Mina damer och herrar,
det är dags för kvällens huvudtalare.

Professor Lawrence Krauss
är teoretisk fysiker och kosmolog.

Han är professor i fysik
vid Arizona State University-

-där han även
leder projektet Origins.

Det är ett tvärvetenskapligt projekt
som utforskar grundläggande frågor-

-om vilka vi är
och var vi kommer från.

Han är mest känd
för sina insatser inom kosmologin.

Han var en av de första fysiker
som föreslog-

-att det mesta av universums massa
och energi finns i tomrum.

I dag är idén känd som mörk energi.

Han har även skrivit
flera bästsäljare-

-däribland "Fysiken i Star Trek"
och "Quantum Man"-

-som handlade om den legendariske
fysikern Richard Feynman.

Hans senaste bok,
"Ett universum ur ingenting"-

-kom på svenska förra året.

Ni som följer utländsk media
kanske vet-

-att professor Krauss orsakade ett
rejält rabalder i London i förra veckan.

Religiösa studenter vid University
College London bjöd in honom-

-för att debattera
vetenskap kontra religion.

Han fick se
att publiken var könssegregerad.

Kvinnor satt längst bak
och män längst fram.

Professor Krauss vägrade delta
i debatten-

-innan man hade åtgärdat detta.

Hur det hela slutade
kan ni få veta på nätet.

Debatten om debatten
pågår fortfarande.

Jag borde ha varnat professor Krauss.
Vår publik är också segregerad.

Strängteoretiker får sitta längst bak.
Jag hoppas att det går bra.

Mina damer och herrar, en applåd
för professor Lawrence Krauss.

Tack så mycket!

Det är en ära att få vara här.
Tack för att ni kom en så fin kväll.

Hemma skulle ingen ha kommit. Men
i Phoenix har vi aldrig sånt här väder.

Jag antar att du bad om ursäkt
för att jag inte fick nobelpriset 2012-

-för upptäckten av mörk energi,
men det accepterar jag.

Jag hoppas att det här blir kul
och att ni får ut nåt av det.

Jag ville ge er nåt att läsa
under presentationen.

Men det har även med Origins att göra.

Det viktigaste med mysterier
är vägen dit.

Jag vill berätta om en rad mysterier-

-om vår väg dit och
om vad de betyder för oss.

Jag vill ta upp en fråga-

-som har gäckat oss länge,
vilket Christer också påpekade.

Varför finns det nånting?
Människor har alltid ställt den frågan.

Hur skapades universum med stjärnor
och galaxer ur ingenting?

Det har alltid varit Guds sista bastion.

Så är det kanske inte längre.

Frågan har många svar, men man
ska inte binda sig för ett av dem.

Man ska fråga universum.
Det är min fasta övertygelse-

-att våra trossatser måste anpassas
till verkligheten och inte tvärtom.

I ett tv-program försökte jag övertyga
Republikanska partiet om det.

Det gick inte så bra.

Frågan kan besvaras på många sätt.

Man kan börja i begynnelsen-

-och skriva en bok
som inte förklarar nånting alls.

Eller så kan man fråga universum,
och det ska jag prata om i dag.

Det finns 400 miljarder galaxer
i universum.

Det här är en av mina favoritbilder
från Hubble-teleskopet.

Varje ljuspunkt är en galax
med kanske 100 miljarder stjärnor.

Några av galaxerna befinner sig
över 10 miljarder ljusår bort.

Det betyder att ljuset från stjärnorna
är 10 miljarder år gammalt.

De flesta av stjärnorna
finns inte längre.

Varje gång jag ser såna bilder
inser jag att universum-

-är långt mer fascinerande
än i mytologin.

Universum överraskar oss på sätt som
vår fantasi inte kan förbereda oss på.

Jag skrev en bok om "Star Trek",
men vetenskapen-

-kommer alltid att vara intressantare
än science fiction.

Jag vill börja nästan i begynnelsen,
med den här mannen.

Han ger hopp om mänskligheten.

Det är Edwin Hubble. Han var advokat-

-och sadlade om till astronom,
så det finns hopp för alla.

Hubble var fascinerande. Jag ska prata
om hans stora upptäckter-

-men jag vill nämna en annan upptäckt
vid Mount Wilson-observatoriet.

För en mansålder sen, för 87 år sen-

-bestod universum av en galax,
i alla fall i vetenskapens ögon.

Det var statiskt, det hade alltid
funnits och skulle alltid finnas.

Det bestod av en enda galax
omgiven av ett evigt tomrum.

Det var den förhärskande bilden
för bara 87 år sen.

I dag känner vi som sagt till
400 miljarder galaxer.

Vi liknar de första kartritarna
som börjar förstå hur stor världen är.

Föga överraskande
blir vi ständigt överraskade.

Hubbles första upptäckt var
att det fanns andra galaxer-

-och att vår galax inte var den enda.

Vid Mount Wilson-observatoriet
studerade han nebulosor-

-vilket betyder "dimmig" på grekiska.

När han riktade teleskopet mot dem,
såg han att de var andra galaxer.

Vi känner till 400 miljarder.

Men hans viktigaste upptäckt var
att universum inte är statiskt-

-utan att det expanderar.
Alltså hade det en början.

Det är avgörande för vetenskapen,
filosofin och till och med teologin.

Hur gjorde han? Jag ska visa.

Det här är hans egen illustration.

Det här är galaxer, inte spermier.

Det här är vår galax. Hubble såg
att när man iakttar andra galaxer-

-rör de sig alltid bort från oss.

De som är dubbelt så långt borta
rör sig dubbelt så snabbt.

De som är tre gånger så långt bort
rör sig tre gånger så snabbt.

Vad visar bilden? Att vi
är universums medelpunkt förstås.

Mina vänner säger
att det inte stämmer.

Den visar att universum expanderar.

Men vi verkar vara medelpunkten, så
hur vet vi att universum expanderar?

Det här är svårt att förklara,
för vi lever i vårt universum.

De flesta av oss. Många politiker
i mitt hemland gör inte det.

Man måste gå utanför universum,
vilket är svårt-

-men det går
i ett tvådimensionellt universum.

