"The Inexplicable Universe: Unsolved Mysteries" Inexplicable Physics

1 00:00:02,017 --> 00:00:07,600 UNIVERSUL INEXPLICABIL MISTERE NEELUCIDATE 2 00:00:08,300 --> 00:00:12,300 PRELEGEREA 4 - FIZICĂ INEXPLICABILĂ 3 00:00:13,497 --> 00:00:15,363 Vă amintiți tabelul periodic al elementelor? 4 00:00:15,463 --> 00:00:19,230 Acel grafic misterios cu chenare din laboratorul de chimie. 5 00:00:19,330 --> 00:00:21,963 Poate nu știți că încă există 6 00:00:22,063 --> 00:00:25,630 mistere ale tabelului care îi nedumeresc 7 00:00:25,730 --> 00:00:27,863 chiar și pe chimiști și fizicieni. 8 00:00:27,963 --> 00:00:31,030 De pildă, la capătul greu, sunt elementele 9 00:00:31,130 --> 00:00:34,197 pe care le fabricăm artificial în laborator. 10 00:00:34,297 --> 00:00:37,163 Am găsit toate elementele oferite de natură. 11 00:00:37,263 --> 00:00:39,830 Acum, pentru a ne extinde cunoștințele, 12 00:00:39,930 --> 00:00:42,830 creăm elemente dincolo de ce poate face natura 13 00:00:42,840 --> 00:00:45,163 de una singură. 14 00:00:45,263 --> 00:00:48,697 Există zone misterioase. 15 00:00:48,797 --> 00:00:50,163 Dar să revenim puțin. 16 00:00:50,263 --> 00:00:53,763 Structura tabelului, pe scurt: 17 00:00:53,863 --> 00:00:56,897 avem coloane, iar de la stânga la dreapta, 18 00:00:56,997 --> 00:01:03,163 se adaugă un electron în plus învelișului extern al atomului. 19 00:01:03,263 --> 00:01:06,630 Coloana din dreapta are opt electroni 20 00:01:06,730 --> 00:01:08,597 și completează învelișul. 21 00:01:08,697 --> 00:01:10,997 Cu un înveliș complet, 22 00:01:11,097 --> 00:01:14,730 nu ai electroni de cedat sau de acceptat. 23 00:01:14,897 --> 00:01:16,597 Și când nu ai nimic de dat sau de luat, 24 00:01:16,697 --> 00:01:20,430 nu poți forma molecule cu alți atomi. 25 00:01:20,530 --> 00:01:22,097 E o parte interesantă a diagramei. 26 00:01:22,197 --> 00:01:25,897 Dar toate secțiunile diagramei au aspecte interesante de discutat. 27 00:01:25,930 --> 00:01:29,430 De exemplu, elementele dintr-o coloană 28 00:01:29,530 --> 00:01:31,530 au același număr de electroni 29 00:01:31,630 --> 00:01:34,763 pe învelișul lor exterior. 30 00:01:34,897 --> 00:01:36,663 Asta înseamnă că se vor lega 31 00:01:36,763 --> 00:01:41,897 în mod similar cu același set de alți atomi. 32 00:01:41,930 --> 00:01:44,963 Cel mai bun exemplu sunt carbonul și siliciul. 33 00:01:45,063 --> 00:01:45,897 Un exemplu grăitor. 34 00:01:45,997 --> 00:01:48,463 Suntem viață bazată pe carbon. 35 00:01:48,563 --> 00:01:51,730 Toată biochimia noastră se bazează pe carbon. 36 00:01:51,897 --> 00:01:54,163 Chiar sub el se află siliciul. 37 00:01:54,263 --> 00:01:57,897 Ne putem întreba: dacă poate exista viață bazată pe carbon, 38 00:01:57,930 --> 00:02:01,963 de ce n-ar putea exista viață bazată pe siliciu? 39 00:02:02,063 --> 00:02:05,930 De fapt, există un episod faimos din Star Trek, seria originală, 40 00:02:06,030 --> 00:02:09,530 în care au imaginat o formă de viață bazată pe siliciu. 41 00:02:09,630 --> 00:02:13,797 Siliciul e unul din ingredientele active ale rocii. 42 00:02:13,897 --> 00:02:15,363 Roca e destul de stabilă. 43 00:02:15,463 --> 00:02:18,530 Avem o rocă. 44 00:02:18,630 --> 00:02:20,430 Ei și-au imaginat viața din siliciu 45 00:02:20,530 --> 00:02:23,997 ca o stâncă mișcătoare ce putea pătrunde 46 00:02:24,097 --> 00:02:27,963 prin munți la fel cum noi, oamenii, ne mișcăm prin aer. 47 00:02:28,063 --> 00:02:29,197 E o idee drăguță. 48 00:02:29,297 --> 00:02:33,063 Dar se pare că, deși viața bazată pe siliciu 49 00:02:33,163 --> 00:02:36,097 ar fi posibilă, pur și simplu nu e necesară, 50 00:02:36,197 --> 00:02:40,897 deoarece carbonul e mult mai abundent decât siliciul în univers. 51 00:02:40,930 --> 00:02:43,697 Și legăturile sale nu sunt la fel de permanente. 52 00:02:43,797 --> 00:02:46,563 Legăturile permanente restricționează 53 00:02:46,663 --> 00:02:51,130 experimentele chimice pe care natura le poate face cu moleculele tale. 54 00:02:51,230 --> 00:02:53,130 Legăturile de carbon se pot rupe, 55 00:02:53,230 --> 00:02:57,000 reasambla, rupe și reasambla, 56 00:02:57,009 --> 00:03:00,097 permițând mult mai multe experimente. 57 00:03:00,197 --> 00:03:02,430 De asta e nevoie 58 00:03:02,530 --> 00:03:07,463 când vrei să creezi viață, când vrei să creezi 59 00:03:07,563 --> 00:03:10,897 complexitatea pe care o știm în formele de viață. 60 00:03:13,000 --> 00:03:15,597 INSULA STABILITĂȚII 61 00:03:16,397 --> 00:03:19,197 Pe lângă straturile de electroni 62 00:03:19,297 --> 00:03:22,497 existente în atomii din tabelul periodic, 63 00:03:22,597 --> 00:03:27,697 și nucleul fiecărui atom are o structură de straturi. 64 00:03:27,797 --> 00:03:31,197 Nucleul e compus din protoni și neutroni. 