Light seconds, light years, light centuries: How to measure extreme distances - Yuan-Sen Ting

हम अंतरिक्ष में कैसे दूरी को मापते हैं ? - युआन सेन टींग

Translator: Ayyappadas Vijayakumar Reviewer: Omprakash Bisen

Light is the fastest thing we know.

प्रकाश, हम जानते हैं कि सबसे तेज चीज़ है|

It's so fast that we measure enormous distances

यह इतनी तेज़ है कि इससे हम विशाल दूरियों को मापते हैं

by how long it takes for light to travel them.

प्रकाश को वहाँ पहुचने के समय के आधार पर ।

In one year, light travels about 6,000,000,000,000 miles,

एक साल में प्रकाश करीब ६,०००,०००,०००,००० मील यात्रा करता हैं

a distance we call one light year.

जिस दूरी को हम एक प्रकाश वर्ष कहते हैं।

To give you an idea of just how far this is,

यह कितना बड़ा है , इसे आपको समझाने के लिए ,

the Moon, which took the Apollo astronauts four days to reach,

चंद्रमा, जिसमे पहुँचने केलिए अपोलो अंतरिक्ष यात्रियों को ४ दिन लगे,

is only one light-second from Earth.

यह पृथ्वी से सिर्फ एक प्रकाश सेकंड ही दूर हैं।

Meanwhile, the nearest star beyond our own Sun is Proxima Centauri,

इसी बीच, हमारे अपने सूर्य से परे सबसे नजदीकी सितारा, प्रोक्सिमा सेंटौरी ,

4.24 light years away.

४.२४ प्रकाश वर्ष की दूरी पर है।

Our Milky Way is on the order of 100,000 light years across.

हमारी आकाशगंगा करीब १००,००० प्रकाश वर्ष के क्रम पर है।

The nearest galaxy to our own, Andromeda,

हमारे पास के अगली नजदीकी गैलेक्सी जो है, एंड्रोमेडा,

is about 2.5 million light years away

करीब २.५ लाख प्रकाश वर्ष दूर हैं।

Space is mind-blowingly vast.

अंतरिक्ष अत्यधिक विशाल है।

But wait, how do we know how far away stars and galaxies are?

लेकिन रुकिए, यह हमने कैसे जाना कि तारे और आकाशगंगाएं कितने दूर हैं?

After all, when we look at the sky, we have a flat, two-dimensional view.

आखिर, जब हम आकाश की ओर देखते हैं, हमे एक समतल, दो आयामी दृष्टिकोण दिखता है।

If you point you finger to one star, you can't tell how far the star is,

अगर आप एक तारे की ओर ऊँगलीसे इशारा करते हो आप नहीं बता सकते कि वह तारा कितनी दूर हैं,

so how do astrophysicists figure that out?

तो खगोलशास्त्री यह कैसे पता करते हैं?

For objects that are very close by,

नज़दीकी वस्तुओं के लिए

we can use a concept called trigonometric parallax.

हम त्रिकोणमितीय लंबन के एक संकल्पना का उपयोग करते हैं।

The idea is pretty simple.

विचार बहुत आसान है।

Let's do an experiment.

चलो एक प्रयोग करते हैं।

Stick out your thumb and close your left eye.

अपने अंगूठे आगे करके अपनी बायी आंख बंद कीजिये।

Now, open your left eye and close your right eye.

अब, अपनी बायी आंख खोलें और अपने दाहिने आंख बंद कर दें.

It will look like your thumb has moved,

आपको लगेगा कि आपका अंगूठा का स्थान बदल गया

while more distant background objects have remained in place.

जबकि बहुत दूर के वस्तुओं के स्थान नहीं बदले।

The same concept applies when we look at the stars,

यही अवधारणा लागू होती है जब हम तारों को देखते हैं।

but distant stars are much, much farther away than the length of your arm,

पर, दूर के सितारे तुम्हारे हाथ के लम्बाई से कही ज़्यादा दूरी पर हैं

and the Earth isn't very large,

और पृथ्वी इतनी बड़ी नहीं हैं,

so even if you had different telescopes across the equator,

तो अगर आपके पास दो दूरबीन होते जो भूमध्यरेखा में रखे हुए है ,

you'd not see much of a shift in position.

