What light can teach us about the universe - Pete Edwards

Какво може да научим за Вселената от светлината? - Пит Едуардс

Translator: Nick Nikolov Reviewer: Anton Hikov

How and when did our universe begin?

Кога и как възниква Вселената?

How did it get to look like this?

Как приема сегашния си вид?

How will it end?

Как ще завърши съществуването ѝ?

Humans have been discussing these questions

Хората са разисквали тези въпроси

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

от незапомнени времена без да стигнат до общоприети отговори.

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

И днес изследователите на Вселената работят усърдно в търсене на отговорите.

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

Но как би могъл човек да намери точни отговори на такива мащабни въпроси?

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

Как бихме могли да изследваме и изучаваме нещо толкова огромно като Вселената,

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

която в по-голямата си част ще остане недостижима за нас?

The answer is light.

Някои отговори носи светлината.

And although light from distant parts of the universe

Светлината от далечните краища на Вселената

can take billions of years to reach us,

стига до нас чак след милиарди години,

it carries six unique messages that, when put together,

но тя съдържа шест характерни показатели, които, разгледани заедно,

can disclose an amazing amount of information to astronomers

дават ценна информация на астрономите,

способни да тълкуват данните.

who know how to look for it.

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

Както слънчевата светлина може да се пречупи в познатата ни дъга,

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

светлината, излъчвана от далечен космически обект, също се пречупва

и спектърът от цветове зависи пряко от източника на излъчване.

depending on its source.

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

Този цветови спектър дава информация за състава на излъчващия комически обект,

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

за неговата температура и за налягането на съставните му части.

There's even more we can discover from light.

Това не е всичко — светлината носи допълнителна информация.

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

Ако някога сте стояли на перон може би сте забелязали,

that the train sounds different depending on its direction

че влаковете звучат различно според посоката на движение

като височината на звука нараства, ако влакът ви приближава,

with the pitch ascending when it approaches you

and descending when it speeds away.

и намалява, ако той се отдалечава.

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

Това не е свързано с нечий преднамерени действия.

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

Причината е така-наречения Доплеров ефект,

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

при който дължините на звуковите вълни от приближаващ се обект се скъсяват,

while those from a receding object are stretched.

а тези от отдалечаващ се обект се удължават.

But what has this to do with astronomy?

Каква е връзката на всичко това с астрономията?

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

Звукът не се рязпространява във вакуум. В Космоса не викайте, няма как да ви чуят!

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

Но Доплеровият ефект важи и за светлина, чийто източник се движи много бързо.

If it's moving towards us, the shorter wavelength

Ако източникът приближава, по-късата дължина на вълната

will make the light appear to be bluer.

ще направи излъчваната светлина да изглежда синкава.

While light from a source that's moving away

Светлина от източник, който се отдалечава,

will have a longer wavelength, shifting towards red.

ще има по-дълга дължина на вълната и червен оттенък.

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

Така чрез анализ на спектралните цветове и отместването им поради Доплеровия ефект,

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

когато наблюдаваме с телескоп определен космически обект,

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

ние може да разберем неговия състав, температура, налягане,

а също — движи ли се космическият обект, в каква посока и с каква скорост.

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

And these six measurements, like six points of light,

Тези шест показатели като лъчи на просветление,

reveal the history of the universe.

носят информация за миналото на Вселената.

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

Едуин Хъбъл първи изучава светлина, излъчвана от далечни галактики.

Той забелязва, че тази светлина проявявя така-нареченото „червено отместване“.

and the light he observed was redshifted.

The distant galaxies were all moving away from us,

Далечните галактики се отдалечават от нас

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

и колкото по-далече са те, толкова по-изразено е „червеното им отместване“.

Hubble had discovered our universe is expanding,

Хъбъл открива, че нашата Вселена се разиширява,

providing the first evidence for the Big Bang theory.

с което дава първото подтвърждение на теорията за Големия взрив.

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

Наред с идеята, че видимата Вселена постоянно се разширява

от първоначален момент, в който може би е била само точка с огромна плътност,

from a densely packed single point,

one of this theory's most important predictions

теорията за Големия взрив твърди,

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

че първоначално Вселената е била съставена само от две газообразни вещества:

водород и нелий в съотношение 3:1.

in a ratio of three to one.

And this prediction can also be tested with light.

Това твърдение също може да бъде проверено посредством светлината.

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

Ако наблюдаваме и пречупим светлина, идваща от далечен край на Вселената,

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

в спектъра ѝ ще видим маркери за водород и хелий в пропорции, предвидени от теорията.

Another triumph for the Big Bang.

Още един успех за теорията на Големия взрив.

However, many puzzles remain.

Но множество загадки остават.

Although we know the visible universe is expanding,

Ние знаем, че Вселената се разширява,

gravity should be applying the brakes.

но гравитацията би трябвало да противодейства на този процес.

But recent measurements of light from distant dying stars

Обаче скорошни измервания на светлина, идваща от умиращи звезди,

show us that they're farther away than predicted.

показват, че те са много по-далече в сравнение с предвижданията.

So the expansion of the universe is actually accelerating.

Оказва се, че разширяването на Вселената не се забавя, а се ускорява.

Something appears to be pushing it,

Нещо сякаш кара Вселената да се разширява

and many scientists believe that something is dark energy,

и много учени считат, че това нещо е така-наречената „тъмна енергия“,

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

която съставя 2/3 от Вселената и сякаш бавно я разкъсва.

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

Със знания за поведението на материята и с прецизни измервателни уреди вече може

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

да извличаме информация за Вселената само от наблюдение на далечни звезди,

than we ever thought possible.

нещо, което до неотдавна е било считано за невъзможно.

Но други загадки като същността на тъмната енергия,

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

upon which we have yet to shed light.

остават неизяснени и чакат своето научно обяснение.