What light can teach us about the universe - Pete Edwards

ماذا يمكن أن يعلّمنا الضوء عن الكون - بيت إدواردز

المترجم: Mhd. Fady Tootoonjy المدقّق: khalid marbou

How and when did our universe begin?

كيف ومتى بدأ كوننا؟

How did it get to look like this?

كيف أصبح على هذا الشكل؟

How will it end?

كيف سوف ينتهي؟

Humans have been discussing these questions

لطالما ناقش البشر هذه الأسئلة

for as long as they've been around without ever reaching much agreement.

منذ أن وُجدوا لكن دون أن يصلوا إلى اتفاق.

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

يعمل علماء الكون اليوم بجهد كبير للعثور على الأجوبة.

But how can anyone hope to find concrete answers to such profound questions?

لكن كيف لأي شخص أن يأمل بالعثور على أجوبة ملموسة لمثل هذه الأسئلة العميقة؟

And how is it possible to explore and study something as huge as the universe,

وكيف يمكن استكشاف ودراسة شيء بضخامة الكون،

most of which we'll never be able to reach?

والذي لن نستطيع بلوغ معظمه؟

The answer is light.

الإجابة هي الضوء.

And although light from distant parts of the universe

ورغم أن الضوء الصادر عن الأطراف البعيدة للكون

can take billions of years to reach us,

قد يستغرق مليارات السنين للوصول إلينا،

it carries six unique messages that, when put together,

إلا أنّه يحمل ستة رسائل فريدة عندما تُجمع مع بعضها،

can disclose an amazing amount of information to astronomers

يمكن أن تكشف عن مقدار مذهل من المعلومات لعلماء الفلك

who know how to look for it.

الذين يعرفون كيف يبحثون عنها.

Just as sunlight can be split up into the familiar rainbow,

ومثلما يمكن لضوء الشمس أن ينقسم إلى ألوان الطيف المعروفة،

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

كذلك يكشف انقسام الضوء القادم من الأجسام البعيدة عن نماذج للألوان

depending on its source.

تختلف حسب مصدرها.

This distinctive light barcode can reveal not only an object's composition,

يمكن لخطوط الضوء المميزة هذه أن تكشف ليس تركيبة الجسم فحسب،

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

بل أيضًا درجة حرارته وضغط الأجزاء المكونة له.

There's even more we can discover from light.

ويوجد أيضًا المزيد مما يمكن أن نكتشفه من خلال الضوء.

If you've ever stood on a train platform, you might have noticed

إن سبق لك الوقوف على منصة محطة القطار، فربما تكون قد لاحظت

that the train sounds different depending on its direction

أن صوت القطار يختلف بحسب اتجاه سيره

with the pitch ascending when it approaches you

فتكون نغمة صوته صاعدة عندما يقترب منك

and descending when it speeds away.

وهابطة عندما يسير مبتعدًا.

But this isn't because the train conductor is practicing for a second career.

لكن السبب في هذا ليس أنّ سائق القطار يتمرّن للحصول على مهنة أخرى.

Rather, it's because of something called the Doppler effect

بل السبب هو ما يُدعى تأثير دوبلر

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

حيث تكون أمواج الصوت التي يولّدها الجسم المقترب مضغوطة،

while those from a receding object are stretched.

بينما تكون أمواج الجسم المبتعد متمددة.

But what has this to do with astronomy?

لكن ما علاقة هذا بعلم الفلك؟

Sound does not travel through a vacuum. In space, no one can you hear you scream!

الصوت لا ينتقل عبر الفراغ. فلا يمكن لأحدٍ أن يسمع صراخك في الفضاء!

But the same Doppler effect applies to light whose source is moving at exceptional speed.

لكن تأثير دوبلر ذاته ينطبق على الضوء الذي يتحرّك مصدره بسرعة استثنائية.

If it's moving towards us, the shorter wavelength

فإن كان يتحرك باتجاهنا، تجعل أطوال الموجات القصيرة

will make the light appear to be bluer.

الضوء يبدو أميل للون الأزرق.

While light from a source that's moving away

أما إن كان الضوء يصدر عن جسم يبتعد عنّا

will have a longer wavelength, shifting towards red.

فإنّّ موجاته سوف تكون أطول، وتنزاح نحو اللون الأحمر.

