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

חומר אפל: החומר שאנחנו לא יכולים לראות - ג'יימס גיליס

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

תרגום: Ido Dekkers עריכה: eviatar edlerman

The ancient Greeks had a great idea:

ליוונים העתיקים היה רעיון מעולה

The universe is simple.

היקום הוא פשוט.

In their minds,

לדעתם,

all you needed to make it were four elements:

כל מה שהיה צריך כדי ליצור אותו היו ארבעה יסודות:

earth,

אדמה,

air,

fire,

אויר,

אש,

and water.

ומים.

As theories go, it's a beautiful one.

התאוריות אומרות, שהוא יפיפיה.

It has simplicity and elegance.

יש לו פשטות ואלגנטיות.

It says that by combining

היא אומרת שעל ידי שילוב

the four basic elements in different ways,

ארבעת היסודות הפשוטים האלה בדרכים שונות,

you could produce all the wonderful diversity of the universe.

אתם יכולים ליצור את כל הגיוון הנפלא של היקום.

Earth and fire, for example,

אדמה ואש לדוגמה,

give you things that are dry.

נותנים לכם דברים יבשים.

Air and water, things that are wet.

אויר ומים, דברים רטובים.

But as theories go, it had a problem.

אבל התאוריות אומרות, שהיתה לה בעיה.

It didn't predict anything that could be measured,

היא לא חזתה שום דבר שניתן למדידה,

and measurement is the basis of experimental science.

ומדידה היא הבסיס למדע ניסויי.

Worse still, the theory was wrong.

וגרוע יותר, התאוריה היתה שגויה.

But the Greeks were great scientists of the mind

אבל המדענים היו מדענים מעולים של החשיבה

and in the 5th century B.C.,

ובמאה ה 5 לפני הספירה,

Leucippus of Miletus came up

ליוזיפוס ממילטוס הגה

with one of the most enduring scientific ideas ever.

את אחד הרעיונות המדעיים שהחזיקו הכי הרבה זמן אי פעם.

Everything we see is made up

כל מה שאנחנו רואים עשוי

of tiny, indivisible bits of stuff called atoms.

מחלקים זעירים ואינדיבידואלים של חומר שנקראים אטומים.

This theory is simple and elegant,

התאוריה הזו פשוטה ואלגנטית,

and it has the advantage

ויש לה את היתרון

over the earth, air, fire, and water theory

על פני תאוריית האדמה, אויר, אש ומים

of being right.

של להיות נכונה.

Centuries of scientific thought and experimentation

מאות של מחשבות וניסויים מדעיים

have established that the real elements,

הוכיחו שהיסודות האמיתיים,

things like hydrogen,

דברים כמו מימן,

carbon,

and iron,

פחמן,

וברזל,

can be broken down into atoms.

יכולים להיות מפורקים לאטומים.

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

בתאוריה של ליוסיפוס, האטום הוא החלקיק

indivisible bit of stuff that's still recognizable

הבלתי נראה הקטן ביותר שעדיין ניתן לזיהוי

as hydrogen,

כמימן,

carbon,

פחמן,

or iron.

או ברזל.

The only thing wrong with Leucippus's idea

הדבר היחידי השגוי ברעיון של ליוסיפיוס

is that atoms are, in fact, divisible.

הוא שאטומים, הם למעשה, ברי חלוקה.

Furthermore, his atoms idea turns out

מה עוד, רעיון האטומים שלו מסתבר

to explain just a small part

שמסביר רק חלק קטן

of what the universe is made of.

ממה שהיקום עשוי ממנו.

What appears to be the ordinary stuff of the universe

מה שנראה כחומר הרגיל של היקום

is, in fact, quite rare.

הוא, למעשה, די נדיר.

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

האטומים של ליוסיפיוס, והדברים שהם עשויים ממנו,

actually make up only about 5%

הם למעשה רק 5%

of what we know to be there.

ממה שאנחנו יודעים שיש שם.

Physicists know the rest of the universe,

הפיסיקאים יודעים ששאר היקום,

95% of it,

95% ממנו,

as the dark universe,

הוא יקום אפל,

made of dark matter and dark energy.