Jag har placerat ut galaxer
vid en viss tidpunkt, t1.

Lite senare är universum större,
avståndet mellan galaxerna ökat.

Utanför universumet skulle man se
att det expanderade.

Vad skulle man se om man levde
i universumet? Vi väljer en galax.

För att förstå hur det ser ut-

-lägger jag den ena bilden
över den andra.

Då ser man exakt det Hubble såg.
Galaxerna rör sig bort från oss.

De som är dubbelt så långt borta rör
sig dubbelt så snabbt, och så vidare.

Det spelar ingen roll
vilken galax man väljer.

Varje punkt är universums centrum,
eller så är ingen det.

Det visar att universum expanderar,
och då hade det en början.

Numera vet man
att det var för 13,72 miljarder år sen.

Utom i Alabama, Arkansas, Ohio
och några platser till.

Men det var för 13,72 miljarder år sen,
så universum har en början.

Nästa stora fråga blev
hur universum ska sluta.

Skulle universum sluta expandera,
dras samman och sen kollapsa-

-eller fortsätta för evigt?

Som partikelfysiker
blev jag intresserad av kosmologi-

-för att jag ville veta hur universum
skulle gå under. Det lät vettigt då.

Då måste vi först veta hur mycket
materia universum innehåller.

Einstein gjorde
en fantastisk upptäckt 1916.

Rummet kröks av materia och energi.
Rummet är dynamiskt.

Den generella relativitetsteorin
beskriver själva rummets evolution.

Eftersom rummet är krökt
kan det ha en intressant geometri.

Det kan ha endera av tre geometrier:
öppet, slutet eller platt.

Jag kan inte rita
ett krökt tredimensionellt universum.

Vi lever i tre dimensioner och kan inte
föreställa oss tre krökta dimensioner.

Krökta tvådimensionella universum
får hjälpa oss.

Men även i två dimensioner
har de tre olika geometrier.

En sfär är ett slutet,
tvådimensionellt universum.

Öppna och platta universum
är som pappersark.

Jag kan inte rita dem,
men jag vet vad som händer i dem.

I ett slutet, tredimensionellt universum
skulle man kunna se sig själv bakifrån.

Rummet skulle kröka sig.

Men det viktiga är att i ett universum
som domineras av materia-

-expanderar ett slutet universum
för att sen dras ihop i en stor kross.

Ett öppet universum
expanderar för evigt-

-och ett platt universum
balanserar på gränsen.

För att avgöra universums framtid
måste vi veta vilket vi lever i.

Och eftersom universums geometri
bestäms av mängden materia-

-behöver vi bara väga universum.
Inget mer.

Att väga universum är en 80 år lång
historia. Jag skrev en bok om det.

Nu vet vi svaret.
Det är ett fantastiskt framsteg.

De senaste fyrtio åren har vår bild
av universum förändrats totalt.

Men först lite historia.

Det kanske finns ungdomar här
som vill bli forskare.

Då kommer ni att skriva artiklar-

-och skicka dem till tidskrifter
som den ärevördiga Science.

Sen blir ni refuserade,
men tappa inte sugen.

Det var lättare att bli publicerad
förr i tiden.

Jag ska visa en artikel
som publicerades i Science 1936.

"Ljuseffekter hos stjärnor på grund av
ljusets brytning i gravitationsfält."

Så här inleddes artikeln:

"För en tid sedan fick jag besök
av R.W. Mandl"-

-"som bad mig publicera resultaten
för en liten beräkning."

"Härmed tillmötesgår jag honom."

Försök med det i dag, så får ni se.
Det var lättare förr.

Författaren hette Albert Einstein,
och det hjälpte nog.

Han tyckte att det här var oviktigt.

Han hade visat
att ljuset följer krökta banor i rummet-

-och därför kring massiva objekt.
Det gjorde honom berömd.

Men om det finns en ljuskälla
bakom ett massivt objekt-

-kröks ljuset för att sen förstärkas.
Objektet fungerar som lins.

Det förstorar, som mina glasögon.

Om jag tittade genom ett kristallglas
skulle jag se många bilder av er.

Det här insåg han,
men han trodde att det var oviktigt.

Så här såg hans uträkning ut 1936.
Han hade glömt-

-att han hade gjort
exakt samma uträkning 1912.

I ett brev till redaktören skrev han:

"Tack för samarbetet med skriften
som mr Mandl pressade ur mig."

"Den har inget större värde,
men den stackaren blir ju glad."

Det är riktig vetenskap.

Men uträkningen är viktig.
Den gör att vi kan väga universum.

Här ser vi fenomenet som Einstein
aldrig trodde att vi skulle få se.

Det här är en bild från Hubble
av en galaxhop.

Varje ljuspunkt är en galax,
inte en stjärna.

Galaxhopen ligger
5 miljarder ljusår härifrån.

Ljuset sändes ut innan jorden bildades.
Jorden är 4,5 miljarder år gammal.

Galaxhopar är de största
massiva objekten i universum.

Allt som kan dras samman
bildar kluster-

-så om vi kan väga dem,
kan vi väga universum.

Det gör vi
med hjälp av gravitationslinseffekten.

Man behöver inte vara raketforskare
för att upptäcka konstiga blå saker här.

De är avspeglingar av samma galax-

-5 miljarder ljusår bakom galaxhopen,
alltså 10 miljarder ljusår från oss.

Den borde inte gå att se,
men bilden förstoras av rummet.

Bilderna visar samma objekt.
Så fungerar gravitationslinseffekten.

Den bevisar att rummet är krökt.

Den allmänna relativitetsteorin
visar att massa kröker rummet-

-så vi kan väga galaxhopen.

Vi kan räkna ut
hur mycket massa som krävs-

-för att få den här bilden.

Med en komplicerad matematisk
inversion får man en sån här bild.

Det är en bild av massan i systemet.
Topparna visar galaxernas läge.

Det finns mängder av massa
där det inte finns några galaxer.

Mellan galaxerna finns det
en stor mängd massa.

Bilden visar 40 gånger mer massa
än man kan se.

