How quantum mechanics explains global warming - Lieven Scheire

Translator: Tun Lin Aung + 1 Reviewer: Myo Aung

You've probably heard that

ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုက်ဒ်က

carbon dioxide is warming the Earth,

ကမ္ဘာကြီးကို ပူနွေးလာစေနေတာ ခင်ဗျားတို့ ကြားမိနိုင်ပေမဲ့၊

but how does it work?

အဲဒါ ဘယ်လို ဖြစ်လာတာပါလဲ။

Is it like the glass of a greenhouse

ဖန်လုံအိမ်ကို ကာတဲ့ ဖန်သားလိုလား ဒါမှမဟုတ်

or like an insulating blanket?

အပူကိုကာတဲ့ အလွှာတစ်ခုလိုလား။

Well, not entirely.

အပြည့်အဝတော့ မဟုတ်ဘူးပေါ့။

The answer involves a bit

အဖြေဟာ ကွမ်တမ်မက္ကနစ် သဘော

of quantum mechanics, but don't worry,

အနည်းအကျဉ်း ပါဝင်ပေမဲ့၊ မစိုးရိမ်ကြလိုက်ပါနဲ့၊

we'll start with a rainbow.

တို့တွေ သက်တန့်နဲ့ စတင် ဆွေးနွေးကြမယ်။

If you look closely at sunlight separated

အကယ်၍ သင်သာ prism မှ ခွဲဖြာထွက်လာတဲ့

through a prism,

နေရောင်ကို အနီးကပ် ကြည့်ခဲ့ရင်၊

you'll see dark gaps where bands of color went missing.

ပျောက်သွားတဲ့ အရောင်အတွဲတွေ နေရာမှာ အမဲစင်းတွေကို မြင်ခဲ့မှာပါ။

Where did they go?

ဒါတွေ ဘယ်ရောက်ကုန်ကြလဲ။

Before reaching our eyes,

တို့မျက်လုံးဆီကို မရောက်ခင်၊

different gases absorbed those

အမျိုးမျိုးသော ဓာတ်ငွေ့တွေက

specific parts of the spectrum.

ရောင်စဉ်ထဲက သက်ဆိုင်ရာ အပိုင်းတွေကို စုပ်ယူ လိုက်ကြတာပါ

For example, oxygen gas snatched up

ဥပမာ၊ အောက်စီဂျင်ဓာတ်ငွေ့က

some of the dark red light,

အနီရင့် အလင်းတချို့ကို ဖြတ်ခနဲ့ ဆွဲယူမယ်၊

and sodium grabbed two bands of yellow.

ဆိုဒီယမ်က အဝါရောင် လှိုင်းခွင်နှစ်ခုကို ဖမ်းယူထားမယ်။

But why do these gases absorb

ဒီဓါတ်ငွေ့တွေက အလင်းကို

ဘယ်နှယ်ကြောင့် အရောင်တွေကို ရွေးပြီး စုပ်ယူ ကြပါလဲ။

specific colors of light?

This is where we enter the quantum realm.

အဲဒါက တို့တွေ ကွမ်တမ် ပညာရပ်နယ်ထဲ ဝင်မိပါပြီ။

အက်တမ်နှင့် မော်လီကျူးတိုင်းမှာ ၎င်းတို့ရဲ့ အီလက်ထရွန်တွေအတွက်

Every atom and molecule has a set number

of possible energy levels for its electrons.

သတ်မှတ်ထားတဲ့ ဖြစ်နိုင်တဲ့ စွမ်းအင် အခြေပြ ကိန်းဆိုတာ ရှိပါတယ်။

To shift its electrons from the ground state

၎င်းတို့ရဲ့ အီလက်ထရွန်တွေကို အခြေခံအဆင့်မှ

to a higher level,

ပိုမြင့်တဲ့ အဆင့်တစ်ခုကို

a molecule needs to gain a certain amount of energy.

ကူးပြောင်းဖို့၊ မော်လီကျူးဟာ စွမ်းအင် ပမာဏအချို့ကို ရယူဖို့လိုပါတယ်။

No more, no less.

ဒါထက် မပိုနိုင်၊ မလျော့နိုင်ပါ။

It gets that energy from light,

၎င်းက ထိုစွမ်းအင်ကို အလင်းမှရယူပြီး၊

which comes in more energy levels than you could count.