तो आपको उनके स्थान में कोई ज़्यादा परिवर्तन नज़र नहीं आएगा।

Instead, we look at the change in the star's apparent location over six months,

इसके बजाय, हम छह महीनोंके दौरान सितारों के स्पष्ट स्थान के बदलाव को देखेंगे,

the halfway point of the Earth's yearlong orbit around the Sun.

सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा का आधा रास्ता।

When we measure the relative positions of the stars in summer,

जब हम गर्मी के मौसम में सितारों के सापेक्ष स्थिति को मापते है

and then again in winter, it's like looking with your other eye.

और फिर से जब लेते है सर्दी में , तब हमारे दूसरी आँख से देखने जैसे लगते हैं।

Nearby stars seem to have moved against the background

ऐसे लगता हैं कि पास के सितारों के स्थान बदल गए पृष्ठभूमि के सापेक्ष में

of the more distant stars and galaxies.

जो दूर के सितारे और आकाशगंगाएं हैं।

But this method only works for objects no more than a few thousand light years away.

पर यह विधि लागू होती हैं सिर्फ उन्ही चीज़ों केलिए जो कुछ हजार प्रकाशवर्ष दूर है।

Beyond our own galaxy, the distances are so great

हमारे आकाशगंगा के पार दूरियां इतनी लम्बी हैं कि

that the parallax is too small to detect with even our most sensitive instruments.

लंबन इतना छोटा है कि वह सबसे संवेदनशील उपकरणों से भी पता नहीं लगा सकते।

So at this point we have to rely on a different method

इस समय, हमें एक और तरीके पे भरोसा करना पड़ेगा।

using indicators we call standard candles.

जो हम मानक मोमबत्ती के नाम से पुकारते हैं।

Standard candles are objects whose intrinsic brightness, or luminosity,

मानक मोमबत्ती वो चीज़ें होती है जिसके आंतरिक चमक अथवा प्रकाश

we know really well.

हमें अच्छी तरह मालूम हैं।

For example, if you know how bright your light bulb is,

उदाहरणार्थ, अगर तुम्हे पता है कि तुम्हारे प्रकाश बल्ब कितना चमकीला है,

and you ask your friend to hold the light bulb and walk away from you,

और तुम अपने दोस्त से वह बल्ब लेके तुमसे दूर जाने के लिए कहो ,

you know that the amount of light you receive from your friend

तुम्हें पता होगा कि जो प्रकाश की मात्रा तुम्हारे दोस्त से मिलती है,

will decrease by the distance squared.

कम होती जाएँगी जब दूरी दुगनी हो जाती है।

So by comparing the amount of light you receive

तो, तुम्हे जो प्रकाश मिलता है उसके मात्रा के तुलना

to the intrinsic brightness of the light bulb,

उस प्रकाश बल्ब के आंतरिक चमक से करके

you can then tell how far away your friend is.

तुम बता सकते हो कि तुम्हारा दोस्त कितनी दूर हैं।

In astronomy, our light bulb turns out to be a special type of star

खगोल विज्ञान में, अपना प्रकाश बल्ब एक विशेष सितारा होता है

called a cepheid variable.

जिसको सेफीड वेरिएबल कहते हैं।

These stars are internally unstable,

इन सितारे आंतरिक रूप से अस्थिर होते है,

like a constantly inflating and deflating balloon.

एक बलून जैसे जो लगातार बड़े और छोटे होते रहते हैं।

And because the expansion and contraction causes their brightness to vary,

और क्यूंकि विस्तार और संकुचन चमक को कम करती है ,

we can calculate their luminosity by measuring the period of this cycle,

इस चक्र की अवधि को नापकर हम उनकी चमक की गणना कर सकते हैं।

with more luminous stars changing more slowly.

अधिक चमकदार सितारे और धीरे बदलाव के साथ।

इन सितारों के निरीक्षण करके मिलने वाली प्रकाश की तुलना

By comparing the light we observe from these stars

to the intrinsic brightness we've calculated this way,

हम पहले गणन करके रखे हुए उनके आंतरिक चमक से करके

we can tell how far away they are.