Det finns även stora mängder
osynlig massa runt varje galax.

Tio gånger mer än den synliga massan
i galaxens centrum.

40 gånger mer här, och det är likadant i
varje galaxhop och i varje galax.

De dominerande ämnena
avger inget ljus.

Eftersom vi fysiker är så språkligt
kreativa kallar vi det mörk materia.

Vi har upptäckt att det dominerande
ämnet i universum inte lyser.

Det finns minst tio gånger mer materia
än vi kan se.

Mer än alla stjärnor, galaxer
och heta gaser.

Det som gör det här så spännande,
för mig och för andra-

-är att det är ett väl känt faktum-

-att mängden protoner och neutroner
inte räcker till.

Det fattas en tiopotens.

Vi tror oss veta att mörk materia består
av en ny slags elementarpartikel-

-som inte finns i era kroppar.

Det är spännande, för då kan vi leta
efter partikeln utan teleskop.

Om det finns en slags gas av
elementarpartiklar, så är de här inne.

De far rakt igenom er
medan ni nickar till.

Vi kan bygga detektorer - under jorden
faktiskt - och leta efter dem.

Jag har en bild av en detektor
som jag föreslog för många år sen.

Jag har nyss varit i Rom
och tittat på dem.

Jag twittrade om ett slutet möte i Rom,
men inte det möte ni tror.

Mitt handlade om nåt med substans.

Jag kunde inte låta bli.

Vi placerar mörk materia-detektorer
under jord. Varför det?

Vi bombarderas dagligen av strålning
som går rakt igenom oss-

-och som ibland orsakar cancer.

Under jord skyddas detektorn
av berggrunden-

-och mörk materia, som vi tror
växelverkar svagt med materia-

-går rakt igenom jorden och detektorn.

Man kyler ned germanium
till strax över absoluta nollpunkten.

Partiklarna går oftast rakt igenom dem-

-men ibland krockar de kanske
med en atomkärna av germanium-

-och då ökar temperaturen
med en tusendels grad.

Detektorerna skyddas från strålning.

Man bygger detektorer i gruvor-

-i Europa, Japan, Kanada och USA.

Vi hoppas kunna upptäcka
vad mörk materia är.

Men det pågår en tävling.

Vi tror att mörk materia-partiklar
skapades vid big bang.

Man kan leta efter de partiklar
som finns kvar-

-eller skapa en big bang i miniatyr
i ett laboratorium.

Det gör man vid Large Hadron Collider,
när den är igång.

Där återskapar vi förhållandena
i det tidiga universum-

-när det var en miljondels miljondels
sekund gammalt.

Vi hoppas kunna skapa
mörk materia-partiklar.

Det pågår en kapplöpning om
att hitta mörk materia-partiklar.

Vi vet inte vem som kommer att vinna.

Vi kan få veta vad universum
till största delen består av.

Men vi behöver inte veta vad det är,
bara hur mycket det finns.

Då måste vi väga det.

Bilden visar hur stor massa
såna här system har.

Efter åttio år
har vi äntligen vägt universum.

Här är svaret.
Jag borde ha en trumvirvel.

Där är det. Folk svimmar längst bak.

När fysiker räknar ut nåt viktigt ger de
resultatet en grekisk bokstav - omega.

Det är förhållandet
mellan mängden materia i universum-

-och mängden som krävs
för ett platt universum.

Ett platt, tredimensionellt universum
är inte platt som ett pappersark.

Det är ert vanliga universum-

-där x-, y- och z-axeln är vertikala
och ljuset färdas i en rak linje.

Det är ert vanliga universum,
utan krökning.

Om universum är platt,
är omega lika med 1.

Mängden materia delat med den
mängd som skapar ett platt universum.

Om omega är mindre än 1 är
universum öppet, annars är det slutet.

Efter stor möda
har vi nu slutgiltigt visat-

-att mängden materia är 30 procent av
vad som krävs för ett platt universum.

Vi verkar ha besvarat kosmologins
stora fråga. Universum är öppet.

Men det finns ett problem. Vi som är
teoretiska fysiker hade svaret.

Det gör vi alltid. Vi har sällan rätt,
men vi har alltid svaret.

Vi visste att universum är platt,
för bara det är matematiskt vackert.

Observatörerna hade fel, förstås.
Det var väldigt frustrerande.

Men trots att allt talade för ett öppet
universum, fanns det ett problem.

Men om man väger materia
runt galaxer kan man missa nåt.

Dessutom tar man en omväg
om man väger all materia-

-och räknar ut universums expansion
och krökning.

Är det inte bättre
att mäta universums geometri direkt?

Självklart! Och i drygt ett decennium
har vi kunnat göra det.

Jag ska visa hur.

Hur mäter man universums geometri?
Vi börjar enkelt.

Hur mäter man jordens krökning
utan att resa runt jorden-

-eller ut i rymden? Det är enkelt.

Rita en triangel och fråga en svensk
gymnasist - inte en amerikansk-

-vad vinkelsumman blir.

Då säger de att den är 180 grader.
De kan sin Euklides.

Men en krökt yta, till exempel jordytan,
är annorlunda.

Jag ritar en linje längs ekvatorn,
till Nordpolen och ner igen.

Jag får en triangel
med tre räta vinklar.

3 gånger 90 är lika med 270.

En tillräckligt stor triangel
skulle visa att jordytan är krökt-

-eftersom summan
inte alltid skulle bli 180 grader.

Det stämmer inte bara
för tvådimensionella, krökta ytor-

-utan även för den krökta,
tredimensionella rymden.

Om man har en tillräckligt stor triangel
och mäter dess vinklar-

-kan man mäta universums krökning,
och det har vi gjort.

Vi använder en av de viktigaste
kosmologiska upptäckterna-

-den kosmiska mikrovågsbakgrunden,
eftervärmen från big bang.

Vad är då det? Om vi tittar på galaxer
en miljard ljusår bort-

-är ljuset en miljard år gammalt.

När vi studerar universum,
studerar vi kosmisk arkeologi.

Om universum
är 13,7 miljarder år gammalt-

-borde man kunna se big bang
nånstans i fjärran.

