Dark matter: How does it explain a star's speed? - Don Lincoln

ماده‌ی تاریک: چگونه با آن سرعت ستاره‌ها را توضیح می‌دهیم؟ - دان لینکلن

Transcriber: tom carter Reviewer: Bedirhan Cinar

Translator: Mana Ahmady Reviewer: Bidel Akbari

Of all the spectacles mankind has viewed through a telescope,

از میان همه‌ی چشم‌اندازهای شکوهمندی که بشر از درون تلسکوپ نظاره‌گر بوده،

there are few lovelier than a spiral galaxy.

شمار بسیار کمی‌ وجود دارد که دوست‌داشتنی‌تر از کهکشان پیچا باشند.

Majestic whirlpools of stars, they rotate in a stately and predictable dance.

گردابه‌ی شکوهمندی از ستاره‌ها، که در میانه‌ی رقصی خرامان و قابل پیش‌بینی در چرخش هستند.

The fact that we see many billions of them in our telescopes

این حقیقت که ما میلیاردها میلیارد از آنها را در تلسکوپ‌هامان می‌بینیم

tells us they are both common and stable.

به ما می‌گه که آنها هم رایج و هم پابرجا هستند.

It is perhaps surprising that it is relatively easy to understand the inner workings of these cosmic pinwheels.

شاید این غافلگیرکننده باشد که فهم کارکرد درونی این مارپیچ‌های کیهانی نسبتا ساده‌ست.

By combining physical principles worked out by Sir Isaac Newton in the late 17th century,

با ترکیب اصول فیزیکی به دست‌آمده توسط سِر ایزاک نیوتن در پایان سده‌ی هفده،

with the observed amount of mass in a galaxy,

و با استفاده از جرم مشاهده‌ شده در یک کهکشان،

scientists can calculate the rates at which these galaxies rotate.

دانشمندان می‌توانند سرعتی که کهکشان‌ها با آن به چرخش در می‌آیند را محاسبه کنند.

Using these techniques, astronomers predict how fast stars at different distances from the center of the galaxy should move.

با به‌کارگیری این شِگرد، ستاره‌شناس‌ها پیش‌بینی می‌کنند که ستاره‌ها در فواصل گوناگون از مرکز کهکشان باید با چه سرعتی حرکت کنند.

Stars very close to the center move slowly.

ستاره‌های بسیار نزدیک به مرکز کهکشان به آرامی حرکت می‌کنند.

That's because there is very little mass between them and the center of the galaxy to pull them along.

زیرا جرم بسیار ناچیزی میان آنها و مرکز کهکشان وجود دارد که آنها را به دنبال خودش بکشد.

Stars a bit further away move faster,

ستاره‌هایی کمی دورتر هستند تندتر حرکت می‌کنند،

because they are being pulled by all of the stars in between them and the center.

چون آنها دارند توسط همه‌ی ستاره‌هایی که میان آنها و مرکز هستند کشیده می‌شن.

As we get really far away, the stars are predicted to move slowly again.

همین‌ که حسابی دور شدیم، پیش‌بینی می‌شه که ستاره‌ها دوباره به آرامی حرکت کنند.

Their great distance reduces gravity to a gentle tug,

فاصله‌ی زیادِ آنها گرانش را به یک کشش ملایم کاهش می‌ده،

so they move leisurely in their orbits.

بنابراین آنها به آهستگی در مدارهاشان می‌چرخند.

Knowing this, scientists looked at the galaxies and measured how fast stars were moving.

با دانستن این، دانشمندان کهکشان‌ها را بررسی کردند و سرعت حرکت ستاره‌ها را اندازه‌گیری نمودند.

To their surprise, they found that while the stars closer to the center of the galaxy behaved as predicted,

با کمال شگفتی، آنها دریافتند که تا زمانی که ستاره‌ها به مرکز کهکشان نزدیک‌ هستند بر اساس پیش‌بینی‌ها رفتار می‌کنند،

those further away moved far too quickly.

اما ستاره‌های دورتر خیلی سریع‌تر حرکت می‌کنند.

This observation was devastating to the tradtional theories of gravity and motion.

این مشاهده همه‌ی نظریه‌های مربوط به گرانش و حرکت را ویران کرد.

If the stars were moving as fast as their measurement suggested,

اگر ستاره‌ها با سرعتی که اندازه‌گیری‌ها نشان می‌داد حرکت می‌کردند،

galaxies should have torn themselves apart.

کهکشان‌ها باید از هم می‌گسستند.

It was a crisis, and astronomers and physicists scrambled to find a mistake in their calculation.

این یک بحران بود، و ستاره‌شناس‌ها و فیزیکدان‌ها تقلا می‌کردند که اشتباه محاسباتی‌شان را پیدا کنند.

Was Newton's theory of gravity wrong?

آیا نظریه‌ی گرانش نیوتن نادرست بود؟

Was his theory of motion wrong?

آیا نظریه‌ی حرکتش ایراد داشت؟

Or was it possible that astronomers had incorrectly measured the galaxy's mass?

یا ممکن بود که ستاره‌شناس‌ها جرم کهکشان را اشتباه محاسبه کرده باشند؟

All options were investigated, and all were ruled out. Except one.

همه‌ی گزینه‌ها بررسی شدند، و همه‌شان رد شدند. به جز یکی.

Today, scientists believe that the answer lies in a previously unknown kind of matter, called dark matter.

امروزه، دانشمندان باور دارند که پاسخ در ماده‌ای نهفته که پیش‌تر ناشناخته بود، ماده‌ای به نام ماده‌ی تاریک.

This dark matter can be envisioned as a cloud which surrounds most galaxies.

این ماده‌ی تاریک می‌تونه به عنوان ابری پیرامون بیشتر کهکشان‌ها تجسم بشه.

This matter is very unusual. It is affected by gravity,

این ماده بسیار غیر معمول‌ست. تحت تاثیر گرانش قرار می‌گیرد،

but it is invisible to visible light and all other forms of electromagnetic radiation.

اما در برابر نور مرئی و دیگر اشکال پرتوهای الکترومغناطیسی ناپیداست.

The name "dark matter" originates in this form of matter's inability to emit or absorb light.

این نام، «ماده‌ی تاریک»، برآمده از ناتوانی ماده از نورافشانی و یا جذب نور است.

Dark matter adds to the gravity of the galaxy

ماده‌ی تاریک به کهکشان جرم می‌افزاید

and explains the orbital speed of stars far from the galactic center.

و سرعت مداری ستارگان دورتر از مرکز کهکشانی را توضیح می‌دهد.

Dark matter has not yet been directly observed,

ماده‌ی تاریک تاکنون مستقیما مشاهده نشده،

but scientists believe that it is likely to be real,

اما دانشمندان باور دارند که محتمل‌ست که واقعی باشد،

mostly because the other options have been ruled out.

بیشتر به این دلیل که همه‌ی گزینه‌های دیگر آنها رد شده.

Using dozens of approaches, astronomers and physicists continue to search for direct evidence

با به‌کارگیری ده‌ها رهیافت، ستاره‌شناس‌ها و فیزیک‌دان‌ها جستجو برای یافتن مدرک مستقیمی

that would prove that the dark matter hypothesis is true.

که بتونه فرضیه‌ی ماده‌ی تاریک را اثبات کند، ادامه می‌دن.

This question is one of the most important physics research questions of the 21st century.

این پرسش یکی از مهم‌ترین پرسش‌های پژوهشی فیزیک در سده‌ی ۲۱ام است.