không dập tắt thành một hố đen. Vì thực ra nó chưa đủ lớn. Nhưng nếu chúng làm một cuộc thí nghiệm ý nghĩ nhỏ mà Einstein rất thích làm chúng ta có thể tưởng tượng đè nén mặt trời xuống 6 ki lô mét và đặt một trái đất nhỏ bé quanh nó theo quỹ đạo, có thể là 30 ki lô mét bên ngoài hố đen mặt trời. Và Trái đất sẽ tự phát sáng, vì bây giờ không còn mặt trời nữa, chúng ta không còn nguồn ánh sáng nào khác nên hãy cho trái đất nhỏ tự phát sáng. và bạn nhận ra rằng bạn có thể đặt trái đất trong một quỹ đạo 30 ki lô mét bên ngoài hố đen. Hố đen này thực ra có thể đặt vừa vào trong Manhattan. Nó có thể sẽ chạm đến Hudson một chút trước khi nó phá hủy trái đất. Đó đơn giản là những gì chúng ta đang nói đến. Chúng ta đang nói đến một vật thể mà bạn có thể đè nén xuống đến một nửa diện tích Manhattan.

Nên nếu chúng ta dịch chuyển trái đất rất gần 30 ki lô mét bên ngoài và ta thấy rằng nó đi theo quỹ đạo hoàn hảo xung quanh hố đen. Có những huyền thoại rằng hố đen ăn tươi nuốt sống mọi thứ trong vũ trụ, nhưng thực ra bạn phải đến rất gần để rơi vào đó. Điều rất đặc biệt là : từ một điểm thuận lợi ta luôn có thể nhìn thấy trái đất. nó không thể trốn đằng sau hố đen. Ánh sáng từ trái đất, một vài ánh sáng rơi vào hố, nhưng một vài có thể đi vòng và đến với chúng ta. Thể nên bạn không thể giấu gì sau một hố đen. Nếu đây là Battlestar Galactica và bạn đang đánh với người Cylons, đừng trốn sau hố đen. Họ có thể nhìn thấy bạn.

Bây giờ, mặt trời của chúng ta sẽ không biến thành hố đen; nó chưa đủ lớn, và đã có chục ngàn hố đen trong thiên hà. Và nếu một cái tới gần ngân hà, nó sẽ như thế này. và chúng ta sẽ nhìn thấy bóng của hố đen đó trên nên hàng tỉ ngôi sao trên giải ngân hà và đường bụi sáng. Và nếu chúng ta rơi đến gần hố đen này, chúng ta sẽ nhìn thấy những tia sáng xung quanh nó, và chúng ta có thể bắt đầu đến gần những cái bóng đó và không để ý đến những gì đã diễn ra. Sẽ rất tệ nếu chúng ta cố châm ngòi tên lửa và ra khỏi đó vì chúng ta sẽ không có khả năng, cũng như ánh sáng cũng không thể thoát.

Và ngay cả khi hố đen rất tối khi nhìn từ phía ngoài, nó không hề tối bên trong. bởi vì tất cả ánh sáng trong vũ trụ có thể rơi ra đằng sau chúng ta. Và ngay cả khi đó, dựa vào một hiện tượng gọi là sự giãn nở của thời gian, đồng hồ của chúng ta sẽ có vẻ chậm hơn sẽ gần hơn tới thời gian trên ngân hà, sẽ giống như là sự tiến hóa của thiên hà đã đẩy nhanh và bắn tới chúng ta, ngay trước khi chúng ta bị đè chết bởi hố đen. Đó sẽ là một kinh nghiệm sống chết khi bạn nhìn thấy ánh sáng ở phía cuối đường hầm, nhưng đây tất nhiên là một kinh nghiệm với cái chết hoàn toàn. (Cười) Và không có cách nào để kể cho ai cả về ánh sáng ở cuối đường hầm này.