Det kan man i princip, men det finns en
vägg mellan oss och big bang.

Inte en fysisk vägg,
utan en metaforisk.

Ju längre bakåt i tiden man ser,
desto varmare var universum.

Om vi går tillbaka
till 100 000 år efter big bang-

-var temperaturen i universum 3 000
grader över absoluta nollpunkten.

Väte, det vanligaste grundämnet
i universum, bryts sönder här.

Protoner och elektroner
skiljs från varandra av strålningen.

Dessförinnan fanns
ingen neutral materia.

Protoner och elektroner
bildade en "tät" plasma.

Men en plasma är ogenomtränglig
för strålning.

Den är ogenomtränglig
som den här ridån.

Universum hade alltid
varit ogenomträngligt-

-men efter 100 000 år
hade det svalnat-

-så att protoner och elektroner
kunde bilda neutral materia.

Neutral materia släpper igenom
strålning som kan nå oss.

Big bang-teorin förutsäger att strålning
ska nå oss från alla håll.

Universum har svalnat sen dess,
till 3 grader över absoluta nollpunkten.

Den här strålningen upptäcktes
av en slump i New Jersey 1965-

-av två killar som hade noll koll.

De fick nobelpriset ändå.

Man måste inte veta vad man gör
för att få nobelpriset.

Jag vill inte vara nedlåtande.
Man behöver bara upptäcka nåt viktigt.

Det här var viktigt,
det var eftervärmen från big bang.

Ni som är lite äldre
kanske har sett det här.

Upptäckten har fått två nobelpris.

Om man avbildar den här ytan-

-får man en bild av universum
som nyfött.

Ytan kallas "sista spridningsytan".
Då blev universum neutralt.

Det här är ett viktigt mått,
en grads vinkel. Varför?

Det motsvarar
en sträcka på 100 000 ljusår.

Universum är här 100 000 år gammalt.

Enligt Einstein kan ingen information
färdas snabbare än ljuset.

Inget som händer på den här ytan
kan påverka nåt här borta-

-eftersom ljuset bara kan färdas
så här långt på 100 000 år.

Det här är viktigt.
Om jag har en klump materia-

-gör gravitationen att den kollapsar
och blir varmare.

Men en så här stor klump vet inte ens
att den är en klump.

Den kollapsar inte, för gravitationen
färdas också i ljusets hastighet.

De största klumpar som har kollapsat
här mäter exakt en grad.

Då får vi en linjal.

Vi betraktar ytan
längs en 100 000 ljusår lång linjal.

I ett platt universum färdas ljuset
i räta linjer-

-och linjalen träffar ögat
med en grads vinkel.

I ett öppet universum
skiljs ljusstrålarna åt.

Samma linjal ser då ut att vara mindre.
Vinkeln blir kanske en halv grad.

I ett slutet universum
möts ljusstrålarna.

Då ser linjalen större ut.

Med en bild av sista spridningsytan
kan man mäta klumparna-

-till en halv, en eller två grader,
och sen avgöra universums geometri.

Det har vi gjort. Ett av de första
experimenten hette Boomerang.

Det var en ballong
med en mikrovågsradiometer.

Den skickades upp och flög jorden
runt, vilket är lätt i Antarktis.

På Sydpolen gör man bara så här.

Den var uppe i ett par veckor-

-och fotade mikrovågsbakgrunden.

Det här är falska färger,
men vi ser klumparna.

De är heta och kalla fläckar som vi tror
bildades i universums barndom-

-och som senare skulle bilda galaxer,
stjärnor, planeter och utomjordingar.

Frågan är... Oj!

Vi försöker gå tillbaka.

En gång till.

Hur stora är klumparna?
En, en halv eller två grader?

För att mäta det
skapar vi universum i en dator.

Vi bygger slutna, platta
och öppna universum-

-fördelar klumparna slumpmässigt
och mäter dem.

Det är samma bild med andra färger.

I ett slutet universum
är klumpen ungefär så här stor-

-alltså större än de här.

I ett öppet universum är klumparna
så här stora, alltså mindre än de här.

Men som i Guldlock är det alldeles
lagom - med ett platt universum.

Vi vet med en precision på en procent
att universum är platt.

Om man är teoretiker som jag,
klappar man sig själv på ryggen.

Vi visste att universum var platt,
men det finns ett problem.

Jag sa ju att universum är öppet.

Vi har bara 30 procent av den massa
som krävs för ett platt universum.

70 procent av energin saknas.

Om den inte finns där galaxerna finns,
måste den finnas där de inte finns.

Vad finns där galaxer inte finns?
Ingenting.

Om ingenting väger nåt så är allt okej.

Men det är snurrigt.
Ingenting väger inget.

Tja, universum är snurrigt.
Eller kan vara.

En sak som jag försökte förklara
för muslimerna i London-

-och för en del filosofer-

-är att klassiska föreställningar om
vad som är vettigt, är irrelevanta.

Universum finns inte till för vårt höga
nöjes skull, så det kan vara underligt.

Genom att kombinera kvantmekaniken
och relativitetsteorin-

-visade Richard Feynman
att tomrummet inte är så tomt.

Den är en soppa av virtuella partiklar
som uppstår och försvinner-

-innan man hinner mäta dem.

Det finns inga verkliga partiklar,
man ser inget.

De uppstår och försvinner så snabbt
att man inte ser det.

Det låter som filosofi eller teologi.

Det är som att räkna antalet änglar
på en nålspets.

Men det är inget påhitt.

Man kan inte se partiklarna,
men väl deras effekter.

Den här animationen visar
hur en proton ser ut inuti.

Den visades första gången
vid nobelprisutdelningen 2004-

-av dem som utvecklade teorin
som möjliggjorde beräkningen.

Så här ser en proton ut inuti.
Om ni gick i en bra skola så vet ni-

-att protoner består av tre kvarkar.

Har ni hört talas om dem? Vi ljög.

De tre kvarkarnas massa utgör bara
10 procent av protonens hela massa.

90 procent av protonens massa
består av virtuella partiklar och fält-

-som uppstår och försvinner
så snabbt att de inte syns.

