What are gravitational waves? - Amber L. Stuver

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Roni Ravia

At about six o'clock in the morning on September 14, 2015,

בערך בשש בבוקר ב 14 בספטמבר, 2015,

scientists witnessed something no human had ever seen:

מדענים חזו במשהו שאנשים מעולם לא ראו לפני כן:

two black holes colliding.

התנגשות של שני חורים שחורים.

Both about 30 times as massive as our Sun,

שנייהם בגודל של בערך פי 30 מהשמש שלנו,

they had been orbiting each other for millions of years.

הם חגו אחד סביב השני במשך מליוני שנים.

As they got closer together,

כשנעשו קרובים יותר,

they circled each other faster and faster.

הם חגו אחד סביב השני יותר ויותר מהר.

Finally, they collided and merged into a single, even bigger, black hole.

לבסוף, הם התנגשו והתמזגו לחור שחור יחיד גדול אף יותר.

A fraction of a second before their crash,

חלקיק שניה לפני ההתנגשות,

they sent a vibration across the universe at the speed of light.

הם שלחו תנודות במהירות האור לרוחבו של היקום.

And on Earth, billions of years later,

ועל כדור הארץ, מיליארדי שנים מאוחר יותר,

a detector called the Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,

גלאי הבנוי מאינטרפרומטר לייזר וממוקם במצפה גלי הגרביטציה,

or LIGO for short,

ל.י.ג.ו,

picked it up.

קלט את הרעידות הללו.

The signal only lasted a fifth of a second

הסיגנל היה באורך של חמישית שניה בלבד

and was the detector's first observation of gravitational waves.

והיווה את התצפית הראשונה של גלי כבידה.

What are these ripples in space?

מה הם הגלים הללו שנעים בחלל?

The answer starts with gravity,

התשובה מתחילה בכבידה,

the force that pulls any two objects together.

הכוח שמושך כל שני גופים אחד לשני.

That's the case for everything In the observable universe.

זה נכון לכל גוף ביקום הנצפה.

You're pulling on the Earth, the Moon, the Sun, and every single star,

אתם מפעילים כח משיכה על כדור הארץ, הירח, השמש ועל כל כוכב אחר,

and they're pulling on you.

והם מפעילים כח משיכה עליכם.

The more mass something has, the stronger its gravitational pull.

ככל שגוף יותר מאסיבי, כח המשיכה שלו גדול יותר.

The farther away the object, the lower its pull.

ככל שגוף מרוחק יותר, כח המשיכה שלו קטן יותר.

If every mass has an effect on every other mass in the universe,

אם לכל מסה יש השפעה על כל מסה אחרת ביקום,

no matter how small,

לא משנה עד כמה היא קטנה,

then changes in gravity can tell us about what those objects are doing.

אז שינויים בכבידה יכולים לספר לנו על תנועתן של מסות אלו.

Fluctuations in the gravity coming from the universe

תנודות כבידה שמגיעות מרחבי היקום

are called gravitational waves.

נקראות גלי כבידה.

Gravitational waves move out from what caused them,

גלי כבידה נעים הרחק מהמקור שיצר אותם,

like ripples on a pond,

כמו גלים באגם,

getting smaller as they travel farther from their center.

ונעשים קטנים יותר עם התרחקותם מהמרכז.

But what are they ripples on?

אבל באיזה תווך הם נעים?

When Einstein devised his Theory of Relativity,

כשאיינשטיין פיתח את תורת היחסות,

he imagined gravity as a curve in a surface called space-time.

הוא דימיין כבידה כעקמומיות במשטח שנקרא מרחב-זמן.

A mass in space creates a depression in space-time,

מסה בחלל יוצרת שקע במרחב-זמן,

and a ball rolling across a depression will curve

וכדור המתגלגל לאורך השקע יתעקל

like it's being attracted to the other mass.

כאילו הוא נמשך למסה האחרת.

The bigger the mass,

ככל שהמסה גדולה יותר,

the deeper the depression and the stronger the gravity.

השקע שהיא יוצרת גדול יותר והכבידה שלה חזקה יותר.

When the mass making the depression moves, that sends out ripples in space-time.

כשהמסה שיוצרת את השקע זזה, התזוזה שולחת גלים במרחב-זמן.

These are gravitationl waves.

ואלה הם גלי הכבידה.

What would a gravitational wave feel like?

איך ירגיש גל כבידתי?

If our bodies were sensitive enough to detect them,

אם הגוף שלנו היה רגיש מספיק כדי להבחין בהם,

we'd feel like we were being stretched sideways

היינו מרגישים כאילו אנחנו נמתחים אופקית

while being compressed vertically.

בה בעת שאנו נדחסים אנכית.

And in the next instant,

ומייד לאחר מכן,

stretched up and down while being compressed horizontally,

נמתחים אנכית בה בעת שאנו נדחסים אופקית,

sideways,

לצדדים.

then up and down.