65 00:03:31,297 --> 00:03:33,730 Numărul de protoni și neutroni 66 00:03:33,897 --> 00:03:39,797 din fiecare strat determină dacă atomul însuși e stabil. 67 00:03:39,897 --> 00:03:42,897 Dacă un strat e complet, atomul e stabil. 68 00:03:42,997 --> 00:03:46,997 Dacă stratul e incomplet, e mai probabil să se dezintegreze 69 00:03:47,097 --> 00:03:49,163 în elemente mai ușoare, descompunându-se 70 00:03:49,263 --> 00:03:52,163 în alte elemente din tabelul periodic. 71 00:03:52,263 --> 00:03:55,997 Aceasta e originea radioactivității. 72 00:03:56,097 --> 00:04:00,197 Elementele cu straturi nucleare exterioare complete 73 00:04:00,297 --> 00:04:02,963 și straturi electronice complete 74 00:04:03,063 --> 00:04:06,197 sunt cele mai stabile dintre toate. 75 00:04:06,297 --> 00:04:11,597 Toate elementele cunoscute mai grele decât plumbul sunt instabile. 76 00:04:11,697 --> 00:04:15,563 Și, în general, cu cât nucleul e mai mare, 77 00:04:15,663 --> 00:04:17,497 cu atât e mai instabil. 78 00:04:17,597 --> 00:04:18,763 Cât de instabil? 79 00:04:18,897 --> 00:04:20,763 Durează fracțiuni de secundă, 80 00:04:20,897 --> 00:04:22,597 poate cel mult câteva minute 81 00:04:22,697 --> 00:04:25,630 înainte de a se dezintegra. 82 00:04:25,730 --> 00:04:30,930 Am descoperit elemente în natură până la 92 de protoni. 83 00:04:31,030 --> 00:04:34,163 Elementul cu 92 de protoni? 84 00:04:34,263 --> 00:04:39,163 Uraniul, numit după planeta Uranus. 85 00:04:39,263 --> 00:04:43,030 Dincolo de el, am mai fabricat încă vreo douăzeci și ceva, 86 00:04:43,130 --> 00:04:45,030 mai grele decât uraniul. 87 00:04:45,130 --> 00:04:46,063 Unde am face asta? 88 00:04:46,163 --> 00:04:49,030 Desigur, în laboratorul de fizică. 89 00:04:49,130 --> 00:04:54,630 Cel mai recent element denumit are 112 protoni. 90 00:04:54,730 --> 00:04:58,497 Fabricat în laborator, se numește coperniciu. 91 00:04:58,597 --> 00:05:01,897 Numit, desigur, după Nicolaus Copernicus. 92 00:05:01,930 --> 00:05:04,797 A susținut modelul heliocentric al universului cunoscut 93 00:05:04,897 --> 00:05:07,163 la mijlocul secolului al XVI-lea. 94 00:05:07,263 --> 00:05:09,463 În sfârșit l-am onorat 95 00:05:09,563 --> 00:05:11,997 cu un nume de element în tabel. 96 00:05:12,097 --> 00:05:14,663 Majoritatea modelelor de structură nucleară 97 00:05:14,763 --> 00:05:22,130 sugerează că elementele cu 120 sau 126 de protoni și 184 98 00:05:22,230 --> 00:05:25,997 de neutroni ar putea fi stabile 99 00:05:26,097 --> 00:05:32,030 suficient cât să supraviețuiască zile, chiar secole. 100 00:05:32,130 --> 00:05:34,730 Am creat elemente până la numărul 118. 101 00:05:34,897 --> 00:05:40,797 Suntem chiar în pragul acestei magice insule a stabilității. 102 00:05:40,897 --> 00:05:42,430 N-am mai fost acolo. 103 00:05:42,530 --> 00:05:43,797 Credem că există. 104 00:05:43,897 --> 00:05:46,763 Asta contrazice ideea tradițională 105 00:05:46,897 --> 00:05:50,563 că nucleele mari și masive sunt instabile. 106 00:05:50,663 --> 00:05:52,897 Modelele noastre sugerează că pot exista 107 00:05:52,997 --> 00:05:56,697 grupuri de nuclee masive 108 00:05:56,797 --> 00:06:00,530 la fel de stabile ca orice altceva din viața noastră. 109 00:06:00,630 --> 00:06:02,997 Dacă ajungem în acea zonă, 110 00:06:02,999 --> 00:06:08,163 la ce am putea folosi aceste elemente în viața de zi cu zi? 111 00:06:08,263 --> 00:06:12,030 Poate sunt atât de exotice încât vor fi doar curiozități. 112 00:06:12,130 --> 00:06:13,530 Am mai fost în situația asta. 113 00:06:13,630 --> 00:06:15,597 Asta s-a spus despre majoritatea elementelor 114 00:06:15,697 --> 00:06:18,530 descoperite în tabelul periodic. 115 00:06:18,630 --> 00:06:24,897 Cine s-ar fi gândit că germaniul, un semi-metal obscur descoperit 116 00:06:24,997 --> 00:06:29,630 în anii 1880, va deveni ingredientul crucial 117 00:06:29,730 --> 00:06:34,463 în dezvoltarea tranzistorilor, 70 de ani mai târziu? 118 00:06:34,563 --> 00:06:39,030 Sau ce ziceți de elemente ca neodimul și samariul? 119 00:06:39,130 --> 00:06:42,563 Timp de un secol, au fost considerate doar curiozități. 120 00:06:42,663 --> 00:06:45,363 S-au dovedit a fi esențiale în construcția 121 00:06:45,463 --> 00:06:48,963 magneților permanenți super-puternici. 122 00:06:49,063 --> 00:06:53,663 Unul din preferatele mele e americiul, numit după America. 123 00:06:53,763 --> 00:06:55,530 Am descoperit multe elemente, 124 00:06:55,630 --> 00:06:58,763 acesta e în onoarea Americii. 125 00:06:58,897 --> 00:07:01,230 A fost descoperit în 1944. 