Vi kan beräkna den effekten.
De fick nobelpriset för det.

Därför vet vi att virtuella partiklar
uppstår och försvinner hela tiden.

Om de tillför energi till protonen
kan vi beräkna-

-hur mycket energi virtuella partiklar
tillför i ett tomrum.

Det har vi gjort, och det är
den sämsta beräkningen i hela fysiken.

Tomrummets energi
är i princip oändligt mycket större-

-än energin i all känd materia.

Men då skulle vi inte finnas.

Energin borde vara 120
storleksordningar större än allt vi ser-

-och det kan inte stämma.

Energin kan inte vara mycket större
än energin hos allt vi ser.

Problemet har funnits
sen jag var doktorand.

Vi räknade fel på 120 storleks-
ordningar. Fysikens sämsta beräkning.

Men vi vet svaret, för vi är teoretiker.
Eller visste.

Det måste vara noll.
Det är en trevlig siffra.

Om det inte ska vara noll
måste man eliminera 120 decimaler-

-och få fram en 121:a decimal.

Ingen vet hur man gör det,
men noll är lätt att åstadkomma.

Matematiska symmetrier gör
att tal kan ta ut varandra.

När jag var student
visste vi att svaret var noll.

Det finns en symmetri
där alla tal tar ut varandra.

Svaret måste bli noll. Det lät vettigt.

Men kosmologi är en vetenskap.

Det räcker inte att nåt låter vettigt.
Man måste mäta det.

Hur mäter man energi i tomrum?

Om man tillför energi i ett tomrum,
lär Einstein oss-

-är den energin repulsiv,
inte attraherande.

Den blåser bort, den suger inte in.
Så om jag tillför energi i tomrum-

-avtar inte universums expansion,
den accelererar.

Om jag mäter expansionstakten
och tillför energi i tom rymd-

-ökar expansionstakten allt snabbare.

1998 började två grupper
med astronomer med noll koll...

Nej, vänta lite.

Astronomin är full av misstag.

Det här är Hubbles data från 1929.

De visar galaxernas hastighet
som en funktion av deras avstånd.

Så här gör en stor vetenskapsman.

Han drog en rak linje genom sina data.
Det är ingen självklarhet.

Hubble mätte expansionstakten-

-och räknade fel på en tiopotens.

Det är viktigt. Astronomer har försökt
efterlikna honom sen dess.

Det var viktigt att han räknade fel,
för det var en gåta.

Han trodde att universum expanderar
tio gånger fortare än det faktiskt gör.

Men i så fall blir universums ålder
bara 1,5 miljarder år.

Det var genant, för redan 1929
visste vi att jorden var äldre än så.

Det är genant
om jorden är äldre än universum.

Han var inte en dålig astronom,
men det här är svårt att mäta.

Hastighet är lätt att mäta,
men inte avstånd.

Vi har inte så långa linjaler.

Hur mäter man så stora avstånd?
Med fysikens hjälp.

Jag kan mäta avståndet till lampan
i projektorn om jag skruvar av linsen.

Många här inne är gamla nog
att minnas kameror med ljusmätare.

Om jag vet att lampan i projektorn
är på 100 W-

-tar bort linsen
och ljusmätaren visar 1 W-

-kan jag räkna ut hur långt
från projektorn jag befinner mig.

Det funkar om universum är fullt av
100 W-lampor, men det är det inte.

Vi måste ha en motsvarighet,
ett så kallat standardljus.

Ett objekt vars ljusstyrka
vi anser oss kunna slå fast.

I ett teleskop ser vi hur ljust det är,
och då kan vi räkna ut avståndet.

Efter åttio år
har vi äntligen hittat ett standardljus.

Två astronomgrupper hittade det.
Här är det.

Det här är en galax långt borta
för länge sen.

Inte så långt borta, förresten,
bara 70 miljoner ljusår.

Här ser ni en stjärna som lyser
lika starkt som galaxens centrum-

-som har 10 miljarder stjärnor.
Hur kommer det sig?

Det skulle kunna vara en stjärna
i vår egen galax, men det är det inte.

Det är en stjärna i utkanten av galaxen
som lyser som 10 miljarder stjärnor.

Varför? Den har just exploderat.
Det är en supernova.

När stjärnor exploderar
lyser de i en månad-

-lika starkt som 10 miljarder stjärnor.
Det här är en sån.

Som tur är
exploderar stjärnor inte så ofta.

Men som tur är exploderar de.
Ni skulle inte vara här annars.

Varje atom i er kropp
kommer från en exploderande stjärna.

Atomerna i vänster och höger hand
kommer nog från olika stjärnor.

Ni är bokstavligt talat rymdstoft.
Varje atom i er kropp har upplevt-

-den våldsammaste explosion
som finns. Ni är stjärnornas barn.

Varför? De enda ämnen
som skapades vid big bang-

-var väte, helium och litium.

Men alla viktiga ämnen
- litium är det för vissa-

-som kol, kväve, syre och järn
bildas bara inuti stjärnor.

De kan bara bilda era kroppar
om stjärnorna exploderar.

Det är det mest poetiska jag vet
om universum.

Jag skrev en bok om det,
för det är så fascinerande.

Det var en liten utvikning.

Men stjärnor exploderar inte ofta-

-bara en gång vart hundrade år
i en galax.

Hur mäter man dem då? Man låter sina
doktorander bevaka varsin galax.

En avhandling tar ungefär hundra år.

Doktoranden dör, men de är billiga.

Men vi behöver inte göra så. Kom ihåg
att universum är stort och gammalt.

Det betyder att sällsynta händelser
inträffar hela tiden.

Om man tittar på en klar natthimmel
utanför Stockholm-

-och håller en...
Vilket mynt var det nu?

Det var nog...

...en femtioöring. Nåt litet mynt.

Håll det mot en mörk fläck av himlen...

...utan stjärnor.

I våra största teleskop, de i Chile-

-skulle man se 100 000 galaxer.

Varje natt bör man se
några stjärnor som exploderar.

Astronomer bokar teleskoptid
för att få se stjärnor explodera.

De kan få se en eller två, eller inga.