ואז למעלה ולמטה.

This back and forth would happen over and over

התנועה מאופקי לאנכי מתרחשת שוב ושוב

as the gravitational wave passed right through you.

בעוד גלי הכבידה עוברים דרככם.

But this happens on such a minute scale that we can't feel any of it.

אבל זה מתרחש בקנה מידה כל כך קטן שאנחנו לא יכולים להרגיש אותם.

So we've built detectors that can feel it for us.

אז בנינו גלאים שיכולים להרגיש בשבילנו.

That's what the LIGO detectors do.

זה מה שגלאיי ל.י.ג.ו עושים.

And they're not the only ones.

והם לא היחידים.

There are gravitational wave detectors spread across the world.

יש גלאיי גלי כבידה הפרושים ברחבי העולם.

These L-shaped instruments have long arms,

למכשירים האלה דמויי האות ר יש זרועות ארוכות,

whose exact length is measured with lasers.

שהאורך המדוייק שלהן נמדד ע״י לייזר.

If the length changes, it could be because gravitational waves are stretching

אם אורכן משתנה, זה יכול להיות משום שגלי כבידה מותחים

and compressing the arms.

ודוחסים את הזרועות.

Once the detectors feel a gravitational wave,

ברגע שהגלאים מרגישים גל כבידה,

scientists can extract information about the wave's source.

מדענים יכולים להפיק מידע על מקור הגל.

In a way, detectors like LIGO are big gravitational wave radios.

במידה מסויימת גלאים כמו ל.י.ג.ו הם כמו מכשיר רדיו גדול לגלי כבידה.

Radio waves are traveling all around you, but you can't feel them

גלי רדיו נעים סביבכם, אבל אתם לא מרגישים אותם

or hear the music they carry.

ולא שומעים את המוזיקה שהם נושאים.

It takes the right kind of detector to extract the music.

נדרש סוג מסויים של גלאי כדי להפיק את המוזיקה.

LIGO detects a gravitational wave signal,

ל.י.ג.ו קולט אות גל כבידה,

which scientists then study for data about the object that generated it.

שמדענים יכולים לחקור כדי לקבל מידע על העצם שיצר אותו.

They can derive information, like its mass and the shape of its orbit.

הם יכולים להסיק מידע, על המסה והצורה של המסלול שלו.

We can also hear gravitational waves by playing their signals through speakers,

אנחנו יכולים גם לשמוע גלי כבידה על ידי השמעת האותות שלהם ברמקולים,

just like the music a radio extracts from radio waves.

בדיוק כמו המוזיקה שמכשירי רדיו מפיקים מגלי רדיו.

So those two black holes colliding sounds like this.

אז התנגשות שני החורים השחורים האלה נשמעת כך.

Scientists call this slide whistle-like noise a chirp,

מדענים מדמים רעש זה לשריקה ממשרוקית,

and it's the signature of any two objects orbiting into each other.

וזו העדות לכל שני עצמים שחגים אחד סביב השני במסלול התנגשות.

The black hole collision was just one example

ההתנגשות של החורים השחורים היתה רק דוגמה אחת

of what gravitational waves can tell us.

למה שגלי כבידה יכולים לספר לנו.

Other high-energy astronomical events will leave gravitational echoes, too.

ארועים אסטרונומים עתירי-אנרגיה אחרים גם הם ייצרו גלי כבידה.

The collapse of a star before it explodes in a supernova,

התמוטטות של כוכב לפני שהוא מתפוצץ והופך לסופרנובה,

or a very dense neutron stars colliding.

או התנגשות של כוכבי ניוטרונים בעלי צפיפות גבוהה.

Every time we create a new tool to look at space,

כל פעם שאנחנו יוצרים כלי חדש להתבוננות בחלל,

we discover something we didn't expect,

אנחנו מגלים משהו שלא ציפינו לו,

something that might revolutionize our understanding of the universe.

משהו שאולי יחולל מהפכה בהבנה שלנו לגבי היקום.

LIGO's no different.

וכך היה גם עם ל.י.ג.ו

In the short time it's been on,

בזמן הקצר שהוא פועל,

LIGO's already revealed surprises,

ל.י.ג.ו כבר חשף הפתעות,

like that black holes collide more often than we ever expected.

כמו העובדה שהתנגשות חורים שחורים יותר נפוצה ממה שציפינו.

It's impossible to say, but exciting to imagine,

זה בלתי אפשרי לומר, אבל מרגש לדמיין,

what revelations may now be propagating across space

איזה גילויים נעים ומתפשטים עכשיו לרוחבו של החלל

towards our tiny blue planet and its new way of perceiving the universe.

אל עבר הפלנטה הכחולה הזעירה שלנו והדרך החדשה שלה להבנת היקום.