126 00:07:01,330 --> 00:07:05,863 Americiul avea să devină, și e în prezent 127 00:07:05,867 --> 00:07:09,730 ingredientul activ din detectoarele de fum. 128 00:07:09,897 --> 00:07:14,998 Privesc această insulă a stabilității și de-abia aștept să aflu 129 00:07:14,999 --> 00:07:17,497 ce proprietăți va avea. 130 00:07:17,597 --> 00:07:20,263 În mâinile unui inginer iscusit 131 00:07:20,363 --> 00:07:22,730 și ale unor oameni de știință perspicace, 132 00:07:22,897 --> 00:07:28,863 vom putea exploata acele proprietăți și transforma viața așa cum o știm azi. 133 00:07:36,063 --> 00:07:37,930 Unde erați în anii '70? 134 00:07:38,030 --> 00:07:41,563 Vă născuserăți? Dacă da, 135 00:07:41,663 --> 00:07:43,697 dansați pe muzică disco? 136 00:07:43,797 --> 00:07:45,163 Eu asta făceam. 137 00:07:45,263 --> 00:07:46,930 Aveam vârsta și eram la momentul potrivit. 138 00:07:47,030 --> 00:07:51,730 Dar în acel deceniu, fizicienii din America și Europa 139 00:07:51,897 --> 00:07:55,663 realizau inventarul final al tuturor particulelor 140 00:07:55,763 --> 00:07:59,530 cunoscute din „zoo-ul” particulelor. 141 00:07:59,630 --> 00:08:03,363 N-a fost doar compilarea unui inventar. 142 00:08:03,463 --> 00:08:06,330 Rezultatul acelei perioade a fost o înțelegere 143 00:08:06,430 --> 00:08:13,730 a modului cum toate particulele se potrivesc coerent între ele, 144 00:08:13,897 --> 00:08:17,897 pentru a înțelege relația dintre particule 145 00:08:17,997 --> 00:08:19,730 și relația particulelor 146 00:08:19,897 --> 00:08:24,163 cu materia și cu universul în ansamblu. 147 00:08:24,263 --> 00:08:27,497 Am învățat, cu ajutorul acceleratoarelor 148 00:08:27,597 --> 00:08:29,997 de particule de înaltă energie... Ce fac ele? 149 00:08:30,097 --> 00:08:36,630 Ciocnesc nuclee atomice și colectează fragmentele rezultate. 150 00:08:36,730 --> 00:08:38,230 Când ciocnești nuclee, 151 00:08:38,330 --> 00:08:40,663 se injectează multă energie. 152 00:08:40,763 --> 00:08:44,897 Acea energie poate genera particule noi, 153 00:08:44,963 --> 00:08:47,897 altele pot dispărea, e un haos, 154 00:08:47,997 --> 00:08:49,030 o coliziune frontală. 155 00:08:49,130 --> 00:08:51,130 Dar din acel haos, obții perspective 156 00:08:51,230 --> 00:08:53,963 asupra naturii materiei. 157 00:08:54,063 --> 00:09:01,297 Poți vedea ce a creat universul 158 00:09:01,397 --> 00:09:03,997 în centrul acceleratorului tău. 159 00:09:04,097 --> 00:09:10,497 Am aflat că există trei regimuri energetice ale materiei. Trei. 160 00:09:10,597 --> 00:09:14,597 Regimul de energie joasă, cel de energie medie 161 00:09:14,697 --> 00:09:17,663 și cel de energie înaltă. 162 00:09:17,763 --> 00:09:19,197 Ghiciți din care facem parte? 163 00:09:19,297 --> 00:09:20,397 Din cel de energie joasă. 164 00:09:20,497 --> 00:09:22,130 Îmi pare rău pentru asta. 165 00:09:22,230 --> 00:09:25,663 Deci tot ce știm, tot ce facem, 166 00:09:25,763 --> 00:09:29,230 gândim, spunem, gustăm, atingem, 167 00:09:30,430 --> 00:09:34,630 are loc în acest regim de energie joasă al particulelor. 168 00:09:34,730 --> 00:09:38,897 Suntem complet nefamiliari cu celelalte două. 169 00:09:38,997 --> 00:09:42,430 Să vedem rapid inventarul particulelor 170 00:09:42,530 --> 00:09:44,997 care prosperă în acest regim de energie joasă. 171 00:09:45,097 --> 00:09:47,763 Mai întâi, protonii și neutronii. 172 00:09:47,897 --> 00:09:49,063 Bun. 173 00:09:49,163 --> 00:09:51,497 Se pare că nu sunt particule fundamentale. 174 00:09:51,597 --> 00:09:52,597 Nu sunt. 175 00:09:52,697 --> 00:09:54,897 Cum spuneam, sunt formați din quarks. 176 00:09:54,930 --> 00:09:58,297 Numim acești quarks „jos” și „sus”. 177 00:09:58,397 --> 00:10:01,663 E amuzant, fiindcă în Grecia Antică, 178 00:10:01,763 --> 00:10:05,197 cuvântul „atom” a fost inventat pentru a descrie 179 00:10:05,297 --> 00:10:07,630 o parte indivizibilă a materiei. 180 00:10:07,730 --> 00:10:09,863 „Atom” înseamnă „indivizibil”. 181 00:10:09,963 --> 00:10:12,497 Am aflat apoi că atomii sunt compuși din particule. 182 00:10:12,597 --> 00:10:15,763 Iar în acest caz, neutronii și protonii 183 00:10:15,863 --> 00:10:19,230 sunt ei înșiși divizibili în quarks. 184 00:10:19,330 --> 00:10:21,130 Avem cei doi quarks, „jos” și „sus”. 185 00:10:21,230 --> 00:10:21,997 Ce mai avem? 186 00:10:22,097 --> 00:10:24,730 Avem electronul. 187 00:10:24,830 --> 00:10:25,997 Cunoaștem electronii. 188 00:10:26,097 --> 00:10:28,497 Ei circulă prin toate electronicele noastre 189 00:10:28,597 --> 00:10:31,797 în era modernă pentru a ne da ceea ce numim electricitate. 190 00:10:31,897 --> 00:10:33,430 Electronul. 191 00:10:33,530 --> 00:10:37,363 Apoi mai e o particulă, una deosebit de evazivă. 192 00:10:37,463 --> 00:10:40,297 Am mai întâlnit-o în serial. 193 00:10:40,397 --> 00:10:42,630 Se numește neutrin. 194 00:10:42,730 --> 00:10:48,030 Acest neutrin special e un neutrin electronic. 195 00:10:48,130 --> 00:10:50,330 Se obține într-un mod interesant. 196 00:10:50,430 --> 00:10:53,430 Luați un neutron din nucleul unui atom 197 00:10:53,530 --> 00:10:54,997 și lăsați-l în spațiul liber. 