Can you solve the Big Bang riddle? - James Tanton

Translator: Sadegh Zabihi Reviewer: Pari A

It’s moments after the Big Bang and... wow, you’re still reeling.

لحظاتی پس از انفجار بزرگ است و... وای، هنوز دارید می‌چرخید.

You’re a particle of matter, amidst a chaotic stew of forces,

ذره‌ای از ماده هستید در میان شوربایی آشفته از نیروها،

fusion, and annihilation.

گداختگی، و نابودی.

If you’re lucky and avoid being destroyed by antimatter,

اگر شانس بیاورید، و از نابودی به دست پادماده اجتناب کنید،

you'll be the seed of a future galaxy.

بذر کهکشانی نو خواهید شد.

You gravitate towards a ring of particles that have devised a game.

شما به سوی حلقه‌ای از ذرات جذب می‌شوید که یک بازی ساخته‌اند.

A friendly gluon explains:

یک گلوئون مهربان توضیح می‌دهد:

there are an equal number of matter and antimatter particles.

به تعداد مساوی ذرات ماده و پادماده وجود دارند.

At the blow of a cosmic whistle,

با دمیدن یک سوت کیهانی،

every particle of matter with a particle of antimatter to its immediate right

هر ذره ماده با ذره پادماده سمت راستش

will merge with that anitparticle to—poof!— both annihilate.

ادغام می‌شود و— پوف!— هر دو نابود می‌شوند.

The circle will tighten to make a smaller circle,

دایره تنگ می‌شود تا دایره‌ای کوچک‌تر ساخته شود،

and the process will repeat until just one particle of matter remains.

و فرآیند تا وقتی که فقط یک ذره از ماده باقی بماند تکرار می‌شود.

They’d been waiting for someone like you, as with a perfectly balanced setup,

آنها به دنبال کسی چون شما می‌گشتند، زیرا با چیدمانی کاملاً متعادل،

no one would be left in the end.

در نهایت هیچ کس باقی نمی‌ماند.

As guest of honor, they’ll let you choose where to insert yourself into the ring.

به عنوان مهمان افتخاری، اجازه می‌دهند خودتان تصمیم بگیرید کجای حلقه جا بگیرید.

What spot should you choose to make sure you’re the last particle standing?

کدام جایگاه را باید انتخاب کنید تا مطمئن شوید

که آخرین ذره‌ی ایستاده شما هستید؟

Pause here if you want to figure it out for yourself.

اگر می‌خواهید خودتان جواب را پیدا کنید اینجا توقف کنید.

Explanation in 3

توضیح بعد از ۳ ثانیه

Explanation in 2

توضیح بعد از ۲ ثانیه

Explanation in 1

توضیح بعد از ۱ ثانیه

A general strategy can’t rely on knowing what the circle looks like.

یک استراتژی کلی نمی‌تواند بر آگاهی از شکل ظاهری دایره استوار باشد.

But we can rely on how it should end: with you as the last particle standing.

اما می‌توانیم به اینکه چگونه باید پایان یابد اتکا کنیم:

با شما به عنوان آخرین ذره‌ی پابرجا.

Let's start there and work backwards.

بیایید از آنجا شروع کنیم و عقب‌تر رویم.

Just before this, there were also some matter/antimatter pairs.

درست پیش از این، چند جفت ماده/پادماده نیز وجود داشته‌اند.

Here’s 3 for the sake of example.

این ۳ جفت برای مثال.

This right away suggests a strategy.

این بلافاصله یک استراتژی به ذهن می‌رساند.

You can simulate annihilations in any circle

می‌توانید با علامت‌گذاری تمام جفت‌های ذرات مجاور،

by marking all pairs of adjacent particles,

نابودی‌ها را در هر دایره‌ای شبیه‌سازی کنید،

then the newly adjacent pairs, and so on, to reach this final set.

سپس جفت‌هایی که تازه همجوار شده‌اند، و غیره، تا به این حالت نهایی برسید.

If you map them back to the original circle,

اگر آنها را به دایره‌ی اصلی برگردانید،

standing to the immediate left of those final matter particles

ایستادن در سمت چپ آخرین ذرات ماده

or the immediate right of final antiparticles

یا در سمت راست آخرین ذرات پادماده

means you’ll reach this endgame state and survive.

به این معنی است که به مرحله آخر بازی خواهید رسید و نجات خواهید یافت.

So here are the safe spots in all three given circles.

بنابراین این‌ها نقاط امن در هر سه دایره داده شده هستند.

You find a good position and experience the bittersweet radiance

شما موقعیت خوبی پیدا می‌کنید و تابش تلخ و شیرینی را تجربه می‌کنید

of your new friends pairing off and becoming pure energy.

که دوستان جدیدتان هنگام جفت شدن و بدل شدن به انرژی ساطع می‌کنند.

You’re soon left alone.

به زودی تنها می‌مانید.

But wait a minute!

ولی صبر کنید!

Today’s the big day.

امروز روز بزرگی است.

You’re an intelligent creature of matter amidst a chaotic crowd of alien races.

شما موجودی هوشمند از ماده در میان جمعیت بی‌نظمی از نژادهای بیگانه هستید.

Every hundred million years,

هر صدمیلیون سال،

sentient species of the galaxy send emissaries to the core

گونه‌های حساس کهکشان فرستاده‌ای به هسته می‌فرستند

to pay tribute to the galactic seed you’re all descended from.

