The dust bunnies that built our planet - Lorin Swint Matthews

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

Consider the spot where you’re sitting.

חשבו על הנקודה בה אתם יושבים.

Travel backwards in time

חזרו אחורה בזמן

and it might’ve been submerged at the bottom of a shallow sea,

והיא אולי היתה שקועה בתחתית ים רדוד,

buried under miles of rock,

קבורה תחת קילוnטרים של סלע,

or floating through a molten, infernal landscape.

או צפה בנוף לוהט ומותך.

But go back far enough—

חזרו אחורה מספיק --

about 4.6 billion years,

בערך 4.6 מיליארד שנה,

and you’d be in the middle of an enormous cloud of dust and gas

ותהיו באמצע ענן עצום של אבק וגז

orbiting a newborn star.

שחג סביב כוכב שרק נולד.

This is the setting for some of the biggest, smallest mysteries of physics:

זה הרקע לכמה מהתעלומות הגדולות והקטנות ביותר של הפיזיקה:

the mysteries of cosmic dust bunnies.

התעלומות של גושי האבק הקוסמי.

Seemingly empty regions of space between stars

אזורים שנראים ריקים לכאורה של חלל בין כוכבי

actually contain clouds of gas and dust,

למעשה מכילים עננים של גז ואבק,

usually blown there by supernovas.

שבדרך כלל הועף על ידי סופר נובות.

When a dense cloud reaches a certain threshold called the Jeans mass,

כשענן דחוס מגיע לסף מסויים שנקרא מאסת ג'ינס,

it collapses in on itself.

הוא קורס לתוך עצמו.

The shrinking cloud rotates faster and faster, and heats up,

הענן המתכווץ מסתובב מהר יותר ויותר, ומתחמם,

eventually becoming hot enough to burn hydrogen in its core.

לבסוף הופך לחם מספיק כדי לשרוף מימן בליבתו.

At this point a star is born.

בנקודה זו כוכב נולד.

As fusion begins in the new star,

כשהיתוך מתחיל בכוכב החדש,

it sends out jets of gas that blow off the top and bottom of the cloud,

הוא שולח החוצה סילונים של גז שנושבים מעל ומתחת לענן,

leaving behind an orbiting ring of gas and dust called a protoplanetary disk.

מה שמשאיר מאחור טבעת חגה של גז ואבק שנקראת דיסק פרוטו פלנטרי.

This is a surprisingly windy place;

זה מקום עם רוח חזקה באופן מפתיע;

eddies of gas carry particles apart, and send them smashing into each other.

אדוות של גז נושאות חלקיקים, ושולחות אותם להתרסק אחד בשני.

The dust consists of tiny metal fragments, bits of rock, and, further out, ices.

האבק מכיל חלקיקי מתכת זעירים, חלקים של סלע, ורחוק יותר, קרח.

We’ve observed thousands of these disks in the sky,

צפינו באלפי דיסקים כאלה בשמיים,

at various stages of development

בשלבים שונים של התפתחות

as dust clumps together into larger and larger masses.

כשאבק מתקבץ למסות גדולות יותר ויותר.

Dust grains 100 times smaller than the width of a human hair stick to each other

גרגרי אבק קטנים פי 100 מרוחב שערה אנושית נדבקים אחד לשני

through what’s called the van der Waals force.

דרך מה שנקרא כוחות וון דר וולס.

That’s where a cloud of electrons shifts to one side of a molecule,

שם ענן אלקטרונים נע לצד אחד של המולקולה,

creating a negative charge on one end, and a positive charge on the other.

ויוצא מטען שלילי בצד אחד, וחיובי בצד השני.

Opposites attract, but van der Waals can only hold tiny things together.

הפכים נמשכים, אבל וון דר וואלס יכול להחזיק רק דברים קטנים יחד.

And there’s a problem: once dust clusters grow to a certain size,

ויש בעיה: ברגע שגושי האבק גדלים לגודל מסויים,

the windy atmosphere of a disk should constantly break them up

האטמוספירה הרוחנית של הדיסק צריכה כל הזמן לפרק אותם

as they crash into each other.

כשהם מתרסקים אחד על השני.

The question of how they continue to grow is the first mystery of dust bunnies.

השאלה של איך הם ממשיכים לגדול היא המסתורין הראשון של גושי אבק.

One theory looks to electrostatic charge to answer this.

תאוריה אחת מביטה במטען אלקטרו סטטי כדי לענות על זה.