עשוי מחומר אפל ואנרגיה אפלה.

How do we know this?

איך אנחנו יודעים את זה?

Well, we know because we look at things

ובכן, אנחנו יודעים מפני שאנחנו צופים בדברים

and we see them.

ואנחנו רואים אותם.

That might seem rather simplistic,

זה אולי נראה מאוד פשטני,

but it's actually quite profound.

אבל זה למעשה די עמוק.

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

כל הדברים שעשויים מאטומים הם נראים.

Light bounces off it, and we can see it.

אור חוזר מהם, אנחנו יכולים לראות אותם.

When we look out into space,

כשאנחנו מביטים לחלל,

we see stars and galaxies.

אנחנו רואים כוכבים וגלקסיות.

Some of them, like the one we live in,

חלקם, כמו זה שאנחנו חיים עליו,

are beautiful, spiral shapes, spinning gracefully through space.

הם ספירלות יפיפיות, שמסתובבות בחינניות בחלל.

When scientists first measured the motion

כשמדענים מדדו לראשונה את התנועה

of groups of galaxies in the 1930's

של קבוצות של גלקסיות בשנות ה30,

and weighed the amount of matter they contained,

ומדדו את כמות החומר שהן הכילו,

they were in for a surprise.

היתה להם הפתעה.

They found that there's not enough visible stuff

הם מצאו שאין מספיק חומר נראה

in those groups to hold them together.

בקבוצות האלה כדי להחזיק אותן יחד.

Later measurements of individual galaxies

מדידות מאוחרות יותר של גלקסיות בודדות

confirmed this puzzling result.

אישרו את התוצאה המבלבלת הזו.

There's simply not enough visible stuff in galaxies

פשוט אין מספיק חומר נראה לעין בגלקסיות

to provide enough gravity to hold them together.

לספק מספיק כוח משיכה להחזיק אותן יחד.

From what we can see,

ממה שאנחנו יכולים לראות,

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

הן אמורות להתפרק, אבל הן לא.

So there must be stuff there

אז חייב להיות חומר שם

that we can't see.

שאנחנו לא יכולים לראות.

We call that stuff dark matter.

אנחנו קוראים לחומר הזה חומר אפל.

The best evidence for dark matter today

העדות הטובה ביותר לחומר אפל היום

comes from measurements of something

באה מהמדידות של משהו

called the cosmic microwave background,

שנקרא קרינת רקע קוסמית,

the afterglow of the Big Bang,

הזוהר השיורי של המפץ הגדול,

but that's another story.

אבל זה סיפור אחר.

All of the evidence we have

כל העדויות שיש לנו

says that dark matter is there

אומרות שחומר אפל נמצא שם בחוץ

and it accounts for much of the stuff

והוא רוב החומר

in those beautiful spiral galaxies

בגלקסיות הספירליות היפיפיות האלו

that fill the heavens.

שממלאות את השמיים.

So where does that leave us?

אז איפה זה משאיר אותנו?

We've long known that the heavens

ידענו מזמן שהשמיים

do not revolve around us

לא מסתובבים סביבנו

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

ושאנחנו תושבים של פלנטה די רגילה,

orbiting a fairly ordinary star,

שמקיפה כוכב די רגיל,

in the spiral arm of a fairly ordinary galaxy.

בזרוע ספירלית של גלקסיה די רגילה.

The discovery of dark matter took us

הגילוי של חומר אפל לקח אותנו

one step further away from the center of things.

צעד אחד הלאה ממרכז העניינים.

It told us that the stuff we're made of

זה אמר לנו שהחומר ממנו אנחנו עשויים

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

הוא רק חלק מההרכב של היקום.

But there was more to come.

אבל עוד הגיע.

Early this century,

בתחילת המאה,

scientists studying the outer reaches of the universe

מדענים שחקרו את המחוזות הרחוקים של היקום

confirmed that not only is everything moving apart

אישרו שלא רק שהכל מתרחק

from everything else,

מכל דבר אחר,

as you would expect in a universe

כמו שמצפים מיקום

that began in hot, dense big bang,

שהתחיל בפיצוץ חם ודחוס,

but that the universe's expansion

אלא שההתפשטות של היקום

also seems to be accelerating.