198 00:10:55,097 --> 00:10:57,363 După șase minute, se dezintegrează. 199 00:10:57,463 --> 00:11:00,897 Neutronii nu sunt stabili în afara nucleelor. 200 00:11:00,930 --> 00:11:05,930 Un neutron nu are sarcină, dar se dezintegrează în trei particule: 201 00:11:06,030 --> 00:11:08,363 un proton și un electron, 202 00:11:08,463 --> 00:11:10,363 ale căror sarcini se anulează. 203 00:11:10,463 --> 00:11:14,230 Deci pornești fără sarcină, și termini la fel. 204 00:11:14,330 --> 00:11:16,097 Neutronul devine protonul, electronul 205 00:11:16,197 --> 00:11:19,897 și un neutrin electronic, care scapă. 206 00:11:19,930 --> 00:11:21,730 Scapă. 207 00:11:21,897 --> 00:11:24,730 Asta e. 208 00:11:24,897 --> 00:11:29,497 Cei doi quarks, „jos” și „sus”, electron, neutrin. 209 00:11:29,597 --> 00:11:33,363 Desigur, fiecare are un omolog de antimaterie. 210 00:11:33,463 --> 00:11:37,230 Antimateria... noi am inventat-o, nu scriitorii SF. 211 00:11:37,330 --> 00:11:42,597 Combustibilul favorit al călătoriilor spațiale din poveștile SF. 212 00:11:42,697 --> 00:11:45,430 Antimateria face exact ce credeți. 213 00:11:45,530 --> 00:11:47,097 La contactul cu materia 214 00:11:47,197 --> 00:11:50,030 se anihilează, creând energie pură. 215 00:11:50,130 --> 00:11:51,330 Antimateria e reală. 216 00:11:51,430 --> 00:11:53,663 Se produce zilnic în acceleratoare. 217 00:11:53,763 --> 00:11:56,397 Se găsește zilnic în centrele stelelor. 218 00:11:56,497 --> 00:12:02,430 Face parte din inventarul de particule al universului. 219 00:12:02,530 --> 00:12:06,130 Avem un total de patru particule 220 00:12:06,230 --> 00:12:07,530 și omologii lor de antimaterie 221 00:12:07,630 --> 00:12:13,330 care compun regimul nostru energetic din acest univers. 222 00:12:13,430 --> 00:12:15,597 Repet: patru. 223 00:12:15,697 --> 00:12:18,897 Aceste patru particule formează tot 224 00:12:18,930 --> 00:12:25,063 ce ați văzut, făcut, gândit, gustat sau atins vreodată. 225 00:12:25,163 --> 00:12:30,463 Cei doi quarks, „jos” și „sus”, electronul și neutrinul. Bun. 226 00:12:33,497 --> 00:12:37,097 Fiecare particulă are un corespondent 227 00:12:37,197 --> 00:12:40,430 în celelalte două regimuri energetice. 228 00:12:40,530 --> 00:12:43,297 Regimul de mijloc, de pildă. 229 00:12:43,397 --> 00:12:44,697 Care sunt cei doi quarks? 230 00:12:44,797 --> 00:12:48,630 Au nume fanteziste. Ai noștri erau „jos” și „sus”, 231 00:12:48,730 --> 00:12:52,430 cele din regimul de mijloc sunt „ciudat” și „farmec”. 232 00:12:52,530 --> 00:12:56,897 Există un omolog al electronului, numit muon. 233 00:12:56,997 --> 00:12:59,130 Și, desigur, muonul are propriul neutrin, 234 00:12:59,230 --> 00:13:02,230 pe care-l numim neutrinul muonic. 235 00:13:02,330 --> 00:13:05,030 În al treilea regim energetic, 236 00:13:05,130 --> 00:13:09,330 mai avem doi quarks: „top” și „bottom”. 237 00:13:09,430 --> 00:13:11,563 Și a treia specie de electron. 238 00:13:11,663 --> 00:13:14,997 O numim particula tau. 239 00:13:15,097 --> 00:13:18,097 Și neutrinul tau corespunzător. 240 00:13:18,197 --> 00:13:22,697 Sunt trei generații de perechi de quarks, trei generații 241 00:13:22,797 --> 00:13:27,463 de electroni, cu neutrinii corespunzători. 242 00:13:27,563 --> 00:13:30,263 Între aceste particule 243 00:13:30,363 --> 00:13:36,897 acționează alte trei particule care transmit forțe. 244 00:13:36,997 --> 00:13:39,563 Alte trei grupuri de particule care transmit forțe. 245 00:13:39,663 --> 00:13:44,563 Avem fotonii, care transmit forțele electromagnetice. 246 00:13:44,663 --> 00:13:48,630 Avem gluonul, numele meu preferat de particulă, 247 00:13:48,730 --> 00:13:52,563 gluonul, ce transmite forța nucleară tare. 248 00:13:52,663 --> 00:13:54,130 Acea forță atât de puternică, 249 00:13:54,230 --> 00:13:57,397 încât ține protonii în nucleu împotriva voinței lor. 250 00:13:57,497 --> 00:14:02,630 De fapt, gluonul ține quarks laolaltă 251 00:14:02,730 --> 00:14:05,163 în protoni și neutroni. 252 00:14:05,263 --> 00:14:07,297 Gluonii. 253 00:14:07,397 --> 00:14:10,063 În al treilea rând, există forța nucleară slabă, 254 00:14:10,163 --> 00:14:16,097 propagate de ceea ce numim particulele W și Z. 255 00:14:16,197 --> 00:14:21,963 Și cum fizicienii non-americani sunt mai numeroși, 256 00:14:22,063 --> 00:14:25,697 ei pronunță Z ca britanicii, 257 00:14:25,797 --> 00:14:29,430 deci, particulele W și „zed”. 258 00:14:29,530 --> 00:14:32,563 Adăugați bosonul Higgs. 259 00:14:32,663 --> 00:14:37,563 Bosonul Higgs, numit uneori „particula Dumnezeu”. 260 00:14:37,663 --> 00:14:38,897 Ce îndrăzneală. 261 00:14:38,930 --> 00:14:42,163 Ce-ar putea fi divin la această particulă? 