The fundamentals of space-time: Part 3 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

Translator: Daban Q. Jaff Reviewer: Razaw S. Bor

Gravity. It controls the universe.

هێزی کێشکردن. کۆنترۆڵی گەردوون دەکات.

Everything attracts everything else.

هەموو شتێک هەموو شتێکی تر ڕادەکێشێت.

Ouch!

ئاوچ!

Including you.

بە ئێوەشەوە.

Ow!

ئۆو!

In this final lesson,

لەم وانەی کۆتاییدا،

we'll explore what gravity means for space-time,

ئێمە باسی مانایی هێزی کێشکردن بۆ بۆشایی ئاسمان-کات بکەین،

or rather what space-time means for gravity.

یان باشتر بڵێین بۆشایی ئاسمان-کات مانای چییە بۆ هێزی کێشکردن.

Until now, we've been dealing with things moving

تا ئێستا مامەڵەمان لەگەڵ جووڵەی شتەکاندا کردووە

at constant speeds,

بە خێرایی بەردەوام،

لەگەڵ هێڵە ڕاستەکانی جیهان لە بۆشایی ئاسمان -کاتدا.

with straight world lines in space-time.

But once you add gravity,

بەڵام کاتێک هێزی کێشکردن زیاد دەکەیت،

if you measure a speed at one moment,

ئەگەر لە یەک ساتدا خێرایییەک بپێویت،

then again a bit later,

پاشان دیسانەوە کەمێک دواتر،

the speed may have changed.

لەوانەیە خێراییەکە بگۆڕێت.

In other words, as I discovered,

بە واتایەکی تر، وەک بۆم دەرکەوت،

gravity causes acceleration,

هێزی کێشکردن دەبێتە هۆی خێرابوون،

so we need the world line to look different

بۆیە پێویستمان بە هێڵی جیهانیەکانە بۆ ئەوەی لە ساتێکەوە بۆ ساتێکی تر

from one moment to the next.

جیاواز دەربکەوێت.

As we saw in the last lesson,

وەک لە کۆتا وانەدا بینیمان،

the correct way to tilt an object's world line

ڕێگەی دروست بۆ مەیلکردنی هێڵی جیهانی تەنێک

is using a Lorentz transformation:

بریتیە لە بەکارهێنانی گۆڕانکاری لۆرێنتز:

Einstein's stretch and squash trick.

بیرۆکەی کشانی و داکشانی ئەنیشتاین.

So, to map out what gravity is doing to Tom's motion,

کەواتە، بۆ ئەوەی بزانین کە هێزی کێشکردن چی لە جووڵەی تۆمدا دەکات،

we need to create a whole load of little patches of space-time,

پێویستە بارێکی تەواو لە ناوچە بچووکەکانی بۆشایی ئاسمان-کات دروست بکەین،

each transformed by different amounts.

هەریەکەیان بە بڕی جیاواز دەگۆڕدرێن.

So that my world line is at a different angle in each one.

بەجۆرێک کە هێڵی جیهانی من لە هەر یەکێکیاندا لە گۆشەیەکی جیاوازدا بێت.

And then, we're ready to stitch everything together.

و پاشان، ئێمە ئامادەین هەموو شتێک بەیەکەوە بلکێنین.

We assemble a cozy quilt of space-time

ئێمە بەشێکی بێسەروبەری بۆشایی ئاسمان-کات بەیەکەوە دەلکێنین

where world lines look curved.

کە هێڵەکانی جیهان بە کێشراو دەردەکەون.

Where the world lines join, the objects collide.

لەو شوێنەی کە هێڵەکانی جیهان یەکدەگرنەوە، تەنەکان بەریەکدەکەون.

By making these connections between the patches,

بە دروستکردنی ئەم پەیوەندیانە لە نێوان پارچەکاندا،

a curvature gets built into space-time itself.

کێشکردنێک لەناو خودی بۆشایی ئسمان-کاتدا دروست دەبێت.

But Einstein's true genius

بەڵام بلیمەتی ئەنشتاین لەوەدا بوو

was to describe precisely how each patch

کە بە وردی باس لەوە بکات کە هەر بەشێک چۆن

is stretched and squashed

شکاندنەوە و داشکاندنەوە

according to nearby mass and energy.