So by analyzing the color pattern in the Doppler shift of the light

وعن طريق تحليل نموذج الألوان في انزياح دوبلر للضوء

from any object observed with a telescope, we can learn what it's made of,

الصادر عن أي جسم نراقبه من خلال المِقراب، يمكننا أن نعرف ما هي مكوناته،

how hot it is and how much pressure it's under,

ودرجة سخونته، ومقدار الضغط الذي يتعرّض له،

as well as whether it's moving, in what direction and how fast.

وإن كان يتحرّك، وبأي اتجاه، وما هي سرعته.

And these six measurements, like six points of light,

هذه المقاييس الستة، مثل ست نقاط للضوء،

reveal the history of the universe.

تكشف تاريخ الكون.

The first person to study the light from distant galaxies was Edwin Hubble,

كان أوّل شخصٍ درس الضوء الصادر من مجرّاتٍ بعيدة هو إدوين هابل،

and the light he observed was redshifted.

وقد انزاح الضوء الذي يراقبه نحو الأحمر.

The distant galaxies were all moving away from us,

إذ كانت جميع المجرّات البعيدة تتحرّك مبتعدةً عنّا،

and the further away the were, the faster they were receding.

وكلّما كانت أكثر بُعداً، كانت تنحسر على نحوٍ أسرع.

Hubble had discovered our universe is expanding,

اكتشف هابل أنّ كوننا يتوسّع،

providing the first evidence for the Big Bang theory.

ما زودنا بأوّل دليل على نظرية الانفجار العظيم.

Along with the idea that the visible universe has been constantly expanding

بالإضافة إلى فكرة أنّ الكون المرئي آخذٌ بالتوسّع المستمر

from a densely packed single point,

من نقطة واحدة عالية الكثافة،

one of this theory's most important predictions

وأحد أهم توقعات هذه النظرية

is that the early universe consisted of just two gases: hydrogen and helium,

هي أنّ الكون القديم كان يتكوّن من غازين فقط هما الهيدروجين والهليوم،

in a ratio of three to one.

بنسبة ثلاثة إلى واحد.

And this prediction can also be tested with light.

ويمكن اختبار هذا التوقع عن طريق الضوء.

If we observe the light from a remote, quiet region of the universe and split it,

فإذا راقبا الضوء الصادر من مناطق بعيدة وهادئة في الكون وقمنا بتقسيمه،

we do indeed find the signatures of the two gases in just those proportions.

فإنّنا نجد بالفعل علامات لوجود هذين الغازين بتلك النسبة تمامًا.

Another triumph for the Big Bang.

وهو انتصار ساحق آخر لنظرية الانفجار العظيم.

However, many puzzles remain.

على أي حال، ما يزال العديد من الألغاز موجودًا.

Although we know the visible universe is expanding,

فرغم أنّنا نعرف أنّ الكون المرئي يتوسّع،

gravity should be applying the brakes.

إلا أنّه يُفترض أن تقوم الجاذبية بكبح التوسع.

But recent measurements of light from distant dying stars

ولكن القياسات الحديثة للضوء الصادر عن نجوم آفلة بعيدة

show us that they're farther away than predicted.

تُبيّن لنا أنّها أبعد من المُتوقّع.

So the expansion of the universe is actually accelerating.

لذا فإن توسُّع الكون هو في حالة تسارع.

Something appears to be pushing it,

يبدو أن شيئًا ما يدفعه،

and many scientists believe that something is dark energy,

ويؤمن علماء عديدون أنّ ذلك الشيء هو الطاقة المُظلمة،

making up over 2/3 of the universe and slowly tearing it apart.

التي تُشكّل ثلثي الكون وتقوم بتمزيقه ببطء.

Our knowledge of the behavior of matter and the precision of our instruments

إنّ معرفتنا بسلوك المادة، ودقّة أجهزتنا

means that simply observing distant stars can tell us more about the universe

يعنيان أنّ مجرّد مراقبة النجوم البعيدة يمكن أن تخبرنا بأمورٍ عن كوننا

than we ever thought possible.

أكثر مما كنّا نظنّه ممكنًا.

But there are other mysteries, like the nature of dark energy

لكن هنالك ألغاز أخرى، كطبيعة الطاقة المظلمة

upon which we have yet to shed light.

لا بد أن نُسلّط الضوء عليها.