262 00:14:42,263 --> 00:14:45,530 Oamenii spun că e particula 263 00:14:45,630 --> 00:14:48,897 ce creează câmpul care conferă masă 264 00:14:48,963 --> 00:14:51,030 tuturor celorlalte particule. 265 00:14:51,130 --> 00:14:54,330 Le dă masă într-un mod interesant. 266 00:14:54,350 --> 00:14:57,530 Creează un câmp, o particulă încearcă să treacă prin el. 267 00:14:57,630 --> 00:15:01,763 Dacă simte rezistență, cu cât e mai mare rezistența, 268 00:15:01,897 --> 00:15:04,230 cu atât măsurăm o masă mai mare. 269 00:15:04,330 --> 00:15:07,263 Iar dacă particula trece liber, 270 00:15:07,363 --> 00:15:10,963 măsurăm o masă mică. 271 00:15:11,063 --> 00:15:15,197 Bosonul Higgs, conferind masă celorlalte particule. 272 00:15:15,297 --> 00:15:20,597 Acesta, doamnelor și domnilor, e modelul standard 273 00:15:20,697 --> 00:15:22,763 al fizicii particulelor. 274 00:15:22,897 --> 00:15:24,663 Modelul standard. 275 00:15:24,763 --> 00:15:28,430 Adăugați și gravitația, pe care n-am menționat-o. 276 00:15:28,530 --> 00:15:30,463 Adăugați gravitația, și acest inventar 277 00:15:30,563 --> 00:15:35,963 cuprinde tot universul pe care îl înțelegem. 278 00:15:36,063 --> 00:15:38,363 Absolut tot. 279 00:15:38,463 --> 00:15:40,030 Absolut tot. 280 00:15:40,130 --> 00:15:44,530 Dar trebuie să mă așez, pentru că am niște întrebări 281 00:15:44,550 --> 00:15:48,963 după ce parcurgem acest inventar. 282 00:15:49,063 --> 00:15:51,630 Mă întreb: de ce? 283 00:15:51,730 --> 00:15:56,463 De ce există trei regimuri ale materiei și nu unul sau zece? 284 00:15:56,563 --> 00:15:58,730 De ce sunt trei? 285 00:15:58,897 --> 00:16:03,263 De ce particulele au proprietățile pe care le au? 286 00:16:03,363 --> 00:16:06,897 Și, la urma urmei, de ce există particule? 287 00:16:06,963 --> 00:16:09,663 Sunt aceste particule fundamentale? 288 00:16:09,763 --> 00:16:11,063 Noi credem că da. 289 00:16:11,163 --> 00:16:16,130 Sau au o structură internă încă nerezolvată, 290 00:16:16,230 --> 00:16:20,330 nesfârșită, adânc în interiorul lor? 291 00:16:20,430 --> 00:16:24,730 Sau, poate cel mai fascinant, 292 00:16:24,777 --> 00:16:29,919 există o înțelegere mai simplă care continuă să ne scape? 293 00:16:33,077 --> 00:16:35,999 TEORIA CORZILOR 294 00:16:37,430 --> 00:16:39,197 Poate există o înțelegere mai profundă 295 00:16:39,297 --> 00:16:46,530 a universului care ne așteaptă și, simultan, ne scapă. 296 00:16:46,630 --> 00:16:51,063 Chiar acum, o întreagă echipă de oameni 297 00:16:51,163 --> 00:16:53,597 se gândește la această problemă. 298 00:16:53,697 --> 00:16:55,897 Sunt teoreticienii corzilor. 299 00:16:55,930 --> 00:16:57,330 Teoreticienii corzilor. 300 00:16:57,430 --> 00:17:02,997 Ideea lor oferă speranța, printre altele, 301 00:17:03,097 --> 00:17:09,663 de a unifica toate particulele și toate forțele fizicii. 302 00:17:09,763 --> 00:17:12,163 De ce ar vrea cineva să facă asta? 303 00:17:12,263 --> 00:17:14,897 Dacă descrierile noastre ale naturii funcționează, 304 00:17:14,997 --> 00:17:18,397 ce rost are să le simplificăm și mai mult, 305 00:17:18,497 --> 00:17:21,030 dincolo de simpla lor eleganță? 306 00:17:21,130 --> 00:17:26,963 Acest demers, acest impuls de a combina 307 00:17:27,063 --> 00:17:29,363 toate forțele și particulele naturii 308 00:17:29,463 --> 00:17:34,330 într-o singură viziune coerentă, 309 00:17:34,430 --> 00:17:37,763 a fost un fel de Sfânt Graal încă de la începutul 310 00:17:37,897 --> 00:17:41,230 oricărei înțelegeri a particulelor. 311 00:17:41,330 --> 00:17:45,063 De fapt, unul dintre primii lideri ai acestui demers 312 00:17:45,163 --> 00:17:46,930 a fost Albert Einstein. 313 00:17:47,030 --> 00:17:49,097 După marea sa operă despre relativitate, 314 00:17:49,197 --> 00:17:51,163 și-a dedicat restul vieții 315 00:17:51,263 --> 00:17:54,263 așa-numitei Teorii a Câmpului Unificat. 316 00:17:54,363 --> 00:17:57,897 A fost încercarea sa de a uni 317 00:17:57,997 --> 00:18:02,197 toate piesele fizicii în, poate, ceva reprezentat 318 00:18:02,297 --> 00:18:04,597 de o singură ecuație. 319 00:18:04,697 --> 00:18:07,163 Există un precedent bun pentru asta. 320 00:18:07,263 --> 00:18:10,430 În secolul al XIX-lea, electricitatea și magnetismul 321 00:18:10,530 --> 00:18:16,063 erau considerate entități separate, până s-a demonstrat 322 00:18:16,113 --> 00:18:20,630 că sunt două fețe ale aceleiași monede. 323 00:18:20,730 --> 00:18:23,897 Când am descoperit asta, electricitatea și magnetismul 324 00:18:23,997 --> 00:18:26,797 s-au unit într-un singur cuvânt 325 00:18:26,897 --> 00:18:30,330 și așa a apărut electromagnetismul. 326 00:18:30,430 --> 00:18:33,497 N-a fost mereu un cuvânt, ci două, 327 00:18:33,597 --> 00:18:36,430 în secolul XIX, până am aflat mai multe 328 00:18:36,530 --> 00:18:41,597 despre structura materiei și comportamentul naturii. 