What light can teach us about the universe - Pete Edwards

光は宇宙の謎を解き明かす － ピート・エドワード

翻訳: Tomoyuki Suzuki 校正: Masako Kigami

How and when did our universe begin?

いつ どのように宇宙が始まったのでしょう？

How did it get to look like this?

どのようにして今の姿になったのでしょう？

How will it end?

終わりを迎えるのはいつ？

Humans have been discussing these questions

人類はこんな疑問について

for as long as they've been around without ever reaching much agreement.

延々繰り返し議論し いまだ結論に達していません

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

今日 宇宙学者は答えを見出そうと 精を出しています

But how can anyone hope to find concrete answers to such profound questions?

そのような深遠なる疑問に 明確な答えを見いだせるでしょうか？

And how is it possible to explore and study something as huge as the universe,

そして ほとんどの領域が到達不可能である 宇宙という広大な対象を

most of which we'll never be able to reach?

探求したり 研究したりできるのでしょうか？

The answer is light.

その答えは光にあります

And although light from distant parts of the universe

宇宙の彼方から来る光は

can take billions of years to reach us,

我々のもとに届くのに何十億年も かかりますが

it carries six unique messages that, when put together,

光には６つの固有のメッセージを含んでいて 解析手法を心得ている－

can disclose an amazing amount of information to astronomers

天文学者は これらを統合して

who know how to look for it.

膨大な量の情報を引き出すことが出来ます

Just as sunlight can be split up into the familiar rainbow,

太陽の光を親しみのある虹色へと 分光するように

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

彼方から届く光は その光源に依存して

depending on its source.

異なるスペクトルを映し出します

This distinctive light barcode can reveal not only an object's composition,

この光のバーコードにより 天体を構成する成分だけでなく

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

これらの温度や圧力についても 解き明かすことが出来ます

There's even more we can discover from light.

光から得られることは それだけではありません

If you've ever stood on a train platform, you might have noticed

駅のプラットフォームに立って 電車の音を聞くと

that the train sounds different depending on its direction

その方向によって 音が異なることに気づくでしょう

with the pitch ascending when it approaches you

電車が近づくときには音が高く聞こえ

and descending when it speeds away.

遠ざかる時には低く聞こえます

But this isn't because the train conductor is practicing for a second career.

車掌が次の職を求めて 何かを練習をしているわけではありません

Rather, it's because of something called the Doppler effect

これはドップラー効果といわれるものです

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

近づいてくるものが発する音波は圧縮され

while those from a receding object are stretched.

逆に遠ざかる場合は伸びています

But what has this to do with astronomy?

でも これが天文学と どのような関係があるのでしょう？

Sound does not travel through a vacuum. In space, no one can you hear you scream!

音は真空中では伝わらないので 宇宙空間では あなたの叫びは誰にも届きません

But the same Doppler effect applies to light whose source is moving at exceptional speed.

しかし物体が非常に高速で移動すると 光にも同様なドップラー効果が起こります

If it's moving towards us, the shorter wavelength

近づいてくるものに対しては 波長が短くなり

will make the light appear to be bluer.

色が青方へと偏移し

While light from a source that's moving away

逆に遠ざかる場合には

will have a longer wavelength, shifting towards red.

波長が長くなって 色が赤方へと偏移します

So by analyzing the color pattern in the Doppler shift of the light

望遠鏡でドップラー効果を受けた 光のスペクトルを解析すると

from any object observed with a telescope, we can learn what it's made of,

いかなる天体でもその成分と

how hot it is and how much pressure it's under,

温度 圧力の様子 それに －

as well as whether it's moving, in what direction and how fast.

どの方向にどのような速度で 移動しているかが分ります

And these six measurements, like six points of light,

これら６つの測定によって得られる値から

reveal the history of the universe.

宇宙の歴史が解き明かされます

The first person to study the light from distant galaxies was Edwin Hubble,

遠方の銀河からの光を 初めて詳細に 調べたのはエドウィン・ハッブルで

and the light he observed was redshifted.

光が赤方に偏移することを観察しました

The distant galaxies were all moving away from us,

遠方にある銀河は全て 我々から遠ざかっており

and the further away the were, the faster they were receding.

遠方にある天体ほどより高速に 遠ざかっていくことを発見しました

Hubble had discovered our universe is expanding,

ハッブルは宇宙が膨張していることを 発見したのであり

providing the first evidence for the Big Bang theory.

これがビッグバン理論の 最初の証拠となりました

Along with the idea that the visible universe has been constantly expanding

可視宇宙が凝縮した一点から

from a densely packed single point,

つねに膨張してきたのだという理論と共に

one of this theory's most important predictions

もっとも重要な推測の一つは

is that the early universe consisted of just two gases: hydrogen and helium,

初期の宇宙は２種類の気体 水素とヘリウムからなっており

in a ratio of three to one.

その割合は３対１であったということです

And this prediction can also be tested with light.

この推測は光の観測から 検証することが出来ます

If we observe the light from a remote, quiet region of the universe and split it,

宇宙遠方の静かな領域からの光を観測し それを分光すると

we do indeed find the signatures of the two gases in just those proportions.

２つのガスがこの割合で存在するという 特性が得られます

Another triumph for the Big Bang.

ビッグ・バン理論のもう一つの大成果でした

However, many puzzles remain.

しかし 謎はまだ多く残っています

Although we know the visible universe is expanding,

可視宇宙が膨張していることは 分かっていますが

gravity should be applying the brakes.

重力がこれにブレーキをかけるはずです

But recent measurements of light from distant dying stars

しかし遠方で終焉を迎えている 星の光を観測した最近の結果では

show us that they're farther away than predicted.

その位置は予測よりも遠くにある事が 分りました

So the expansion of the universe is actually accelerating.

これは宇宙の膨張が加速していることを 意味します

Something appears to be pushing it,

何らかの力が働いています

and many scientists believe that something is dark energy,

多くの科学者はダーク・エネルギー というものがあって

making up over 2/3 of the universe and slowly tearing it apart.

これが宇宙の３分の２を構成し 宇宙を ゆっくりと引き裂いていると信じています

Our knowledge of the behavior of matter and the precision of our instruments

物質に対する理解と 装置の高い測定精度のおかげで

means that simply observing distant stars can tell us more about the universe

遠方の星を観測するだけで 宇宙について かつては不可能と

than we ever thought possible.

思われていたことが 分かってきました

But there are other mysteries, like the nature of dark energy

しかしダークエネルギーの本質といった 謎めいた分野について

upon which we have yet to shed light.

我々は光を当てていかなければ なりません