အဲဒီအလင်းက သင်ရေတွက်နိုင်တာထက် ပိုတဲ့ စွမ်းအင်အဆင့်များနဲ့ လာတာပါ။

Light consists of tiny particles called photons

အလင်းထဲတွင် ဖိုတွန် ခေါ် အမှုန်ငယ်လေးတွေ ပါရှိပြီး၊

and the amount of energy in each photon

ဖိုတွန် တစ်လုံးစီရဲ့ စွမ်းအင်ပမာဏဟာ

corresponds to its color.

၎င်းရဲ့ အရောင်နဲ့ ကိုက်ညီပါတယ်။

Red light has lower energy and longer wavelengths.

နီတဲ့အလင်းမှာ စွမ်းအင်ပိုနိမ့်ကာ၊ ပိုရှည်တဲ့လှိုင်းအလျားတွေရှိတယ်

Purple light has higher energy and shorter wavelengths.

ခရမ်းရောင် အလင်းမှာ စွမ်းအင် ပိုမြင့်ပြီး၊ ပိုတိုတဲ့လှိုင်းအလျားတွေရှိတယ်။

Sunlight offers all the photons of the rainbow,

နေရောင်ခြည်က သက်တန့်ထဲရှိ ဖိုတွန်အမျိုးစုံကို ထုတ်လွှင့်ပေးတော့

so a gas molecule can choose

ဓာတ်ငွေ့ မော်လီကျူး တစ်လုံးဟာ

the photons that carry the exact amount of energy

မော်လီကျူးရဲ့ စွမ်းအင်ကို နောက်တဆင့်သို့ ကူးပြောင်းဖို့

needed to shift the molecule to

လိုအပ်တဲ့ စွမ်းအင်ပမာဏ အတိအကျကို

its next energy level.

သယ်ဆောင်တဲ့ ဖိုတွန်ကို ရွေးယူနိုင်ပါတယ်။

When this match is made,

ဒီချိတ်တွဲမှု လုပ်ပြီးချိန်၌

the photon disappers as the molecule

မော်လီကျူးက ဖိုတွန်ရဲ့ စွမ်းအင်ကို

gains its energy,

ရယူလိုက်လို့၊

and we get a small gap in our rainbow.

ဖိုတွန် ကွယ်ပျောက်သွားကာ၊ သက်တန့်တွင် ဟာကွက် ပေါ်လာတတ်တယ်။

If a photon carries too much or too little energy,

ဖိုတွန် သယ်လာတဲ့ စွမ်းအင်ဟာ များလွန်း ဒါမှမဟုတ် နည်းလွန်းရင်ဖြင့်

the molecule has no choice but

မော်လီကျူးအတွက် ဖိုတွန်ကို

to let it fly past.

လွတ်ပေးရုံကလွဲပြီး ရွေးစရာမရှိပါ။

This is why glass is transparent.

အဲဒါကြောင့် ဖန်ထည်ကို ထုတ်ခြင်းပေါက် မြင်ကြရတာပါ။

The atoms in glass do not pair well

ဖန်ထဲက အက်တမ်တွေဟာ မြင်နိုင်တဲ့ အလင်းထဲက

with any of the energy levels in visible light,

ဘယ်စွမ်းအင် အဆင့်များနဲ့မှ ကောင်းစွာ မချိတ်တွဲနိုင်လို့

so the photons pass through.

ဖိုတွန်တွေ ကျော်ဖြတ်သွားကြတာပါ။

So, which photons does carbon dioxide prefer?

ဒီလိုဆို ဘယ်ဖိုတွန်တွေကို ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုက် နှစ်သက်ပါလဲ။

Where is the black line in our rainbow

ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ ပူနွေးမှုကို

that explains global warming?

ရှင်းပြဖို့ တို့ရဲ့သက်တန့်ထဲက အနက်စင်း ဘယ်မှာလဲ။

Well, it's not there.

အဲဒီမှာတော့ မရှိပါဘူး။

Carbon dioxide doesn't absorb light directly

ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဟာ နေမှ လာတဲ့အလင်းကို

from the Sun.

တိုက်ရိုက် စုပ်မယူပါဘူး။

It absorbs light from a totally

၎င်းဟာ အာကာသထဲက လုံးဝကွဲပြားတဲ့

different celestial body.

အရာထံမှ အလင်းကိုစုပ်ယူပါတယ်။

One that doesn't appear to be emitting light at all:

အလင်းကို ထုတ်လုပ်မပေးဘူးလို့ ထင်ရတဲ့ အရာတစ်ခုဖြစ်တဲ့-

Earth.

