Dark matter: The matter we can't see - James Gillies

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Translator: Pedram Pourasgari Reviewer: Hajar Almasi

The ancient Greeks had a great idea:

یونانیان باستان ایده‌ای عالی داشتند:

The universe is simple.

جهان هستی ساده است.

In their minds,

از نظر آن‌ها،

all you needed to make it were four elements:

تنها چهار عنصر برای ساختن جهان لازم بود:

earth,

زمین، هوا، آتش و آب.

air,

fire,

and water.

As theories go, it's a beautiful one.

به عنوان یک نظریه، زیباست.

It has simplicity and elegance.

سادگی و ظرافت دارد.

It says that by combining

می‌گوید با ترکیب کردن

the four basic elements in different ways,

چهار عنصر اولیه به روش‌های مختلف،

you could produce all the wonderful diversity of the universe.

می‌توانید این تنوع فوق‌العاده در جهان را به وجود آورید.

Earth and fire, for example,

به عنوان مثال، زمین و آتش،

give you things that are dry.

چیزهای خشک را به وجود می‌آورند.

Air and water, things that are wet.

هوا و آب، چیزهای خیس.

But as theories go, it had a problem.

اما به عنوان نظریه، مشکلی داشت.

It didn't predict anything that could be measured,

چیزی را پیش‌بینی نمی‌کرد که قابل اندازه‌گیری باشد،

and measurement is the basis of experimental science.

و اندازه‌گیری، مبنای علم تجربی است.

Worse still, the theory was wrong.

از آن بدتر این که نظریه اشتباه بود.

But the Greeks were great scientists of the mind

اما یونانیان باستان متفکران بزرگی بودند

and in the 5th century B.C.,

و در قرن پنجم پیش از میلاد

Leucippus of Miletus came up

لئوکیپوس از شهر میلتوس

with one of the most enduring scientific ideas ever.

یکی از پایدارترین ایده‌های علمی را مطرح کرد.

Everything we see is made up

هر چیزی که ما می‌بینیم

of tiny, indivisible bits of stuff called atoms.

از اجزایی کوچک و غیرقابل‌تقسیم به نام اتم‌ها تشکیل شده است.

This theory is simple and elegant,

این نظریه ساده و ظریف است

and it has the advantage

و نسبت به نظریه‌ی

over the earth, air, fire, and water theory

زمین، هوا، آتش و آب

of being right.

درست‌تر است.

Centuries of scientific thought and experimentation

قرن‌ها تفکر علمی و آزمایش

have established that the real elements,

ثابت کرده‌اند که عناصر واقعی

things like hydrogen,

مانند هیدروژن،

carbon,

and iron,

کربن و آهن،

can be broken down into atoms.

می‌توانند به اتم‌ها شکسته شوند.

In Leucippus's theory, the atom is the smallest,

در نظریه لئوکیپوس، اتم کوچکترین

indivisible bit of stuff that's still recognizable

جزء غیرقابل‌تقسیمی است که همچنان قابل تشخیص است

as hydrogen,

مانند هیدروژن،

carbon,

کربن یا آهن.

or iron.

The only thing wrong with Leucippus's idea

تنها مشکل ایده‌ی لئوکیپوس

is that atoms are, in fact, divisible.

این است که اتم‌ها در واقع قابل‌تقسیم هستند.

Furthermore, his atoms idea turns out

علاوه بر این، مشخص شد ایده‌ی اتم او

to explain just a small part

تنها بخش کوچکی از

of what the universe is made of.

عناصر سازنده جهان را توضیح می‌دهد.

What appears to be the ordinary stuff of the universe

چیزی که به نظر می‌رسد عنصر معمول جهان باشد،

is, in fact, quite rare.

در واقع بسیار کمیاب است.

Leucippus's atoms, and the things they're made of,

اتم‌های لئوکیپوس و چیزهایی که از آن‌ها ساخته شده‌اند،

actually make up only about 5%

در واقع تنها ۵ درصد

of what we know to be there.

از جهان را تشکیل می‌دهند.

Physicists know the rest of the universe,

فیزیکدان‌ها بقیه‌ی جهان،

95% of it,

۹۵ درصد از آن را

as the dark universe,

به عنوان جهان تاریک می‌شناسند،

made of dark matter and dark energy.

که از ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل شده است.

How do we know this?

چطور این را می‌دانیم؟

Well, we know because we look at things

خب، چون ما به چیزها نگاه می‌کنیم

and we see them.

و آن‌ها را می‌بینیم.

That might seem rather simplistic,

شاید نسبتاً ساده به نظر برسد،

but it's actually quite profound.

