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

Οι βασικές αρχές του χωροχρόνου: Μέρος 3ο - Άντριου Πόντζεν και Τομ Γουάιντι

Μετάφραση: Toula Papapantou Επιμέλεια: Nikolaos Benias

Gravity. It controls the universe.

Βαρύτητα. Ελέγχει το σύμπαν.

Everything attracts everything else.

Τα πάντα έλκουν τα πάντα.

Ouch!

Aχ!

Including you.

Ακόμη και εσείς.

Ow!

Ω!

In this final lesson,

Σ΄ αυτό το τελευταίο μάθημα,

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

θα διερευνήσουμε τι σημαίνει η βαρύτητα για τον χωροχρόνο

or rather what space-time means for gravity.

ή μάλλον τι σημαίνει ο χωροχρόνος για τη βαρύτητα.

Until now, we've been dealing with things moving

Μέχρι τώρα, ασχολούμασταν με πράγματα

at constant speeds,

που κινούνταν με σταθερή ταχύτητα,

with straight world lines in space-time.

σε κοσμική γραμμή στον χωροχρόνο.

But once you add gravity,

Αλλά μόλις προσθέσετε τη βαρύτητα,

if you measure a speed at one moment,

αν μετρήσετε την ταχύτητα σε κάποιο χρονικό σημείο

then again a bit later,

και την ξαναμετρήσετε λίγο αργότερα,

the speed may have changed.

η ταχύτητα μπορεί να έχει αλλάξει.

In other words, as I discovered,

Με άλλα λόγια, όπως ανακάλυψα,

gravity causes acceleration,

η βαρύτητα προκαλεί επιτάχυνση,

so we need the world line to look different

έτσι πρέπει η κοσμική γραμμή να φαίνεται διαφορετική

from one moment to the next.

από τη μια στιγμή στην άλλη.

As we saw in the last lesson,

Όπως είδαμε στο τελευταίο μάθημα,

the correct way to tilt an object's world line

ο σωστός τρόπος για να γείρουμε την κοσμική γραμμή

is using a Lorentz transformation:

είναι να χρησιμοποιήσουμε τον μετασχηματισμό του Λόρεντζ:

Einstein's stretch and squash trick.

Το κόλπο του Αϊνστάιν για διεύρυνση και σύνθλιψη του χρόνου.

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

Για να χαρτογραφήσουμε τι κάνει η βαρύτητα στην κίνηση του Τομ,

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

πρέπει να δημιουργήσουμε

ένα ολόκληρο φορτίο από μικρά κομμάτια χωροχρόνου,

each transformed by different amounts.

κάθε ένα από τα οποία μεταβάλλεται από διαφορετικές ποσότητες.

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

Έτσι ώστε η κοσμική γραμμή μου να είναι σε διαφορετική γωνία σε καθεμία.

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

Και τότε είμαστε έτοιμοι να τα συνδέσουμε όλα.

We assemble a cozy quilt of space-time

Συναρμολογούμε ένα αναπαυτικό πάπλωμα του χωροχρόνου

where world lines look curved.

όπου οι κοσμικές γραμμές δείχνουν καμπυλωτές.

Where the world lines join, the objects collide.

Εκεί όπου οι κοσμικές γραμμές ενώνονται, τα αντικείμενα συγκρούονται.

By making these connections between the patches,

Κάνοντας αυτές τις συνδέσεις ανάμεσα στα κομμάτια

a curvature gets built into space-time itself.

διαμορφώνεται μια καμπυλότητα στον ίδιο τον χωροχρόνο.

But Einstein's true genius

Η πραγματική ευφυΐα του Αϊνστάιν όμως

was to describe precisely how each patch

ήταν η ακριβής περιγραφή που έκανε για το πώς κάθε κομμάτι

is stretched and squashed

τεντώνεται και συνθλίβεται

according to nearby mass and energy.

ανάλογα με την κοντινή μάζα και ενέργεια.

The mere presence of stuff curves the space-time,

Η παρουσία και μόνο των πραγμάτων καμπυλώνει το χωροχρόνο

and curving space-time moves the stuff around.

και η καμπύλωση του χωροχρόνου κινεί τα πράγματα.

This is gravity, according to Einstein.

Αυτό είναι βαρύτητα, σύμφωνα με τον Αϊνστάιν.

Previously, Isaac Newton had explained gravity

Προηγουμένως, ο Ισαάκ Νεύτων είχε εξηγήσει τη βαρύτητα

using the ideas of force and acceleration,

με τη χρήση της δύναμης και της επιτάχυνσης,

without any wibbily wobbly space-time,

χωρίς τις περικοκλάδες του χωροχρόνου,

and that did pretty well.

και τα πήγε περίφημα.

But Einstein's theory does just slightly better

Η θεωρία όμως του Αϊνστάιν είναι ελαφρώς καλύτερη

at predicting, for example,

στην πρόβλεψη, για παράδειγμα,

the orbit of Mercury around the Sun,

της τροχιάς του Ερμή γύρω από τον Ήλιο

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

ή του τρόπου που οι ακτίνες του φωτός εκτρέπονται από μεγάλα αντικείμενα.

More importantly, Einstein's theory predicts things

Το σημαντικότερο, η θεωρία του Αϊνστάιν προβλέπει πράγματα

that simply don't exist in older theories

που απλώς δεν υπάρχουν σε παλαιότερες θεωρίες

where space, time and gravity were separate.

όπου ο χώρος, ο χρόνος και η βαρύτητα ήταν ξεχωριστά.

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

Η συρραφή αφήνει ρυτίδες στο υλικό του χωροχρόνου.

These are called gravitational waves,

Αυτές ονομάζονται βαρυτικά κύματα,

which should be detectable as tiny, repetitive,

που μπορούν να εντοπιστούν ως μικροσκοπικές, επαναλαμβανόμενες,

subtle squashes and stretches in space.

διακριτικές συνθλίψεις στο διάστημα.

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

Διαμορφώνουμε, επομένως, πειράματα για να ελέγξουμε την ύπαρξή τους.

In the meantime, indirect evidence,

Στο μεταξύ, έμμεσα στοιχεία,

most recently in the polarization patterns of light

πρόσφατα στα μοτίβα πόλωσης του φωτός

left over from the Big Bang,

που απέμειναν από τη Μεγάλη Έκρηξη,

strongly suggest that they are.

είναι ισχυρές ενδείξεις ότι υπάρχουν.

But despite Einstein's successes,

Αλλά, παρά τις επιτυχίες του Αϊνστάιν,

when too much stuff gets concentrated

όταν συγκεντρώνεται πάρα πολύ υλικό

in too small a space,

σε πολύ μικρό χώρο,

like in a black hole,

όπως σε μια μαύρη τρύπα,

the curvature of space-time becomes so large,

η καμπύλη του χωροχρόνου μεγαλώνει τόσο,

that his equations collapse.

που οι εξισώσεις του καταρρίπτονται.

Χρειαζόμαστε μια νέα εικόνα του χωροχρόνου

We need a new picture of space-time

that incorporates quantum mechanics

που να ενσωματώνει κβαντομηχανική

to unlock the secret at the heart of black holes.

για να ξεκλειδώσουμε το μυστικό στην καρδιά των μαύρων τρυπών.

Which means there's plenty more to be discovered

Αυτό σημαίνει ότι πολλά μένουν να ανακαλυφθούν

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

σχετικά με τον χώρο, τον χρόνο και τον χωροχρόνο στο μέλλον.