Ngày nay chúng ta chưa bao giờ nhin thấy một cái bóng như là của một hố đen, nhưng hố đen có thể được nghe thấy, ngay cả khi chúng không thể nhìn thấy được. Hãy tưởng tượng ra một tình huống thiên văn học thực tế tưởng tượng hai hố đen đã tồn tại cùng nhau trong một thời gian dài. Có thể chúng bắt đầu là những ngôi sao và sụp đổ thành hai hố đen mỗi cái nặng gấp 10 lần khối lượng của Mặt Trời. Và bây giờ chúng ta sẽ đề nén chúng xuông 60 cây số Chúng có thể bị xoay quanh hàng trăm lần mỗi giây. Và vào cuối vòng đời, chúng sẽ xoay vòng quanh nhau với vận tốc gần với vận tốc ánh sáng. Và chúng sẽ đi tầm hàng ngàn cây số. trong một phần trăm mỗi giây. Và nếu làm như vậy, chúng sẽ không chỉ làm cong đi khoảng không mà còn để lại dấu ấn một tiếng chuông của vũ trụ, một làn sóng trong khoảng không. Khoảng không bị ép và kéo dài khi chúng bất nguồn từ những hố đen này đập vào vũ trụ. Và chúng đi vào vũ trụ với vận tốc ánh sáng.

Mô hình máy tính này dựa vào một nhóm nghiên cứu tại trụ sở NASA tại Goddard. Phải mất gần 30 năm cho bất cứ ai trên thế giới để giải vấn đề này. Đây là một trong những nhóm. Có hai hố đen trong quỹ đạo xung quanh nhau một lần nữa, với những đường cong này. nếu bạn có thể nhìn được - những đường cong này hơi khó nhìn nhưng nếu bạn có thể nhìn thấy những đường sóng màu đỏ, đó là những đường sóng tạo ra từ lực hấp dẫn. Chúng cơ bản là những âm thanh của không trung , và chúng sẽ đi ra từ những hố đen này với vận tốc ánh sáng khi chúng kết hợp lại và tạo ra âm thanh đến một hố đen tĩnh lặng vào cuối ngày. Nếu bạn đứng đủ gần, tai bạn sẽ dội lại với sự xiết chặt và kéo dài của khoảng không. Bạn sẽ có thể nghe thấy âm thanh, Và bây giờ, đầu bạn sẽ bị xết và kéo dài ra, và ban có thể sẽ có khó khăn cố tìm hiểu điều gì đang xảy ra. Nhưng tôi sẽ chơi cho bạn âm thanh mà chúng tôi dự đoán.

Đây là sản phẩm từ nhóm của tôi một mô hình máy tính kém lung linh hơn một chút. Tưởng tượng một hố đen nhẹ hơn rơi vào một hố đen nặng hơn. Âm thanh bạn đang nghe chính là âm thanh của hố đen nhỏ đập vào khoảng không mỗi khi nó đền gần hơn. Nếu nó đi ra xa, âm thanh sẽ nhỏ hơn một chút. Nhưng nó như một cái vồ, và nó có thể làm nứt không gian, nhảy tưng tưng như một cái trống. Và chúng ta có thể dự đoán âm thanh nó sẽ như thế nào. Chúng ta biết rằng, nếu nó rơi vào, âm thanh sẽ nhanh hơn và to hơn. Và khi đó, chúng ta có thể nghe thấy hố đen nhỏ rơi vào hố đen lớn (Âm thanh lớn dần lên) Và sau đó sẽ không còn gì nữa. Tôi chưa từng nghe âm thanh này với âm lượng lớn thế này - nghe có vẻ kịch tính hơn. Khi ở nhà nó nghe bớt kịch tính hơn. Chỉ như là ding ding ding