נראת גם כמאיצה.

What's that about?

מה בנוגע לזה?

Either there is some kind of energy

או שיש איזה סוג של אנרגיה

pushing this acceleration,

שדוחפת את התאוצה הזו,

just like you provide energy to accelerate a car,

בדיוק כמו שאתם מספקים אנרגיה להאיץ מכונית,

or gravity does not behave exactly as we think.

או שכוח המשיכה לא מתנהג כמו שאנחנו חושבים.

Most scientists think it's the former,

רוב המדענים חושבים שזו התשובה הראשונה,

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

שיש איזה שהוא סוג של אנרגיה שדוחפת את התאוצה,

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

והם קראו לה אנרגיה אפלה.

Today's best measurements allow us to work out

המדידות הטובות ביותר כיום מאפשרות לנו לחשב

just how much of the universe is dark.

בדיוק כמה מהיקום אפל.

It looks as if dark energy makes up

זה נראה שאנרגיה אפלה היא

about 68% of the universe

בערך 68% מהיקום

and dark matter about 27%,

וחומר אפל הוא בערך 27%,

leaving just 5% for us

מה שמשאיר רק 5% בשבילנו

and everything else we can actually see.

וכל דבר אחר שאנחנו יכולים לראות.

So what's the dark stuff made of?

אז ממה עשוי החומר האפל?

We don't know,

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

אנחנו לא יודעים ,

אבל יש תאוריה אחת, שנקראת סופרסימטריה,

that could explain some of it.

שיכולה להסביר חלק מזה.

Supersymmetry, or SUSY for short,

סופרסימטריה, או סוסי בקיצור,

predicts a whole range of new particles,

מנבאת תחום שלם של חלקיקים חדשים,

some of which could make up the dark matter.

חלקם יכולים להרכיב את החומר האפל.

If we found evidence for SUSY,

אם נמצא עדויות לסוסי,

we could go from understanding 5% of our universe,

נוכל לעבור מלהבין 5% מהיקום שלנו,

the things we can actually see,

הדברים שאנחנו יכולים לראות למעשה,

to around a third.

לבערך שליש.

Not bad for a day's work.

לא רק ליום עבודה.

Dark energy would probably be harder to understand,

אנרגיה אפלה תהיה כנראה קשה יותר להבנה,

but there are some speculative theories out there

אבל יש כמה תאוריות השערתיות שם

that might point the way.

שאולי יראו את הדרך.

Among them are theories that go back

בינהן יש תאוריות שחוזרות

to that first great idea of the ancient Greeks,

לרעיון הגדול של היוונים העתיקים,

the idea that we began with several minutes ago,

הרעיון שהתחלנו איתו לפני מספר דקות,

the idea that the universe must be simple.

הרעיון שהיקום צריך להיות פשוט.

These theories predict that there is just a single element

התאוריות האלה מנבאות שיש רק אלמנט אחד

from which all the universe's wonderful diversity stems,

ממנו נובע על הגיוון הנפלא של היקום,

a vibrating string.

מיתר רוטט.

The idea is that all the particles we know today

הרעיון הוא שכל החלקיקים שאנחנו מכירים היום

are just different harmonics on the string.

הם פשוט הרמוניות שונות של המיתר.

Unfortunately, string theories today

לצערנו, תאוריות המיתרים היום

are, as yet, untestable.

הן, עדיין, בלתי ניתנות לניסוי.

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

אבל, עם כל כך הרבה יקום שמחכה לחקירה,

the stakes are high.

הרף הוא גבוה.

Does all of this make you feel small?

האם כל זה גורם לכם להרגיש קטנים?

It shouldn't.

זה לא צריך.

Instead, you should marvel

במקום, אתם צריכים להנות

in the fact that, as far as we know,

מהעובדה, שככל שאנחנו יודעים,

you are a member of the only species in the universe

אתם חברים במין היחידי ביקום

able even to begin to grasp its wonders,

שמסוגל אפילו להתחיל לקלוט את הפלאים שלו,

and you're living at the right time

ואתם חיים בזמן הנכון

to see our understanding explode.

כדי לראות את ההבנה שלנו מתרחבת.