اما در واقع خیلی عمیق است.

All the stuff that's made of atoms is visible.

تمام چیزهای ساخته شده از اتم، قابل دیدن هستند.

Light bounces off it, and we can see it.

نور را بازتاب می‌دهد و می‌توانیم آن را ببینیم.

When we look out into space,

وقتی به فضا نگاه می‌کنیم،

we see stars and galaxies.

ستاره‌ها و کهکشان‌ها را می‌بینیم.

Some of them, like the one we live in,

برخی از آن‌ها، مثل این یکی که در آن زندگی می‌کنیم،

are beautiful, spiral shapes, spinning gracefully through space.

زیبا و مارپیچی هستند و به آرامی در فضا می‌چرخند.

When scientists first measured the motion

وقتی دانشمندان برای اولین بار،

of groups of galaxies in the 1930's

حرکت گروهی از کهکشان‌ها را در دهه ۱۹۳۰ اندازه گرفتند،

and weighed the amount of matter they contained,

و میزان مواد موجود در آن‌ها را وزن کردند،

they were in for a surprise.

غافلگیر شدند.

They found that there's not enough visible stuff

آن‌ها فهمیدند به اندازه کافی چیزهای قابل مشاهده

in those groups to hold them together.

برای کنار هم نگه داشتن آن گروه‌ها وجود ندارد.

Later measurements of individual galaxies

سنجش‌های بعدی هر یک از کهکشان‌ها

confirmed this puzzling result.

این نتیجه گیج‌کننده را تأیید کرد.

There's simply not enough visible stuff in galaxies

در کهکشان‌ها چیزهای قابل مشاهده کافی وجود ندارند

to provide enough gravity to hold them together.

که جاذبه کافی برای کنار هم نگه داشتن آن‌ها ایجاد کند.

From what we can see,

بر اساس آنچه می‌بینیم،

they ought to fly apart, but they don't.

آن‌ها باید از هم جدا شوند، اما نمی‌شوند.

So there must be stuff there

پس باید چیزهایی باشند

that we can't see.

که نمی‌توانیم ببینیم.

We call that stuff dark matter.

ما آن چیزها را ماده تاریک می‌نامیم.

The best evidence for dark matter today

امروزه بهترین شواهد وجود ماده تاریک

comes from measurements of something

حاصل از سنجش چیزی است که

called the cosmic microwave background,

تابش زمینه کیهانی نامیده می‌شود،

the afterglow of the Big Bang,

تابش پس از مه‌بانگ،

but that's another story.

اما این داستان دیگری است.

All of the evidence we have

تمام شواهدی که داریم

says that dark matter is there

می‌گویند ماده تاریک وجود دارد

and it accounts for much of the stuff

و بیشتر چیزهای سازنده‌ی

in those beautiful spiral galaxies

آن کهکشان‌های زیبا و مارپیچی را تشکیل می‌دهد

that fill the heavens.

که آسمان‌ها را پر کرده‌اند.

So where does that leave us?

پس این ما را به کجا می‌رساند؟

We've long known that the heavens

زمان زیادی است که می‌دانیم آسمان‌ها

do not revolve around us

به دور ما نمی‌چرخند

and that we're residents of a fairly ordinary planet,

و ما ساکنین یک سیاره نسبتاً عادی هستیم،

orbiting a fairly ordinary star,

که به دور یک ستاره نسبتاً عادی می‌چرخد،

in the spiral arm of a fairly ordinary galaxy.

در بازوی مارپیچی یک کهکشان نسبتاً عادی.

The discovery of dark matter took us

کشف ماده تاریک ما را

one step further away from the center of things.

یک قدم از مرکز جهان بودن، به جلو برد.

It told us that the stuff we're made of

به ما گفت که چیزهای سازنده‌ی ما

is only a small fraction of what makes up the universe.

تنها بخش کوچکی از چیزهایی هستند که جهان را می‌سازند.

But there was more to come.

اما نکات دیگری هم بود.

Early this century,

اوایل این قرن،

scientists studying the outer reaches of the universe

دانشمندانی که فضای بیرونی جهان را مطالعه می‌کنند،

confirmed that not only is everything moving apart

تأیید کردند که نه تنها همه چیزها

from everything else,

در حال دور شدن از هم هستند،

as you would expect in a universe

همانطور که چنین انتظاری از جهانی

that began in hot, dense big bang,

که با مه‌بانگ داغ و متراکم آغاز شد، دارید،

but that the universe's expansion

بلکه به نظر می‌رسد که سرعت انبساط جهان

also seems to be accelerating.

در حال افزایش است.

What's that about?