329 00:18:41,697 --> 00:18:47,063 Apoi, la finele anilor '60 și începutul anilor '70, 330 00:18:47,163 --> 00:18:50,030 s-a descoperit că forța electromagnetică 331 00:18:50,130 --> 00:18:55,797 împarte aceeași monedă cu forța nucleară slabă. 332 00:18:55,897 --> 00:18:57,230 Ce a rezultat de aici? 333 00:18:57,330 --> 00:19:02,063 O nouă teorie și viziune a universului, care a unit aceste două forțe. 334 00:19:02,163 --> 00:19:04,997 Mai facem niște unificări, niște editări. 335 00:19:05,097 --> 00:19:08,797 Electricitatea și magnetismul au devenit electromagnetism. 336 00:19:08,897 --> 00:19:11,797 Electromagnetismul și forța slabă. 337 00:19:11,897 --> 00:19:14,663 În loc de un cuvânt uriaș, 338 00:19:14,763 --> 00:19:18,097 se numește forța electroslabă. 339 00:19:18,197 --> 00:19:21,997 De ce să nu continuăm în această mare tradiție 340 00:19:22,097 --> 00:19:24,430 până aflăm de unica forță a naturii 341 00:19:24,530 --> 00:19:27,330 din care derivă totul? 342 00:19:27,430 --> 00:19:30,897 De ce nu? 343 00:19:30,963 --> 00:19:33,763 Ar fi un rezultat grozav, nu? 344 00:19:33,897 --> 00:19:36,897 Gândiți-vă. 345 00:19:36,997 --> 00:19:43,430 Nu există nicio lege divină care să impună ca universul 346 00:19:43,530 --> 00:19:46,630 în care trăim, indiferent cum îl percepem, 347 00:19:46,730 --> 00:19:50,397 să existe în patru dimensiuni și numai în patru, 348 00:19:50,497 --> 00:19:54,163 adică trei spațiale, x, y, z, 349 00:19:54,263 --> 00:19:58,130 și, desigur, dimensiunea timp, t. 350 00:19:58,230 --> 00:20:02,730 În ultimele decenii, de la apariția teoriei corzilor, 351 00:20:02,830 --> 00:20:05,730 s-a imaginat că toate particulele fundamentale 352 00:20:05,830 --> 00:20:10,297 pe care le vedem și măsurăm nu sunt separate și distincte. 353 00:20:10,397 --> 00:20:12,197 S-a imaginat că doar 354 00:20:12,297 --> 00:20:18,363 par așa pentru noi, în umilele noastre patru dimensiuni. 355 00:20:18,463 --> 00:20:20,430 Nu auziți des asta, nu-i așa? 356 00:20:20,530 --> 00:20:22,963 „Umilele noastre patru dimensiuni”. 357 00:20:23,063 --> 00:20:24,963 Poate asta se întâmplă de fapt. 358 00:20:25,063 --> 00:20:28,897 Fiindcă în dimensiuni superioare, conform teoreticienilor corzilor, 359 00:20:28,997 --> 00:20:32,830 corzile de energie vibrează. 360 00:20:32,930 --> 00:20:36,397 Acea coardă e fundamentală, 361 00:20:36,497 --> 00:20:38,997 nu particulele în sine. 362 00:20:39,097 --> 00:20:41,363 Particulele sunt doar manifestări 363 00:20:41,463 --> 00:20:46,730 ale acelor corzi ce vibrează în dimensiunea noastră. 364 00:20:46,830 --> 00:20:50,797 Și dacă vibrezi o coardă la o anumită frecvență, 365 00:20:50,897 --> 00:20:53,363 se manifestă ca o anumită particulă 366 00:20:53,463 --> 00:20:56,930 în dimensiunea noastră. 367 00:20:57,030 --> 00:21:01,663 Nu există nicio fărâmă de dovadă pentru această idee. 368 00:21:01,763 --> 00:21:04,297 Nici nu există vreun experiment propus 369 00:21:04,397 --> 00:21:10,697 care s-o testeze cu tehnologia din viitorul apropiat. 370 00:21:10,797 --> 00:21:14,563 Dar sunt împăcat cu asta. 371 00:21:14,663 --> 00:21:17,697 Voi trece peste acest neajuns deocamdată. 372 00:21:20,663 --> 00:21:23,897 GĂURILE NEGRE 373 00:21:25,230 --> 00:21:28,663 Unul dintre marile mistere ale universului, 374 00:21:28,763 --> 00:21:31,630 și unul fascinant, este: 375 00:21:31,730 --> 00:21:35,463 care e natura găurilor negre? 376 00:21:35,563 --> 00:21:37,797 Găurile negre. 377 00:21:37,897 --> 00:21:40,730 Copiii iubesc găurile negre la fel cum iubesc T. Rex. 378 00:21:40,897 --> 00:21:45,663 Cred că e fiindcă ambele entități te pot mânca. 379 00:21:45,763 --> 00:21:50,430 Și orice te poate mânca primește respectul tău suprem. 380 00:21:50,530 --> 00:21:52,330 Găurile negre sunt consecința 381 00:21:52,430 --> 00:21:55,797 teoriei generale a relativității a lui Albert Einstein. 382 00:21:55,897 --> 00:21:58,597 Teoria sa despre gravitație. 383 00:21:58,697 --> 00:22:00,963 Teoria modernă a gravitației. 384 00:22:01,063 --> 00:22:05,000 Descrie gravitația nu ca pe o forță, 385 00:22:05,030 --> 00:22:09,330 cum ne gândim la ea de obicei, o acțiune la distanță. 386 00:22:09,430 --> 00:22:14,897 Gravitația e curbura țesăturii spațiu-timp. 387 00:22:14,930 --> 00:22:19,163 Spațiu-timp: coordonatele noastre în spațiu 388 00:22:19,263 --> 00:22:22,197 combinate cu cele în timp. 389 00:22:22,297 --> 00:22:24,730 Sună exotic, dar nu prea e. 390 00:22:24,897 --> 00:22:27,497 De pildă, n-ați stabilit niciodată o întâlnire 391 00:22:27,597 --> 00:22:31,630 într-un loc fără o oră convenită. 392 00:22:31,730 --> 00:22:33,763 Și nu v-ați întâlnit la o oră 393 00:22:33,897 --> 00:22:36,530 fără un loc convenit. 