Energetic gamma rays, x-rays, and UV photons

קרני גמא אנרגטיות, קרני X, ופוטונים בתחום האולטרה סגול

knock electrons off of gas atoms within the disk,

מעיפים אלקטרונים מאטומי הגז בתוך הדיסק,

creating positive ions and negative electrons.

ויוצרים יונים חיוביים ואלקטרונים שלילים.

Electrons run into and stick to dust,

אלקטרונים פוגשים ונדבקים לאבק,

making it negatively charged.

והופכים אותו לטעון שלילית.

Now, when the wind pushes clusters together,

עכשיו, כשהרוח דוחפת מקבצים יחד,

like repels like and slows them down as they collide.

דומים דוחים דומים וזה מאט אותם כשהם מתנגשים.

With gentle collisions they won’t fragment,

עם התנגשויות עדינות הם לא יתפרקו,

but if the repulsion is too strong, they’ll never grow.

אבל אם הדחיה חזקה מדי, הם לעולם לא יגדלו.

One theory suggests that high energy particles

תאוריה אחת מציעה שחלקיקים עם אנרגיה גבוהה

can knock more electrons off of some dust clumps,

יכולים להעיף יותר אלקטרונים מכמה מגושי האבק,

leaving them positively charged.

מה שמשאיר אותם טעונים חיובית.

Opposites again attract, and clusters grow rapidly.

ניגודים נמשכים שוב, והגושים גדלים במהירות.

But before long we reach another set of mysteries.

אבל במהרה אנחנו מגיעים לסט נוסף של תעלומות.

We know from evidence found in meteorites

אנחנו יודעים מעדויות שנמצאות במטאוריטים

that these fluffy dust bunnies eventually get heated, melted

שגושי האבק האווריריים האלה מתחממים לבסוף ומותכים

and then cooled into solid pellets called chondrules.

ואז מתקררים לכופתאות מוצקות שנקראות קונדרולים.

And we have no idea how or why that happens.

ואין לנו מושג איך ולמה זה קורה.

Furthermore, once those pellets do form, how do they stick together?

ויותר מזה, ברגע שהכופתאות האלו נוצרות, איך הן נדבקות אחת לשניה?

The electrostatic forces from before are too weak,

הכוח האלקטרו סטטי מלפני כן חלש מדי,

and small rocks can’t be held together by gravity either.

והסלעים הקטנים לא יכולים להיות מוחזקים גם על ידי כבידה.

Gravity increases proportionally to the mass of the objects involved.

הכבידה גוברת יחסית למסה של העצם המעורב.

That’s why you could effortlessly escape an asteroid the size of a small mountain

לכן תוכלו לברוח בקלות מאסטרואיד בגודל של הר קטן

using just the force generated by your legs.

בשימוש בכוח שנוצר על ידי רגליכם בלבד.

So if not gravity, then what?

אז אם לא הכבידה, מה כן?

Perhaps it’s dust.

אולי זה אבק.

A fluffy dust rim collected around the outside of the pellets

טבעת אבק אוורירית הנאספת מחוץ לכופתאות

could act like Velcro.

יכולה לפעול כמו וולקרו.

There’s evidence for this in meteors,

יש עדויות לזה במטאורים,

where we find many chondrules surrounded by a thin rim of very fine material–

שם אנחנו מוצאים הרבה כונדרולים מוקפים בטבעת דקה של חומר ממש עדין --

possibly condensed dust.

אולי אפילו אבק מעובה.

Eventually the chondrule pellets get cemented together inside larger rocks,

לבסוף כופתאות הכונדרולים מודבקים יחד בתוך סלעים גדולים יותר,

which at about 1 kilometer across

ברוחב של בערך קילומטר

are finally large enough to hold themselves together through gravity.

והם גדולים מספיק לבסוף כדי להחזיק אתם עצמם בעזרת כבידה.

They continue to collide and grow into larger and larger bodies,

הם ממשיכים להתנגש ולגדול לגופים גדולים יותר ויותר,

including the planets we know today.

כולל הפלנטות שאנחנו מכירים היום.

Ultimately, the seeds of everything familiar–

לבסוף, הזרעים של כל מה שמוכר לנו --

the size of our planet, its position within the solar system,

הגודל של הפלנטות, המיקום שלהן במערכת השמש,

and its elemental composition–

וההרכב היסודי שלהן --

were determined by an uncountably large series of random collisions.

נקבעו על ידי סדרה עצומה של התנגשויות.

Change the dust cloud just a bit,

שנו את ענן האבק רק מעט,

and perhaps the conditions wouldn’t have been right

ואולי התנאים לא היו מתאימים

for the formation of life on our planet.

ליצירת חיים על הפלנטה שלנו.