دلیل این چیست؟

Either there is some kind of energy

یا این که نوعی از انرژی

pushing this acceleration,

این سرعت را افزایش می‌دهد،

just like you provide energy to accelerate a car,

مثل این که با انرژی، سرعت یک خودرو را افزایش دهید،

or gravity does not behave exactly as we think.

یا این که جاذبه دقیقاً آنطور که فکر می‌کنیم، عمل نمی‌کند.

Most scientists think it's the former,

بیشتر دانشمندان فکر می‌کنند دلیل اول درست است،

that there's some kind of energy driving the acceleration,

که نوعی انرژی، موجب این افزایش سرعت می‌شود،

and they called it <i>dark energy</i>.

و آن را «انرژی تاریک» نامیدند.

Today's best measurements allow us to work out

بهترین اندازه‌گیری‌های امروزی به ما امکان می‌دهند

just how much of the universe is dark.

که بفهمیم چقدر از جهان تاریک است.

It looks as if dark energy makes up

به نظر می‌رسد انرژی تاریک

about 68% of the universe

حدود ۶۸ درصد از جهان

and dark matter about 27%,

و ماده تاریک حدود ۲۷ درصد از آن را تشکیل می‌دهند،

leaving just 5% for us

که ۵ درصد را برای ما

and everything else we can actually see.

و هر چیزی که می‌توانیم ببینیم، باقی می‌گذارند.

So what's the dark stuff made of?

پس این چیزهای تاریک از چه ساخته شده‌اند؟

We don't know,

but there's one theory, called <i>supersymmetry</i>,

نمی‌دانیم، اما نظریه‌ای به «اَبَرتقارن» وجود دارد،

that could explain some of it.

که می‌تواند بخشی از آن را توضیح دهد.

Supersymmetry, or SUSY for short,

ابرتقارن یا به اختصار «سوزی»،

predicts a whole range of new particles,

طیف کاملی از ذرات جدید را پیش‌بینی می‌کند،

some of which could make up the dark matter.

که برخی از آن‌ها می‌توانند ماده تاریک را بسازند.

If we found evidence for SUSY,

اگر شواهدی از سوزی بیابیم،

we could go from understanding 5% of our universe,

می‌توانیم از درک ۵ درصد از جهان،

the things we can actually see,

چیزهایی که می‌توانیم ببینیم،

to around a third.

به درک حدود یک سوم آن برسیم.

Not bad for a day's work.

برای یک روز کار بد نیست.

Dark energy would probably be harder to understand,

در ک انرژی تاریک احتمالاً سخت‌تر خواهد بود،

but there are some speculative theories out there

اما گمانه‌زنی‌هایی در مورد آن وجود دارند

that might point the way.

که شاید راه را مشخص کنند.

Among them are theories that go back

در میان آن‌ها نظریه‌هایی هستند

to that first great idea of the ancient Greeks,

که به ایده عالی یونانیان باستان برمی‌گردند،

the idea that we began with several minutes ago,

ایده‌ای که چند دقیقه قبل با آن شروع کردیم،

the idea that the universe must be simple.

این ایده که جهان باید ساده باشد.

These theories predict that there is just a single element

این نظریه‌ها پیش‌بینی می‌کنند که تنها یک عنصر وجود دارد

from which all the universe's wonderful diversity stems,

که ریشه تمام تنوع فوق‌العاده جهان در آن است،

a vibrating string.

یک ریسمان ارتعاشی.

The idea is that all the particles we know today

ایده این است که تمام ذراتی که امروزه می‌شناسیم

are just different harmonics on the string.

تنها هارمونی‌های متفاوتی روی این ریسمان هستند.

Unfortunately, string theories today

متاسفانه، امروزه نظریه‌های ریسمان

are, as yet, untestable.

هنوز قابل آزمون نیستند.

But, with so much of the universe waiting to be explored,

اما با توجه به این همه بخش‌های کشف نشده از جهان،

the stakes are high.

احتمالات زیادی وجود دارد.

Does all of this make you feel small?

آیا این‌ها باعث می‌شوند احساس کوچک بودن کنید؟

It shouldn't.

نباید این‌طور باشد.

Instead, you should marvel

در عوض، باید شگفت‌زده شوید

in the fact that, as far as we know,

از این واقعیت که تا آن‌جا که می‌دانیم،

you are a member of the only species in the universe

شما عضوی از تنها گونه‌هایی در جهان هستید

able even to begin to grasp its wonders,

که قادرند شروع به درک شگفتی‌های آن کنند،

and you're living at the right time

و در زمانی زندگی می‌کنید

to see our understanding explode.

که انفجار دانش ما را ببینید.