Så studerar man supernovor. Den här
filmen visar en exploderande stjärna.

Det här är en supernova typ 1a.
Färgerna visar det.

Av flera olika skäl är det
ett fantastiskt standardljus.

Vi tror oss veta hur ljusa
de här supernovorna verkligen är.

Eftersom de lyser så starkt
syns de över hela universum.

De syns på flera miljarder ljusårs håll.

Vi kan mäta galaxernas hastighet
och avstånd-

-och universums expansionstakt.
Det gjorde de här astronomerna.

Först ritade de om Hubbles kurva,
och den blev mycket bättre.

I ett dubbellogaritmiskt diagram
blir allt en rät linje.

Med nya data kunde
universums expansionstakt beräknas-

-på 10 procent när.
Vi vet universums expansionstakt.

Men vänder Hubbles kurva nedåt
eller inte? Avtar expansionstakten?

1998 bestämde sig två forskargrupper
för att mäta det.

Här ser vi resultatet,
som Science hade på sitt omslag.

De mätte en supernova
för att se om kurvan vände nedåt.

Som hjälp för ögat drar jag en rät linje
genom diagrammet.

De förväntade sig-

-att supernovorna skulle hamna här
när expansionen avstannade.

Förbluffande nog
hamnade inte supernovorna där-

-utan ovanför den räta linjen.
Hur kommer det sig?

Det kan bero på felaktiga data,
vilket är vanligast-

-eller så ökar
universums expansionstakt.

Om man då frågar hur mycket energi
det skulle behövas i tomrum-

-för att uppgifterna ska stämma,
så är det här precis det som saknas.

Om 70 procent av energin i ett platt
universum finns i tomrum-

-stämmer allt.

Då kan man få nobelpriset,
vilket de fick.

Allt stämmer i vårt nippriga universum.

Det är ganska enastående.

Det för mig till en annan sak som
jag vill berätta innan jag avslutar.

Det här innebär-

-att ni är obetydligare än ni trodde
innan ni kom hit.

70 procent av energin i universum
finns i tomrum-

-30 procent finns i mörk materia-

-och en procent är allt vi kan se.

Stjärnor och galaxer
utgör en procent av universum.

Vi är bara kosmiska föroreningar
bland mörk materia och mörk energi.

Universum skapades inte för vår skull.

Det är en enastående upptäckt,
och jag ville bara påminna er.

Mycket väsen för ingenting,
som är nästan allt.

Vår föreställning om ingenting
har förändrats.

Energin i universum finns framför allt
i tomrum, och vi vet inte varför.

Om nån påstår att de vet, så ljuger de.

Särskilt om de är strängteoretiker,
de som sitter längst bak i salen.

Vi tror att energin är knuten
till rummets uppkomst-

-och att den avgör vår framtid.

Nu undrar jag
vad det här får för konsekvenser-

-för vår förståelse
av universum ursprung.

Jag vill påminna er om
varför jag blev kosmolog.

Hur kommer universum gå under?

Vi kan avgöra framtiden
för ett universum fullt av materia-

-med hjälp av vanlig gymnasiefysik,
så nu blir det fysiklektion.

Hur vet vi om ett mynt som kastas upp
faller till marken?

Jag kastar upp myntet,
som kommer ner.

Om jag tar i mer,
kommer det högre upp.

Tar jag i tillräckligt mycket
kommer det inte ner alls.

Vi lär studenter att räkna på det
genom att prata om energi.

Myntet har två typer av energi,
en positiv och en negativ.

Den positiva typen är kinetisk energi,
som är kopplad till myntets fart.

Den negativa typen
är kopplad till jordens gravitation.

Då blir allt ett bokföringsproblem.

Om den totala energin
är större än noll, försvinner myntet.

Om den gravitationella energin
är störst, faller myntet ner.

Samma beräkning
kan göras för hela universum.

Här är Hubbles bild
och här är vår galax.

Om universum är likadant överallt
kan vi räkna ut universums framtid-

-genom att räkna ut en galax framtid.

Om en dras samman, gör alla det.

Vi behöver bara räkna ut
den totala energin hos en galax.

Rörelseenergin beror på hastigheten,
vilket ger oss expansionstakten.

Den negativa energitypen
kommer av gravitationen-

-hos materia och mörk materia.

Vi adderar de båda värdena
och jämför.

Om gravitationen är starkare
än hastigheten-

-dras galaxerna samman igen,
annars fortsätter expansionen.

Om B/A är större än 1,
kommer universum att kollapsa.

Om B/A är mindre än 1,
expanderar det för evigt.

Men B/A är detsamma som omega,
universums krökning.

Och eftersom universum är platt,
är omega lika med 1.

Men om omega är lika med 1,
är B lika med A.

Då är den negativa
och den positiva energin lika stor-

-och då är den totala gravitationella
energin i ett platt universum noll.

Om man vill skapa ett universum
ur ingenting, vad bör energin vara?

Det tål att tänka på.

Avslutningsvis tänkte jag förklara
hur allt det här innebär-

-att universum kan ha skapats ur
ingenting, utan övernaturliga inslag.

Jag vill vara försiktig här
och tala om olika sorters ingenting.

Filosofer gillar det. Inte alla,
i och för sig. Det beror på filosofen.

Den första sortens ingenting
är bara tomrum.

Det är Bibelns ingenting,
ett mörkt evigt tomrum.

Ett sånt ingenting är instabilt.

Det är fullt av virtuella partiklar
som uppstår och försvinner.

Det är inte materia,
galaxer eller stjärnor.

Men gravitationen förändrar allt.

Virtuella partiklar försvinner eftersom
de strider mot energiprincipen.

De har energi och måste försvinna
innan man kan mäta den.

Men virtuella partiklar utan
energimängd kan existera för evigt.

Med gravitation,
som tillåter negativ energi-

-kan man skapa partiklar som man vill.

Om man väntar tillräckligt länge-

-börjar tomrummet skapa partiklar.

Tomrummet är faktiskt instabilt.

Då är svaret på frågan varför det finns
nånting i stället för ingenting...

En intressantare fråga är varför
ingenting snarare än nånting finns.