हम बता सकते है कि वे कितने दूर हैं।

Unfortunately, this is still not the end of the story.

दुर्भाग्य से यह कहानी का अंत नहीं हैं।

हम केवल व्यक्तिगत सितारों का निरीक्षण कर सकते हैं

We can only observe individual stars up to about 40,000,000 light years away,

जो करीब ४०,०००,००० प्रकाश वर्ष दूर हैं

after which they become too blurry to resolve.

जिसके बाद वे हल करने के लिए बहुत धुँधले हो जाते हैं।

But luckily we have another type of standard candle:

लेकिन सौभाग्य से हमारे पास एक और मानक मोमबत्ती हैं।

the famous type 1a supernova.

यह है, प्रसिद्ध टाइप "१ ए " सुपरनोवा।

Supernovae, giant stellar explosions are one of the ways that stars die.

सुपरनोवे, एक विशाल तारकीय विस्फोट एक तरीका है सितारों के मरने का,

These explosions are so bright,

यें विस्फोट बहुत चमकदार होते है

that they outshine the galaxies where they occur.

जो पूरी आकाशगंगा को ग्रहण कर देते है जहाँ पे वह होते हैं।

So even when we can't see individual stars in a galaxy,

तो जब भी हम एक गैलेक्सी के व्यक्तिगत सितारे नहीं देख सकते ,

we can still see supernovae when they happen.

हम सुपरनोवे को देख सकते हैं जब भी वे होते हैं।

And type 1a supernovae turn out to be usable as standard candles

और "टाइप ए" सुपरनोवे मानक मोमबत्तियों के तरह उपयोग कर सकते हैं।

because intrinsically bright ones fade slower than fainter ones.

क्यूंकि आंतरिक रूप से चमकीले, हल्के वालों की तुलना में

धीमी गति से धुंधले होते हैं । इस संबंध की हमारी समझ के माध्यम से

Through our understanding of this relationship

between brightness and decline rate,

चमक और गिरावट की दर के बीच,

we can use these supernovae to probe distances

हम इन सुपरनोवे को दूरी की जांच के लिए उपयोग कर सकते है

up to several billions of light years away.

वो भी कई अरबों प्रकाश वर्ष तक।

But why is it important to see such distant objects anyway?

लेकिन दूर की वस्तुओं को देखना महत्वपूर्ण क्यों है?

Well, remember how fast light travels.

खैर, याद है ,प्रकाश कितनी तेज़ी से यात्रा करता हैं ?

For example, the light emitted by the Sun will take eight minutes to reach us,

उदाहरणार्थ,सूर्यद्वारा उत्सर्जित प्रकाश को हम तक पहुँचने के लिए आठ मिनट लगते हैं,

which means that the light we see now is a picture of the Sun eight minutes ago.

जिसका मतलब है कि जो प्रकाश हम अब देखते है, वह एक चित्र है सूर्य का जो ८ मिनट पहले था।

When you look at the Big Dipper,

जब आप सप्तऋषि को देखते हो,

you're seeing what it looked like 80 years ago.

तब आप ८० साल पहले के सप्तर्षि को देख रहे हैं ।

And those smudgy galaxies?

और उन अस्पष्ट गलक्सीस ?

They're millions of light years away.

वे लाखों प्रकाश वर्ष दूर हैं।

It has taken millions of years for that light to reach us.

इनके प्रकाश हमतक पहुँचने के लिए लाखों वर्ष लगे।

So the universe itself is in some sense an inbuilt time machine.

तो एक तरह से ब्रह्मांड खुद अपने आप में एक काल यंत्र हैं।

The further we can look back, the younger the universe we are probing.

जितने पीछे हम देखेंगे, उतनी ही यौवन ब्रह्मांड को हम देख पाएंगे|

Astrophysicists try to read the history of the universe,

खगोलशास्त्री ब्रह्मांड के इतिहास को पढ़ने की कोशिश करते है

and understand how and where we come from.

यह समझने की कि हम कहाँ से आए।

The universe is constantly sending us information in the form of light.

ब्रह्मांड लगातार प्रकाश के रूप में हमें जानकारी भेज रहा है।

All that remains if for us to decode it.

हमारे लिए जो बचा है, वो है इनको समझना।