تا به بذر کیهانی که همه از آن نشأت گرفته‌اید ادای احترام کنند.

Each of the 27,182 attendees

تمام ۲۷,۱۸۲ شرکت کننده

has brought a cube of matter and a cube of antimatter.

مکعبی از ماده و مکعبی از پادماده آورده‌اند.

Except you: you’ve been chosen to represent your famed ancestor

به جز شما: شما انتخاب شده‌اید تا نیای نیکنام‌تان را نمایندگی کنید

and reenact its moment of choice.

و لحظه منتخب او را بازسازی کنید.

Everyone places their matter and antimatter cubes in a ring.

همه مکعب‌های ماده و پادماده خود را در یک حلقه می‌گذارند.

Your job: pick a spot to stand where you won’t be annihilated.

کار شما: جایی را برای ایستادن انتخاب کنید که نابود نشوید.

The ring is too large to simulate annihilations like before,

حلقه خیلی برای شبیه‌سازی نابودی بزرگ است،

but you have a programmable device you can point at spots between cubes.

اما دستگاهی قابل برنامه‌‌ریزی دارید که می‌توانید به فاصله بین مکعب‌ها اشاره کنید.

The device can detect the full sequence of cubes around the circle,

دستگاه می‌تواند کل دنباله مکعب‌ها در اطراف حلقه را شناسایی کند،

count cubes of each type, perform arithmetic,

تعداد مکعب‌های هر گونه را بشمارد، محاسبه کند،

and carry out simple logical commands.

و دستورات ساده منطقی را اجرا کند.

How do you program your device to identify safe spots?

چگونه دستگاه را برنامه‌ریزی می‌کنید تا نقاط امن را پیدا کند؟

Pause to figure it out for yourself. Answer in 3

توقف کنید تا خودتان جواب را پیدا کنید. پاسخ در ۳

Answer in 2

پاسخ در ۲

Answer in 1

پاسخ در ۱

Let’s go back to our earlier approach:

بیایید سراغ روش قبلی‌‌مان برگردیم:

running time backwards starting from you alone,

از جایی که شما تنها هستید زمان را به عقب برمی‌گردانیم،

then a sequence of pairs of cubes.

سپس یک دنباله از جفت مکعب.

A second step back produces more pairs nestled between existing cubes.

قدم دوم به عقب جفت‌های بیشتری تولید می‌کند که بین مکعب‌های موجود قرار می‌گیرند.

As does the next, and the next, each adding nestled pairs

و قدم بعدی و بعدی هم به همچنین، جفت‌های بیشتری اضافه می‌کنند

like a Russian doll of fundamental particles.

مثل مجسمه‌های روسی از ذرات بنیادی.

A pair never forms around an existing cube because only adjacent cubes annihilate.

یک جفت هرگز حول یک مکعب موجود شکل نمی‌گیرد زیرا تنها مکعب‌های مجاور نابود می‌شوند.

Your survival depends on the matter particles to your right

نجات شما به ذرات سمت راست شما وابسته است

buffering you from antimatter.

که شما را در برابر پادماده محافظت می‌کنند.

We can mathematically model this idea with a sum, starting with your +1.

می‌توانیم این ایده را با ریاضی با یک مجموع مدل‌سازی کنیم، که با 1+ شما شروع می‌شود.

For instance, this would be +1+1-1+1-1.

به طور مثال، این +1+1-1+1-1 خواهد بود.

From your perspective, no matter how far you look,

از نقطه نظر شما، هرچقدر هم که از دور نگاه کنید،

this sum will be positive.

این جمع مثبت خواهد بود.

Considering how we introduced pairs, this makes sense—

با توجه به اینکه چطور جفت‌ها را معرفی کردیم، درست به نظر می‌رسد --

each inserted plus was immediately followed by a minus.

هر مثبت اضافه شده بلافاصله یک منفی به دنبال دارد.

If we examine the starting position of any other matter cube,

اگر نقطه شروع هر مکعب دیگر را بررسی کنیم،

its sum will eventually hit zero.

جمع آن در نهایت صفر می‌شود.

The moment that happens marks its exact annihilation partner.

لحظه‌ای که این اتفاق بیفتد شریک نابودی آن را مشخص می‌کند.

Again, our introduction of pairs reflects this;

دوباره، نحوه معرفی جفت‌ها این را بازتاب می‌دهد؛

nestled pairs only delay the inevitable for the outer cubes.

جفت‌هایی که در میان قبلی‌ها قرار می‌گیرند

فقط سرنوشت ناگزیر مکعب‌های بیرونی را به تأخیر می‌اندازند.

We can now program the device.

حالا می‌توانیم دستگاه را برنامه‌نویسی کنیم.

Start a running sum with +1, representing you,

یک جمع را با 1+ شروع می‌کنیم، که معرف شماست،

and scan around the circle.

و دور دایره را بررسی می‌کنیم.

For each matter cube, add one,

برای هر مکعب ماده، یکی اضافه می‌کنیم،

and for each antimatter cube, subtract one.

برای هر مکعب پادماده، یکی کم می‌کنیم.

If all 54,364 cubes have been scanned

اگر تمام ۵۴,۳۶۴ مکعب اسکن شوند

without the sum ever hitting 0,

و حاصل جمع هرگز صفر نشود،

that spot is safe.

آن جایگاه امن است.

Nothing left to do but enjoy the fireworks.

کاری باقی نمانده، جز لذت بردن از آتش‌بازی.