Men då skulle vi inte kunna fråga.

Om man väntar tillräckligt länge
får man nånting.

Tomrum, ingenting,
kommer att skapa nånting.

Det kan skapa 400 miljarder galaxer
med 100 miljarder stjärnor-

-utan att bryta mot fysikens lagar.

Om man inte gillar det här
kanske man frågar...

Då kanske man frågar:

"Visst, det är tomrum,
men var kommer tomrummet från?"

"För tomrum är inte ingenting."

Kvantgravitationen förändrar
saker och ting.

Virtuella partiklar visar att tomrummet
fluktuerar på grund av kvantmekanik.

En kvantteori om gravitationen -
som inte finns, strängteorin till trots-

-skulle ha rum och tid som variabler.

Då får man inte bara partiklar
som fluktuerar i rummet-

-utan även rum
som uppstår och försvinner.

Rum och tid kan skapas
där ingen tid och rum finns.

Det händer hela tiden
på mikroskopisk nivå.

Mikrouniversum uppstår och försvinner
hela tiden, men mycket snabbt.

De enda universum som lever så länge
att vi kan sitta här och prata-

-är universum där den totala energin
är noll. De kan existera för evigt.

Kvantmekaniken visar att ett universum
som skapas ur ingenting-

-kan existera mycket länge
om den totala energin är noll.

Det låter ju bra,
för i vårt platta universum-

-är den totala gravitationella energin
noll. Men så enkelt är det inte.

Jag räknade inte
med andra sorters energi.

Det enda universum vi känner till
som har noll energi är inte platt-

-utan slutet.

Okej. Men de flesta slutna universum-

-expanderar och dras samman
mycket snabbt.

De som lever så länge
att vi kan finnas, gör inte så.

Hur undviker man det? Om man tillför
energi i tomrum i ett slutet universum-

-i ett tidigt skede, kan universum
expandera och bli väldigt stort.

Det visar sig, av helt olika skäl...

Partikelfysikens teorier visade,
långt innan frågan blev aktuell-

-att under universums tidiga historia-

-var tomrummet energirikt.

Det expanderade oerhört mycket
och snabbt. Det är inflationsteorin.

Givet partikelfysikens lagar
kan vi förvänta oss-

-att när universum bara var
bråkdelen av en sekund gammalt-

-gjorde de enorma energimängderna
att rummet expanderade-

-med 90 storleksordningar
på bråkdelen av en sekund.

Det låter som science fiction,
men teorin gör vissa förutsägelser.

En sån var hur fluktuationerna
som skapade galaxerna skulle se ut-

-och de ser ut
som bilden av mikrovågsbakgrunden.

Vi trodde att teorierna stämde.

Vi har blivit ännu säkrare på vår sak
med ölens hjälp.

Jag är från Kanada.
Öl är väldigt viktigt.

Några kanske har råkat ut för det här.
Inte ni ungdomar, hoppas jag.

Säg att ni har fest och handlar hem öl.

Ni glömmer att ställa den i kylen
och ställer den i frysen i stället.

Om ni är som jag glömmer ni det.

Efter festen hittar ni ölen,
öppnar den och flaskan går i bitar.

Varför det?
Under högt tryck var ölen flytande.

När jag öppnar den sjunker trycket, ölet
fryser och energin slipper ut.

Då spricker flaskan.

Samma sak bör ha hänt
i det tidiga universum.

När universum svalnade, fastnade det
i ett metastabilt tillstånd.

Ett fält i universum fastnade.

Universums expansionstakt
ökade länge-

-tills energin skapade en het big bang.

Det låter fantastiskt, men det fina
med upptäckten av Higgspartikeln-

-som kommer att ge ett nobelpris,
i år eller nästa år...

Higgspartikeln visar-

-att det kan finnas fält i tomrummet
som fastnar. Higgsfältet är ett sånt.

Allt faller tydligare på plats
med hjälp av Large Hadron Collider.

Det här visar att inflationen-

-får universum att se platt ut.

Det enda slutna universum
som inte kollapsar direkt-

-är ett som expanderar
på grund av inflation.

Men precis som när man blåser upp
en stor ballong-

-ser ytan platt ut. Som i Kansas.

Ett stort universum ser platt ut.

Ett slutet universum som existerar
tills vi finns till, ser platt ut.

Precis som det vi verkar leva i.

För att skapa ett universum
ur ingenting...

Jag pratar om ett ingenting
utan partiklar, strålning, rum och tid.

Ingenting.

Hur skulle ett sånt universum se ut?
Som det vi lever i.

Bevisar det att universum skapades
ur ingenting? Nej, men det blir rimligt.

Richard Dawkins jämförde min bok
med "Om arternas uppkomst".

Det var snällt men överdrivet.

Men det finns en parallell.

Före Darwin var allt ett mirakel.
Varje livsform skapades för sig.

Darwin visade att det var rimligt,
givet hans observationer inom biologin-

-att livets mångfald hade uppkommit
genom naturligt urval.

Han visste inget om dna eller genetik,
men det var rimligt.

Precis där står kosmologin i dag.

Vi kan visa att universum kan skapas
ur ingenting utan Guds ingripande.

Det bryter inte mot fysikens lagar.

Den envise säger kanske:
"Det är inte ingenting."

"Varken partiklar, strålning, rum
eller tid. Men var kom lagarna från?"

Även de kan uppstå i vårt universum.
Jag ska avsluta med det.

Vi tror det på grund av den här bilden.
Efter den behöver ni inte tänka mer.

Den visar en kort historik över tiden.

Kurvan visar universums densitet,
som går ner när det expanderar-

-medan energitätheten i tomrum
förblir konstant.

Vi lever här, där energin i tomrummet
är tre gånger större än materians.

Men om man stirrar på kurvan,
blir man knäpp.

Det är nåt konstigt med den.
Vi lever vid den enda tidpunkt-

-när värdena är lika.

Tidigare har energin i materia varit
större än energin i tomrum-

-och senare kommer energin i tomrum
vara större än energin i materia.

Vi lever i en speciell tid.
Men det går inte, enligt Kopernikus.