Đây là một âm thanh khác từ nhóm chúng tôi. Không, tôi không cho bạn xem bất cứ hình ảnh nào, bởi vì hố đen không để lại những dấu vết nào, và không gian không được tô vẽ, để bạn có thể thấy được những đường cong. Nhưng nếu bạn trôi trong không gian trong một kỳ nghỉ không gian và bạn nghe thấy điều này bạn sẽ muốn tiếp tục di chuyển. (Cười) Muốn đi khỏi âm thanh. Cả hai hố đen đều đang di chuyển. Cả hai đều đang đến gần nhau hơn. Trong trường hợp này, cả hai đều lắc lư khá nhiều. Và khi đó chúng sẽ nhập vào nhau. (Đập mạnh) Không, bây giờ không còn gì nữa. Bây giờ âm thanh líu lo đấy rất đặc trưng khi hố đen nhập vào nhau và âm thanh đó rung rinh vào phút cuói. Đó là phỏng đoán của chung tôi cho những gì chúng ta sẽ thấy.

May mắn là chúng ta đang ở khoảng cách khá an toàn ở Long Beach, California và chắc chắn rằng, ở nơi nào đó trong vũ trụ hai hố đen vừa nhập vào. Và chắc chắn, khoảng khôn quanh chúng ta đang phát ra âm thanh sau khi di chuyển khoảng 1 triệu năm ánh sáng, hay là 1 triệu năm, với vận tốc ánh sáng để đến với chúng ta. Nhưng âm thanh này quá nhỏ để chúng ta có thể nghe. Có những thí nghiệm công nghiệp đang được xây dựng trên Trái đất một cái gọi là LIGO sẽ đánh hơi sự trệch hướng trong sự siết và kéo dài của khoảng không với tỉ lệ ít hơn một phần của hạt nguyên tử trong vòng 4 cây số. Đây là một thí nghiệm đầy tính tham vọng, và nó sẽ ở mức độ nhạy cảm cao nhất trong vòng một vài năm tới. Cũng có những sứ mệnh cho không gian, mà mong rằng sẽ được phóng trong vòng 10 năm tới, gọi là LISA. Và LISA sẽ có khả năng nhìn thấy những hố đen cực lớn những hố đen hàng triệu hay hàng tỉ lần khối lượng của Mặt Trời.

Trong hình ảnh thu được từ kính Hubble này, ta nhìn thấy hai ngân hà. Chúng trông giống như là bị đóng băng chặt. Và mỗi cái có thể chứa một hố đen cực lớn ở tâm. Nhưng chúng không hề đóng băng, chúng thực ra đang nhập vào nhau. Hai hố đen đang va chạm, và sẽ nhập trong vòng 1 tỉ năm. Đó sẽ đi ra ngoài khả năng của con người để ghi âm một bài hát với độ dài như thế. Nhưng LISA có thể nhìn thấy những lần cuối của hai hố đen sớm hơn trong lịch sử vũ trụ, 15 phút cuối trước khi chúng rơi vào nhau. Và đó không chỉ là những hố đen, mà còn là bất cứ sự nhiễu loạn lớn nào trong vũ trụ và cái lớn nhất chính là Big bang. Và khi sự nhiễu loạn đó được tạo ra, có ý kiến khá là nhạo báng như là "Ồ, ai tin vào Big Bang cơ chứ? " Nhưng thật ra, điều này có thể chính xác hơn, bởi vì nó có thể tạo ra tiếng đập; nó có thể tạo ra âm thanh.

Hoạt hình này là từ những người bạn tôi ở Pronton Studios mô tả Big Bang từ bên ngoài. Chúng tôi không muốn làm thế; chúng tôi muốn ở bên trong vũ trụ, bởi vì không có cái gì gọi là đứng bên ngoài vũ trụ cả. Nên tưởng tượng rằng bạn ở bên trong Big Bang Nó ở mọi nơi, xung quanh bạn. và vũ trụ rung rinh. 14 tỉ năm qua và bài hát này vẫn luôn vang lên quanh chúng ta Nhưng ngân hà hình thành, và thế hệ của những vì sao hình thành trong những ngân hà này. Và xung quanh 1 ngôi sao, ít nhất một ngôi sao, là một hành tinh có sự sống. Và đây chúng ta đang xây dựng những thí nghiệp này, làm những tính toán, viết những mã máy tính.