394 00:22:36,630 --> 00:22:39,897 Intersecția dintre spațiu și timp 395 00:22:39,930 --> 00:22:42,297 ne-a însoțit toată viața. 396 00:22:42,397 --> 00:22:44,630 E chiar și în limbajul nostru. 397 00:22:44,730 --> 00:22:47,163 Doar că nu e în gândurile noastre. 398 00:22:47,263 --> 00:22:53,000 Sunt concepte fundamental întrețesute: spațiul și timpul. 399 00:22:53,263 --> 00:22:59,930 Iar conceptul teoriei generale a relativității 400 00:23:00,030 --> 00:23:02,897 duce la o afirmație fascinantă, 401 00:23:02,997 --> 00:23:07,330 rostită de comunitatea relativității, 402 00:23:07,430 --> 00:23:09,563 care rezumă totul. 403 00:23:09,663 --> 00:23:14,063 „Materia îi spune spațiului cum să se curbeze, 404 00:23:14,163 --> 00:23:18,763 și spațiul îi spune materiei cum să se miște. ” 405 00:23:18,897 --> 00:23:24,930 Asta înseamnă că zone din spațiu pot avea o gravitație atât de mare, 406 00:23:25,030 --> 00:23:28,497 curbura spațiului e atât de adâncă, 407 00:23:28,597 --> 00:23:34,330 încât nimic ce ar vrea să iasă din ea nu poate. 408 00:23:36,630 --> 00:23:37,897 Care e limita? 409 00:23:37,997 --> 00:23:40,997 Există un fel de zonă 410 00:23:41,097 --> 00:23:46,030 unde, chiar și la viteza luminii, 411 00:23:46,130 --> 00:23:51,430 energia e insuficientă pentru a părăsi acea zonă. 412 00:23:51,530 --> 00:23:54,230 Dacă ai fi într-o zonă de unde lumina nu poate ieși, 413 00:23:54,330 --> 00:23:56,697 și lumina e cel mai rapid lucru cunoscut, 414 00:23:56,797 --> 00:23:58,730 nimic nu poate ieși. 415 00:23:58,897 --> 00:24:01,897 E întunecată și e o gaură. 416 00:24:01,997 --> 00:24:05,463 O numim gaură neagră. 417 00:24:05,563 --> 00:24:07,630 Și aici devine interesant. 418 00:24:07,730 --> 00:24:08,930 Sunt pe Pământ. 419 00:24:09,030 --> 00:24:13,330 Arunc o pietricică în sus, se întoarce imediat. 420 00:24:13,430 --> 00:24:17,263 Dacă o arunc mai repede, urcă mai sus înainte să cadă. 421 00:24:17,363 --> 00:24:24,263 Există o viteză la care o pot arunca, astfel încât să nu se mai întoarcă. 422 00:24:24,363 --> 00:24:26,897 Puteți calcula care e. Puteți experimenta. 423 00:24:26,930 --> 00:24:29,363 Am demonstrat-o cu misiunile pe Lună. 424 00:24:29,463 --> 00:24:32,530 11 kilometri pe secundă. 425 00:24:32,630 --> 00:24:34,930 Nu sunt destul de puternic pentru asta. 426 00:24:35,030 --> 00:24:37,397 Dar vă promit că, dacă aș arunca-o cu 11 km/s, 427 00:24:37,497 --> 00:24:40,097 ar scăpa de Pământ și nu s-ar mai întoarce. 428 00:24:40,197 --> 00:24:42,930 E viteza de evadare a Pământului. 429 00:24:43,030 --> 00:24:45,130 Dacă un obiect se apropie 430 00:24:45,230 --> 00:24:50,730 de dimensiunile unei găuri negre, viteza de evadare crește continuu. 431 00:24:50,897 --> 00:24:55,363 Așa cum mă joc de-a prinselea cu pietricica, 432 00:24:55,463 --> 00:25:01,230 sau cu o minge pe o suprafață cu gravitație foarte mare, 433 00:25:01,330 --> 00:25:05,230 te poți juca de-a prinselea cu o rază de lumină. 434 00:25:05,330 --> 00:25:09,630 Fiindcă aceasta e traiectoria luminii 435 00:25:09,730 --> 00:25:13,197 prin spațiu-timpul puternic curbat 436 00:25:13,297 --> 00:25:16,997 din apropierea unei găuri negre. 437 00:25:17,097 --> 00:25:22,097 Asta duce la fenomene interesante. 438 00:25:22,197 --> 00:25:25,930 Ce s-ar întâmpla dacă ați cădea într-o gaură neagră, vă întrebați? 439 00:25:26,030 --> 00:25:28,463 Dacă nu, întreb eu pentru voi. 440 00:25:28,563 --> 00:25:30,497 Ce s-ar întâmpla dacă ați cădea? 441 00:25:30,597 --> 00:25:33,263 Să plonjăm cu picioarele înainte. 442 00:25:33,363 --> 00:25:36,563 Deci cădeți. Perfect. 443 00:25:36,663 --> 00:25:38,963 Iată ce se întâmplă. 444 00:25:39,063 --> 00:25:40,900 În centrul găurii negre, 445 00:25:40,905 --> 00:25:45,800 gravitația e atât de intensă, încât cu cât vă apropiați de centru, 446 00:25:45,820 --> 00:25:47,330 pentru că acum cădeți, 447 00:25:47,430 --> 00:25:49,230 pe măsură ce vă apropiați de centru, 448 00:25:49,236 --> 00:25:54,930 diferența de gravitație dintre picioare și cap începe să crească. 449 00:25:55,030 --> 00:25:59,030 Diferența de gravitație... pentru că rata de variație 450 00:25:59,130 --> 00:26:02,897 a gravitației e atât de brutală când te apropii de centrul găurii negre. 451 00:26:02,997 --> 00:26:06,463 Diferența de gravitație se numește forța mareică. 452 00:26:06,563 --> 00:26:12,197 Forțele mareice au puterea de a întinde lucrurile. 453 00:26:12,297 --> 00:26:15,763 Forța mareică a Lunii întinde oceanele Pământului, 454 00:26:15,897 --> 00:26:17,897 creând umflături mareice. 455 00:26:17,930 --> 00:26:19,897 Deci, la flux și reflux, 456 00:26:19,963 --> 00:26:24,297 Pământul trece prin aceste umflături 457 00:26:24,397 --> 00:26:26,111 care sunt mereu acolo, în spațiu. 