13,7 miljarder år är ingen speciell
tidsrymd, så varför är det så här?

Fysikerna har ett svar.
Galaxer finns. Varför?

Säg att energimängden i tomrum
var 50 gånger större.

Då skulle kurvorna skära varandra här.

När var det?
Det var då galaxer började bildas.

Men om tomrummets energi är större
än materians, bildas inga galaxer.

Tomrummets energi
är ju gravitationellt repulsiv.

Om galaxer inte bildades, fanns vi inte.

Det har gett fysikerna en galen idé
som jag kallar "den antropiska manin".

Om det finns många universum,
och tomrummets energi varierar-

-bildas galaxer bara i dem
där energin är som i vårt.

Bara det ger upphov till stjärnor,
planeter och astronomer.

Universum ser ut som det gör
för att astronomerna mäter det.

Det låter nästan religiöst, men det är
ett slags kosmiskt naturligt urval.

Du kan inte leva i ett universum
som du inte kan leva i.

Det vore nåt att skriva om.

Jättebra.

Fem minuter.

De gör det här tecknet.

Det låter deprimerande. Tomrummets
energi kan vara en ren slump.

Ingen teori förklarar varför.
Det kan vara en slump.

Partikelfysikerna
ligger före kosmologerna-

-för det finns ett tal vi inte begriper.

Inom partikelfysiken finns det
mycket mer som vi inte förstår.

Varför är gravitationen
den svagaste naturkraften-

-och varför bildar elementarpartiklarna
tre familjer?

Vi har försökt förstå det
sen jag var student.

Partikelfysikerna säger att vi kanske
inte måste förstå nånting alls.

Allt kan vara en slump.

Om värdena var annorlunda,
skulle vi inte finnas till.

Då behöver vi inte en teori om allt,
bara en teori om nånting.

Vi har en sån, den kallas strängteori.

Det här är strängteorins historia
de senaste fyrtio åren.

"Tänk om all materia och energi
är små, vibrerande strängar."

"Vad innebär det då?"
"Jag vet inte."

Det är strängteorins historia.

Det var en teori om allt,
men den kräver extra dimensioner.

Det löser vi genom att rulla ihop dem
och får sex eller sju extra dimensioner.

De är så små att de inte syns,
men varje sätt att rulla ihop dem-

-skapar ett universum med andra
fysiska lagar. Det är inte bra.

Men strängteoretiker ser det sköna
i allt, så de kallar det för landskap.

Det kan finnas
10 upphöjt till 500 universum.

Ett av dem ser helt säkert ut som vårt,
för alla har olika fysiska lagar.

Är det vetenskap?
Om man kan förutsäga alla universum-

-så kan teorin inte falsifieras.
Men det kan stämma.

I så fall är de fysiska lagar vi mäter
bara en slump.

De fanns inte före vårt universum.

Då har vi varken fysiska lagar, rum,
tid, partiklar eller strålning.

För mig är det ingenting.

Jag tänkte hedra min bortgångne vän
Christopher Hitchens.

Han påpekade nåt annat om ingenting.

"Ingenting är
på kollisionskurs med oss."

Det är nämligen som jag sa till honom:
vår framtid är eländig.

Jag tror... Få se nu.

Den förste som insåg det
var förstås George Orwell.

"Att se det som är mitt framför näsan
kräver en ständig kamp."

Det var det här han menade.

Om tomrummet innehåller energi, ökar
universums expansionstakt konstant.

Till slut rör sig vissa objekt bort från
oss snabbare än ljusets hastighet.

Det händer nu, det är tillåtet.

Vi sa att inget färdas snabbare
än ljuset, men vi ljög.

Inget färdas genom rummet snabbare,
men rummet gör som det vill.

Rummet kan föra bort objekt snabbare.

Universum expanderar
snabbare och snabbare-

-och galaxerna kommer i framtiden att
röra sig från oss snabbare än ljuset.

Jag hoppar över den.

Till slut kommer universum
att försvinna.

Om två biljoner år
har alla galaxer försvunnit.

Universum blir kallt, mörkt och tomt.

Det är egentligen ganska poetiskt.

Det kommer att finnas stjärnor
och kolbaserade livsformer-

-som upptäcker kvantmekaniken och
relativitetsteorin och bygger teleskop.

Vad kommer de att se? Det universum
vi trodde oss leva i för hundra år sen.

De kommer att tro att universum är
en galax omgiven av ett evigt tomrum.

De kommer inte att veta nåt om
universums expansion eller big bang.

Framtiden kommer att vara eländig.

Det är det andra ni ska komma ihåg.

Ni är obetydliga,
och framtiden är eländig.

Det här gav Christopher ett nytt svar-

-på frågan om varför det finns nånting
snarare än ingenting.

Svaret är enkelt.
Det kommer det inte att göra länge till.

Vi inbillar oss att universum
kommer att vara sig likt.

Men allt vi ser kommer att försvinna.

För att avsluta:

Ett universum som skapas ur ingenting
är inte bara rimligt, utan troligt.

Definitionen av nånting och ingenting
har förändrats fullständigt-

-sen filosofer och teologer
först ställde frågan.

Vad vi menar med ingenting
och nånting är nåt helt annat-

-än vad Aristoteles
eller Descartes menade.

De visste inget om kvantmekanik.

Varför nånting finns är ointressant.
Varför-frågor är ointressanta.

De är inte ens frågor,
eftersom de förutsätter ett syfte.

Alla som har barn vet att det enda
svaret på raden av varför-frågor-

-är att säga "därför".
Det är hur-frågor som är intressanta.

Hur utvecklades universum
och hur får vi veta? Det jobbar vi på.

När ni tittar mot natthimlen-

-och inser att ni är obetydliga
och att framtiden är eländig-

-ska ni inte deppa, utan bli exalterade.

Här är vi, 13,7 miljarder år
efter big bang, mitt ute i ingenstans-

-med ett medvetande
som låter oss ställa de här frågorna-

-och förstå universums
historia och framtid.

Så deppa inte, njut av er korta stund
på scenen. Tack ska ni ha.

Översättning: Niclas Balinder
www.broadcasttext.com