بەپێی بارستە و وزەی لەیەک نزیکەکان.

The mere presence of stuff curves the space-time,

تەنها بوونی شتەکان بۆشایی ئاسمان-کات دەکێشێت،

and curving space-time moves the stuff around.

و داکشانی بۆشایی ئاسمان-کات شتەکان بە دەوری خۆیدا دەجوڵێنێت.

This is gravity, according to Einstein.

ئەمەش هێزی کێشکردنە، بە گوتەی ئەنیشتاین.

Previously, Isaac Newton had explained gravity

پێشتر ئیسحاق نیوتن باسی کێشکردنی کردبوو

using the ideas of force and acceleration,

بە بەکارهێنانی بیرۆکەکانی هێز و خێرایی،

without any wibbily wobbly space-time,

بەبێ هیچ بۆشایی ئاسمانێکی-کاتێکی لەرزین،

and that did pretty well.

و زۆر باش بوو.

But Einstein's theory does just slightly better

بەڵام تیۆری ئەنیشتاین تەنها کەمێک باشتر کار دەکات

at predicting, for example,

لە پێشبینیکردن، بۆ نموونە،

the orbit of Mercury around the Sun,

خولگەی مێرکوری بە دەوری خۆردا،

or the way that light rays are deflected by massive objects.

یان شێوازی شکاندنەوەی تیشکی ڕووناکی لەلایەن تەنە گەورەکانەوە.

More importantly, Einstein's theory predicts things

لەوەش گرنگتر تیۆری ئەنیشتاین پێشبینی شتەکان دەکات

that simply don't exist in older theories

کە بە سادەیی لە تیۆرییە کۆنەکاندا بوونیان نییە

where space, time and gravity were separate.

کە بۆشایی و کات و هێزی کێشکردن لەیەکتر جیا بوون.

The stitching can leave wrinkles in the space-time material.

تەنەکان دەتوانێت چرچ و لۆچی لە مادەی بۆشایی ئاسمان-کاتدا بەجێبهێڵێت.

These are called gravitational waves,

ئەمانە پێیان دەوترێت شەپۆلی کێشکردن،

which should be detectable as tiny, repetitive,

کە دەبێ وەک بچووک، دووبارەبووەوە،

subtle squashes and stretches in space.

کشان و داکشانی ورد لە بۆشاییدا.

So we're building experiments to check if they are there.

بۆیە ئێمە تاقی دەکەینەوە بۆ ئەوەی بزانین ئایا ڕاستە یان نا.

In the meantime, indirect evidence,

لەم کاتەدا، بەڵگەی ناڕاستەوخۆ،

most recently in the polarization patterns of light

لەم دواییانەدا لە شێوازەکانی جەمسەرگیری ڕووناکیدا

left over from the Big Bang,

بەجێماوە لە تەقینەوە گەورەکە،

strongly suggest that they are.

بە توندی پێشنیاری ئەوە دەکەن کە تیۆرە ڕاستە.

But despite Einstein's successes,

بەڵام سەرەڕای سەرکەوتنەکانی ئەنیشتاین،

when too much stuff gets concentrated

کاتێک کۆمەڵێک تەن چڕ دەبنەوە

in too small a space,

لە شوێنێکی زۆر بچووکدا،

وەک لە کونە ڕەشێکدا،

like in a black hole,

the curvature of space-time becomes so large,

کێشانی بۆشایی ئاسمان-کات ئەوەندە گەورە دەبێت،

that his equations collapse.

کە هاوکێشەکانی تێکدەشکێن.

We need a new picture of space-time

پێویستمان بە وێنەیەکی نوێی بۆشایی ئاسمان-کاتە

that incorporates quantum mechanics

کە میکانیکی کوانتەم لەخۆدەگرێت

to unlock the secret at the heart of black holes.

بۆ کردنەوەی نهێنی لە دڵی کونە ڕەشەکاندا.

Which means there's plenty more to be discovered

ئەمەش واتە زۆر شتی تر هەیە کە دەبێ بدۆزرێتەوە

about space, time, and space-time in the future.

دەربارەی بۆشایی و کات و بۆشایی ئاسمان-کات لە داهاتوودا.