ကမ္ဘာမြေကြီးထံမှပါ။

If you're wondering why our planet

ကျွန်ုပ်တို့ ကမ္ဘာဂြိုဟ် ဘာဖြစ်လို့

doesn't seem to be glowing,

အရောင် မတောက်ရတာလဲ ဆိုရင်တော့၊

it's because the Earth doesn't emit visible light.

အကြောင်းက ကမ္ဘာကြီးဟာ မြင်နိုင်တဲ့ အလင်းကို မထုတ်လွှတ်လို့ပါ။

It emits infared light.

၎င်းဟာ အနီအောက် အလင်းကို ထုတ်လွှတ်ပါတယ်။

The light that our eyes can see,

သက်တန့်အရောင်စုံ အပါအဝင်

including all of the colors of the rainbow,

တို့မျက်လုံးတွေ မြင်နိုင်တဲ့အလင်းဟာ

is just a small part of the larger spectrum

ပိုကြီးမားတဲ့ လျှပ်စစ်သံလိုက် ဖြာထွက်မှုရဲ့

of electromagnetic radiation,

ရောင်စဉ်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းထဲမှာ ရေဒီယို လှိုင်းတွေ၊

which includes radio waves, microwaves,

မိုက်ခရိုဝေ့ လှိုင်းတွေ၊ အနီအောက်၊

infrared, ultraviolet, x-rays,

ခရမ်းလွန်၊ ဓာတ်မှန်များနဲ့ ဂါမာ ရောင်ခြည်များ

and gamma rays.

ပါဝင်ကြပါတယ်။

It may seem strange to think of these things as light,

ဒါတွေကို အလင်းပါလို့ ယူဆမှုဟာ ထူးဆန်းနေသလို ထင်ရပေမဲ့၊

but there is no fundamental difference

မြင်နိုင်တဲ့ အလင်းနဲ့ တခြားသော

between visible light and other electromagnetic radiation.

လျှပ်စစ်သံလိုက် ဖြာထွက်ခြင်းတို့ဟာ အခြေခံအရ ဘယ်လိုမှ မခြားနားကြပါဘူး။

အဲဒါ အလားတူ စွမ်းအင်ဖြစ်ပြီး

It's the same energy,

but at a higher or lower level.

အဆင့် မြင့်တာ နိမ့်တာသာ ကွာနိုင်ပါတယ်။

In fact, it's a bit presumptuous to define

မြင်နိုင်တဲ့ အလင်းကို တို့ရဲ့

the term visible light by our own limitations.

ကန့်သတ်ချက်တွေနဲ့ အဓိပ္ပါယ် သတ်မှတ်မှုဟာ နည်းနည်းလေး ရဲတင်းလွန်းပါတယ်။

After all, infrared light is visible to snakes,

တကယ်တော့ အနီအောက် အလင်းကို မြွေတွေ မြင်နိုင်ကြပြီး၊

and ultraviolet light is visible to birds.

ခရမ်းလွန်အလင်းကိုကျတော့ ငှက်တွေ မြင်နိုင်ကြပါတယ်။

If our eyes were adapted to see light of

အကယ်၍ တို့ မျက်လုံးတွေကို ၁၉၀၀ မက်ဂါဟဇ် ရှိ

1900 megahertz, then a mobile phone

အလင်းကို မြင်ရအောင် စီမံပေထားခဲ့ရင် မိုဘိုင်းဖုန်းဟာ

would be a flashlight,

ဓာတ်မီးလို လင်းနေလျက်၊

and a cell phone tower

ဆဲလ်ဖုန်း မျှော်စင်ဟာ

would look like a huge lantern.

ဧရာမ မီးအိမ်ကြီးသဖွယ် မြင်တွေ့လာကြရမှာပါ။

Earth emits infrared radiation

ကမ္ဘာမြေဟာ အနီအောက် အလင်း ထုတ်လွှတ်ခြင်းရဲ့

because every object with a temperature

အကြောင်းရင်းက ပကတိ သုညအပူချိန် အထက်မှ

above absolute zero will emit light.

အရာမှန်သမျှ အလင်းကို ထုတ်လွှတ်ကြလို့ပါ။

This is called thermal radiation.

ဒါကို အပူဆိုင်ရာ ဖြာထွက်ခြင်းလို့ ခေါ်ပါတယ်။

The hotter an object gets,

အရာ၀တ္ထု တစ်ခု ပူလာလေ

the higher frequency the light it emits.