458 00:26:28,463 --> 00:26:31,897 O paranteză: lumea se întreabă dacă Luna, afectând mareele, 459 00:26:31,899 --> 00:26:34,163 ne afectează și creierul. 460 00:26:34,263 --> 00:26:36,163 Mareele sunt apă, și noi suntem apă în mare parte, 461 00:26:36,263 --> 00:26:37,263 ne spun biologii. 462 00:26:37,363 --> 00:26:39,897 Da, există o forță mareică asupra capului. 463 00:26:39,963 --> 00:26:43,597 Dar e de un trilion de ori mai mică decât forța 464 00:26:43,697 --> 00:26:49,797 pe care perna pe care ați dormit ar pune-o pe capul vostru 465 00:26:49,897 --> 00:26:52,997 dacă ați avea capul sub ea. 466 00:26:53,097 --> 00:26:56,263 Avem forțe mareice. 467 00:26:56,363 --> 00:26:59,130 Sunt mari la obiecte mari 468 00:26:59,230 --> 00:27:02,697 și foarte mici pe diametrul capului vostru. 469 00:27:02,797 --> 00:27:05,163 Cădem în gaura neagră. 470 00:27:05,263 --> 00:27:08,897 Picioarele vor să ajungă la centru mai repede decât vârful capului. 471 00:27:08,930 --> 00:27:10,730 Și încep să mă întind. 472 00:27:10,897 --> 00:27:13,597 Și mă lungesc din ce în ce mai mult. 473 00:27:13,697 --> 00:27:16,897 Întinderea e plăcută la început, dar la un moment dat, doare. 474 00:27:16,930 --> 00:27:19,463 Și ajungi la punctul în care 475 00:27:19,563 --> 00:27:23,497 forța mareică e mai mare decât legăturile moleculare 476 00:27:23,499 --> 00:27:27,763 care vă țin corpul unit, și vă rupeți în două, 477 00:27:27,897 --> 00:27:30,330 probabil de la baza coloanei. 478 00:27:30,430 --> 00:27:32,997 Apoi, acele două bucăți simt forța mareică 479 00:27:33,097 --> 00:27:34,697 și se rup și ele. 480 00:27:34,797 --> 00:27:38,197 Deci de la 2 la 4, la 8, la 16. 481 00:27:38,297 --> 00:27:41,497 Și asta continuă până jos, spre centrul găurii negre, 482 00:27:41,499 --> 00:27:44,997 unde deveniți un șuvoi de atomi. 483 00:27:45,097 --> 00:27:46,999 Și asta nici nu e partea cea mai rea. 484 00:27:49,397 --> 00:27:52,897 Deoarece spațiu-timpul se îngustează spre un punct, 485 00:27:52,930 --> 00:27:54,497 nu sunteți doar întins. 486 00:27:54,597 --> 00:28:01,097 Sunteți și stors umăr la umăr, față în spate. 487 00:28:01,197 --> 00:28:04,897 Sunteți împins prin țesătura spațiu-timp 488 00:28:04,997 --> 00:28:07,963 ca pasta de dinți dintr-un tub. 489 00:28:08,063 --> 00:28:11,763 Avem un cuvânt pentru asta, pentru moartea 490 00:28:11,897 --> 00:28:14,397 în cădere într-o gaură neagră. 491 00:28:14,497 --> 00:28:17,163 Se numește spaghetificare. 492 00:28:18,730 --> 00:28:23,197 Așa arătați, ca un fir de spaghete care cade. 493 00:28:23,297 --> 00:28:27,230 Se pare că găurile negre imense 494 00:28:27,330 --> 00:28:31,330 au o forță mareică mai mică decât cele mici. 495 00:28:31,430 --> 00:28:33,730 La găurile negre mari, picioarele, 496 00:28:33,897 --> 00:28:35,563 deși mai aproape de centru, 497 00:28:35,663 --> 00:28:39,630 nu sunt cu mult mai aproape decât capul. 498 00:28:39,730 --> 00:28:45,130 Se pare că poți supraviețui căderii într-o gaură neagră. 499 00:28:45,230 --> 00:28:46,897 Iată ce fel de gaură vă trebuie. 500 00:28:46,930 --> 00:28:50,530 Trebuie să rotiți gaura neagră 501 00:28:50,630 --> 00:28:57,430 și să cădeți într-una unde, odată intrat, 502 00:28:57,530 --> 00:29:01,963 singularitatea are formă de gogoașă. 503 00:29:02,063 --> 00:29:04,463 Asta se întâmplă la o gaură neagră în rotație. 504 00:29:04,563 --> 00:29:08,897 Capătă proprietăți foarte interesante. 505 00:29:08,963 --> 00:29:15,297 Când cazi într-o gaură neagră, timpul încetinește până aproape se oprește. 506 00:29:15,397 --> 00:29:18,497 Și când se oprește, întregul univers lăsat în urmă 507 00:29:18,597 --> 00:29:20,797 se desfășoară instantaneu. 508 00:29:20,897 --> 00:29:24,797 Vezi viitorul universului 509 00:29:24,897 --> 00:29:31,663 pe care l-ai părăsit, în clipa în care cazi în gaura neagră. 510 00:29:31,763 --> 00:29:37,097 Evident, e o călătorie doar dus. 511 00:29:37,197 --> 00:29:39,030 Nu poți povesti nimănui. 512 00:29:39,130 --> 00:29:43,197 Dar am aflat și că, făcând calculele pentru ce am găsi 513 00:29:43,297 --> 00:29:46,897 în centrul unei găuri negre în rotație, 514 00:29:46,963 --> 00:29:49,930 descoperi un cu totul alt spațiu-timp 515 00:29:50,030 --> 00:29:52,563 care se deschide în fața ta. 516 00:29:52,663 --> 00:29:57,697 Un cu totul alt univers, diferit de cel din care ai venit. 517 00:29:57,897 --> 00:30:00,530 Luați o gaură neagră mare, în rotație, 518 00:30:00,630 --> 00:30:03,263 cădeți în ea pentru acest experiment unic, 519 00:30:03,363 --> 00:30:07,997 și ați putea ajunge într-un alt univers. 520 00:30:08,097 --> 00:30:11,030 Am făcut acest experiment? Nu. 521 00:30:11,130 --> 00:30:14,263 Teoretic, funcționează. 522 00:30:14,363 --> 00:30:17,130 Acceptăm voluntari. 523 00:30:17,230 --> 00:30:20,330 Vrea cineva să verifice predicția?