Tưởng tượng 1 tỉ năm trước, hai hố đen va đập vào nhau. Bài hát này đã vang lên trong vũ trụ trong cả thời gian này. Chúng ta lúc đó chưa ở đây. Càng đến gần hơn 40 ngàn năm trước, chúng ta vẫn đang vẽ lên những hang động. Như là xây dựng những nhạc cụ vội vã. Càng đến gần hơn, và vào năm 20.... năm nào cũng thế khi những máy dò của chúng ta đạt độ nhạy bậc nhất chúng ta sẽ xây dựng chúng, sẽ bật những máy móc lên và bang, chúng ta bắt được nó - bài hát đầu tiên từ vũ trụ. Nếu nó là Big Bang chúng ta có thể bắt được, nó sẽ như thế này. Đây là một âm thanh khủng khiếp. Đây là định nghĩa của tiếng ồn. Đây là một âm thanh trắng, một sự vang âm hỗn loạn Nhưng nó ở quanh chúng ta mọi nơi nếu nó chưa bao giờ bị xóa bỏ bởi một vài quá trình khác trong vũ trụ. Và nếu chúng ta bắt đươc, nó sẽ là âm nhạc với tai chúng ta, vì nó sẽ là những vang âm yên bình của khoảng khắc tạo hóa của chúng ta của vũ trụ.

Thế nên, trong một vài năm tới, chúng ta sẽ có khả năng tăng âm cho bản nhạc này một chút ghi âm lại vũ trụ trong phòng thu. Nhưng nếu chúng ta tìm thấy những khoảnh khắc sớm nhất, nó sẽ đưa chúng ta gần hơn tới sự hiểu biết về big bang, và mang cúng ta gần hơn đến việc hỏi những câu hỏi khó nhất. Nếu chúng ta chạy bộ phim về vũ trụ ngược lại, chúng ta biết rằng có Big Bang trong quá khứ và chúng ta có thể nghe thấy âm thanh chói tai của nó. nhưng liệu Big Bang của chúng ta có phải là Big Bang duy nhất không? Ý tôi là chúng ta phải hỏi, nó đã từng xảy ra trước đây chưa? Nó sẽ xảy ra nữa không? Ý tôi là, trong tinh thần của TED, để mang lại những kỳ quan, chúng ta có thể hỏi những câu hỏi, ít nhất là vào những phút cuối này, những câu hỏi có khả năng ám ảnh ta mãi mãi.

nhưng ta phải hỏi rằng: Có khả năng nào mà vũ trụ của chúng ta những gì còn sót lại của những phần lịch sử vĩ đại? Hoặc là, có khả năng nào, chúng ta chỉ là một nhánh mỗi nhánh có một Big Bang riêng trong quá khứ hình thành có thể một vài chỗ có hố đen với những tiếng trống, có thể một vài chỗ sẽ không có có thể một vài chỗ có sự sống, và có thể không không phải trong quá khứ, không phải trong tương lai, nhưng có thể làm thế nào để liên hệ với chúng ta? Thế nên ta phải tự hỏi, nếu có nhiều vũ trụ, và trong một vài phần của những ngân hà vũ trụ khác có sự sống không? Đây là những vật sống trong vũ trụ vậy nếu có, thì những vật này có đang tự hỏi về chúng ta và về sự hình thành của chúng không? Và nếu có, tôi có thể tưởng tượng ra chúng như chúng ta tính toán, viết mã máy tính, xây dựng nhạc cụ, cố dò lấy những âm thanh dù nhỏ nhất về hình thành của chúng và tự hỏi ai đó còn đang ngoài kia.

xin cám ơn. cám ơn.

(Vỗ tay)