ကြိမ်နှုန်းပိုမြင့်တဲ့ အလင်းကို ထုတ်လေပါ။

When you heat a piece of iron,

သင်က သံစကို အပူတိုက်တဲ့အခါ

it will emit more and more frequencies of infrared light,

၎င်းက အနီအောက် အလင်း ကြိမ်နှုန်းတွေ တိုးတိုးပြီး ထုတ်လွှတ်ပေးပါမယ်၊

and then, at a temperature of around 450 degrees Celsius,

ဒါနဲ့ အပူချိန် ၄၅၀ ဒီဂရီ ဆဲလ်စီးယပ် ဝန်းကျင်မှာ ကျတော့၊

its light will reach the visible spectrum.

၎င်းရဲ့ အလင်းဟာ မြင်နိုင်တဲ့ ရောင်စဉ်ထဲ ရောက်လာပါမယ်။

At first, it will look red hot.

အစမှာ နီရဲပုံ မြင်ရမယ်။

And with even more heat,

ပြီးတော့ နောက်ထပ်ရတဲ့

it will glow white

အပူကြောင့် ၎င်းဟာ မြင်နိုင်တဲ့

with all of the frequencies of visible light.

အလင်းကြိမ်နှုန်းအားလုံးပါတဲ့ အဖြူရောင်ဖြင့် တောက်ပ လာတော့မယ်။

This is how traditional light bulbs

ဒါက ပုံမှန် မီးသီးတွေကို

were designed to work

ပုံစံထုတ်ခဲ့ပုံ ဖြစ်ခဲ့လို့

and why they're so wasteful.

အလေအလွင့် များလွန်းကြတာပါ။

95% of the light they emit is invisible to our eyes.

မီးသီးတွေ ထုတ်လွှတ်တဲ့ အလင်းရဲ့ ၉၅%ကို တို့မျက်လုံးတွေ မမြင်ရပါဘူး။

It's wasted as heat.

၎င်းဟာ အပူစွမ်းအင်အဖြစ် လွင့်စင်သွားတယ်။

Earth's infrared radiation would escape to space

လေထုထဲမှာ ဖန်လုံအိမ်မှ ဓာတ်ငွေ့ မော်လီကျူးတွေသာ

if there weren't greenhouse gas molecules

မရှိခဲ့ကြရင် ကမ္ဘာ့ အနီအောက် ဖြာထွက်မှုတွေဟာ

in our atmophere.

အာကာသထဲကို လွတ်ထွက်သွားခဲ့ကြမှာပါ။

Just as oxygen gas prefers the dark red photons,

အောက်စီဂျင်ဓာတ်ငွေ့က အနီရင့်ဖိုတွန်ကို လိုလားသလိုပဲ

carbon dioxide and other greenhouse gases

ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နဲ့ အခြားဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့တွေက

match with infrared photons.

အနီအောက်ဖိုတွန်တွေနဲ့ ချိတ်ဆက်လိုကြတယ်။

They provide the right amount of energy

၎င်းတို့က ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးတွေကို

to shift the gas molecules into their higher energy level.

စွမ်းအင်ပိုမြင့်ရာထံ ကူးပြောင်းဖို့ မှန်ကန်တဲ့ စွမ်းအင် ပမာဏကို ပေးကြတယ်။

Shortly after a carbon dioxide molecule

ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်က

absorbs an infrared photon,

အနီအောက် ဖိုတွန်ကို စုပ်ယူပြီး ခဏအကြာ၌

it will fall back to its previous energy level,

ယခင် စွမ်းအင်ဆင့်ထံ ပြန်ဆင်းသွားလျက်၊

and spit a photon back out in a random direction.

ဖိုတွန်ကို ရောက်ရာပေါက်ရာသို့ ပြန်လည် စွန့်ထုတ်ပစ်မှာပါ။

Some of that energy then returns

အဲဒီစွမ်းအင်ထဲက တချို့ဟာ နောက်ပိုင်းတွင်

to Earth's surface,

ကမ္ဘာ့မျက်နှာမြင်ထံ ပြန်ရောက်လာကြလို့

causing warming.

ပူနွေးခြင်းကို ဖြစ်စေတာပါ။

The more carbon dioxide in the atmosphere,

လေထုထဲ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် ပိုများလေ

the more likely that infrared photons

အနီအောက်ဖိုတွန်တွေ မြေပြင်ပေါ်

will land back on Earth

ပြန်ဆင်းနိုင်ခြေ များလေဖြစ်ပြီး

and change our climate.

တို့ရဲ့ ရာသီဥတုကို ပြောင်းလဲစေမှာပါ။