What light can teach us about the universe - Pete Edwards

Translator: Hajar Almasi Reviewer: Pedram Pourasgari

How and when did our universe begin?

جهان ما چگونه و چه زمانی آغاز شد؟

How did it get to look like this?

چگونه به این شکل در آمد؟

How will it end?

چگونه به پایان می‌رسد؟

Humans have been discussing these questions

انسان‌ها همواره درباره این سؤالات بحث کرده‌اند

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

و به توافق چندانی در خصوص آن‌ دست نیافته‌اند.

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

کیهان‌شناسان امروزه به سختی برای یافتن پاسخ به در تلاش هستند.

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

اما چطور کسی می‌تواند امیدوار باشد پاسخی واقعی به چنین پرسش‌های عمیقی را بیابد؟

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

و چطور می‌توان چیزی به عظمتِ جهان را بررسی و مطالعه کرد،

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

که هرگز قادر به دسترسی به بیشتر آن نخواهیم بود؟

The answer is light.

پاسخ‌، نور است.

And although light from distant parts of the universe

گرچه نور از بخش‌های دورِ کائنات

can take billions of years to reach us,

می‌تواند میلیاردها سال طول بکشد تا به ما برسد،

it carries six unique messages that, when put together,

رویهمرفته، شش پیامِ منحصر به فرد باخود به همراه دارد،

can disclose an amazing amount of information to astronomers

می‌تواند مقادیر حیرت‌انگیزی از اطلاعات را برای اخترشناسانی

who know how to look for it.

که می‌دانند چگونه به دنبال آن بگردند، فاش کند.

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

دقیقا همان‌طور که نور خورشید می‌تواند به نورهای رنگین‌کمان خودمان تفکیک شود،

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

شکست نور از اشیا دور، بسته به منبعِ نور، الگوهای مختلفی از رنگ‌ها

depending on its source.

را نمایش می‌دهد.

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

این بارکد نوری متمایز می‌تواند نه تنها ترکیب اجسام،

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

بلکه دما و فشار اجزای سازنده آن را نیز نشان دهد.

There's even more we can discover from light.

حتی چیزهای بیشتری از نور هست که می‌توانیم کشف کنیم.

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

اگر تا کنون روی یک سکوی قطار ایستاده باشید،

that the train sounds different depending on its direction

ممکن است متوجه شده‌ باشید که صدای قطار بسته به جهت حرکت خود

with the pitch ascending when it approaches you

وقتی به شما نزدیک می‌شود، اوج می‌گیرد

and descending when it speeds away.

و وقتی با سرعت دور می‌شود، فروکش می‌کند.

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

اما این به این دلیل نیست که راهبرِ قطار برای شغل بازنشستگی‌اش تمرین می‌کند.

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

در عوض این امر به دلیلِ چیزی به نام اثر داپلر است

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

که در آن امواج صوتی ایجاد شده توسط یک شی در حال نزدیک شدن فشرده می‌شود،

while those from a receding object are stretched.

در حالی که امواجی که از یک شی دورتر می‌شوند، کشیده می‌شوند.

But what has this to do with astronomy?

اما این چه ربطی به ستاره‌شناسی دارد؟

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

صدا نمی‌تواند از خلا عبور کند. در فضا، کسی نمی‌تواند صدای فریادتان را بشنود!

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

اما همان اثر داپلر برای نوری اعمال می‌شود که منبع آن با سرعت استثنایی در حرکت است.

If it's moving towards us, the shorter wavelength

اگر به سمت ما حرکت کند، طول‌موج کوتاه‌تر

will make the light appear to be bluer.

باعث می‌شود که نور آبی‌تر به نظر برسد.

While light from a source that's moving away

در حالی‌که نور از منبعی که دور می‌شود،

will have a longer wavelength, shifting towards red.

طول‌موج بلندتری دارد، که به سمت قرمز تغییر می‌کند.

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

با این اوصاف با تجزیه و تحلیلِ الگوی رنگ در داپلر، تغییر نور

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

از هر شی مشاهده‌شده با تلسکوپ، می‌توانیم آنچه که از آن ساخته شده را بیاموزیم،

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

این که چقدر داغ است و تحت چه فشاری است،

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

و همچنین اینکه آیا در حال حرکت است، در چه جهتی و با چه سرعتی حرکت می‌کند.

And these six measurements, like six points of light,

و این شش اندازه‌گیری، مانند شش نقطه نور،

reveal the history of the universe.

تاریخ جهان را نشان می‌دهند.

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

اولین کسی که نور را از کهکشان‌هایِ دور مطالعه کرد، ادوین هابل بود،

and the light he observed was redshifted.

و نوری که او مشاهده کرد «‌متمایل به سرخ» بود.

The distant galaxies were all moving away from us,

کهکشان‌های دور همگی از ما دورتر شدند‌،

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

و هرچه فاصله بیشتری داشتند، سریع‌تر هم دور می‌شدند.

Hubble had discovered our universe is expanding,

هابل کشف کرده‌ بود که دنیای ما در حال انبساط است،

providing the first evidence for the Big Bang theory.

و اولین مدرک مربوط به تئوری مِه‌بانگ یا بیگ بنگ را ارائه داد.

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

به همراهِ این ایده که جهانِ قابل‌مشاهده دائما در حال گسترش

from a densely packed single point,

از یک نقطه‌ متمرکزِ متراکم توده‌ای است،

one of this theory's most important predictions

یکی از مهمترین پیش بینی‌های این نظریه،

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

این است که جهان اولیه تنها از دو گاز تشکیل شده است: هیدروژن و هلیوم،

in a ratio of three to one.

به نسبت سه به یک.

And this prediction can also be tested with light.

و این پیش‌بینی نیز قابل آزمایش با نور است.

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

اگر نور را از منطقه‌ دور و ساکتی از جهان نظاره کنیم و نور را بشکنیم،

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

واقعا نشان‌های این دو گاز را فقط در این نسبت‌ها می‌یابیم.

Another triumph for the Big Bang.

پیروزی دیگری به نفع مِه‌بانگ یا بیگ بنگ.

However, many puzzles remain.

با این حال، همچنان بسیاری از معماها باقی می‌مانند.

Although we know the visible universe is expanding,

گرچه می‌دانیم که جهانِ قابل‌رویت در حال انبساط است،

gravity should be applying the brakes.

گرانش باید میزانی کندی اعمال کند. - جاذبه مانعِ سرعت‌ -

But recent measurements of light from distant dying stars

اما اندازه‌گیری اخیر نور ستارگان رو به مرگ

show us that they're farther away than predicted.

نشان می‌دهد که آنها دورتر از آنچه پیش‌بینی شده بود، هستند.

So the expansion of the universe is actually accelerating.

بنابراین گسترش و انبساط جهان در واقع تسریع می‌یابد.

Something appears to be pushing it,

به نظر می‌رسد که چیزی آن را هل می‌دهد،

and many scientists believe that something is dark energy,

و بسیاری از دانشمندان بر این باورند که آن چیزی، انرژی تاریک است،

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

که بیش از دو سوم کائنات را تشکیل می‌دهد و به آرامی آن را از هم می‌گسلد.

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

دانش ما از رفتار ماده و دقت ابزارهای ما

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

به این معنی است که مشاهده ستارگان دوردست می‌تواند چیزهای بیشتری در مورد جهان هستی

than we ever thought possible.

از آنچه تا‌کنون فکر کردیم ممکن است، به ما بگویند.

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

اما اسرار دیگری نیز مانند ماهیتِ انرژی تاریک وجود دارد

upon which we have yet to shed light.

که هنوز باید قضیه آن‌ها را روشن کنیم.