Light seconds, light years, light centuries: How to measure extreme distances - Yuan-Sen Ting

Traducător: Lorena Ciutacu Corector: Ariana Bleau Lugo

Light is the fastest thing we know.

Lumina este cel mai rapid lucru cunoscut de noi.

It's so fast that we measure enormous distances

E atât de rapidă încât măsurăm distanțe enorme

by how long it takes for light to travel them.

prin timpul necesar luminii pentru a le parcurge.

In one year, light travels about 6,000,000,000,000 miles,

Într-un an, lumina parcurge aprox. 10 trilioane km,

a distance we call one light year.

distanță pe care o numim an lumină.

To give you an idea of just how far this is,

Pentru a vă face o idee de cât de departe este,

the Moon, which took the Apollo astronauts four days to reach,

luna, la care astronauții au ajuns în 4 zile,

is only one light-second from Earth.

se află la numai o secundă-lumină de Pământ.

Meanwhile, the nearest star beyond our own Sun is Proxima Centauri,

În schimb, cea mai apropiată stea, după Soare, este Proxima Centauri

4.24 light years away.

la distanță de 4,24 de ani-lumină.

Our Milky Way is on the order of 100,000 light years across.

Calea Lactee are un diametru de 100.000 de ani lumină.

The nearest galaxy to our own, Andromeda,

Cea mai apropiată galaxie de noi, Andromeda,

is about 2.5 million light years away

se află la distanță de circa 2,5 milioane de ani-lumină.

Space is mind-blowingly vast.

Spațiul este inimaginabil de vast.

But wait, how do we know how far away stars and galaxies are?

Dar stai puțin, cum știm cât de departe sunt stelele și galaxiile?

After all, when we look at the sky, we have a flat, two-dimensional view.

Doar ne uităm la cer și avem o imagine plană, bidimensională.

If you point you finger to one star, you can't tell how far the star is,

Dacă arăți cu degetul o stea, nu poți spune cât de departe este,

so how do astrophysicists figure that out?

deci cum determină astrofizicienii distanța?

For objects that are very close by,

Pentru obiecte foarte apropiate

we can use a concept called trigonometric parallax.

putem folosi un concept numit paralaxă trigonometrică.

The idea is pretty simple.

Ideea e simplă.

Let's do an experiment.

Să facem un experiment:

Stick out your thumb and close your left eye.

Țineți degetul mare în fața ochilor și închideți ochiul stâng.

Now, open your left eye and close your right eye.

Acum deschideți ochiul stâng și închideți ochiul drept.

It will look like your thumb has moved,

Va părea că degetul s-a mișcat,

while more distant background objects have remained in place.

în timp ce obiectele din fundal au rămas în același loc.

The same concept applies when we look at the stars,

Același concept se aplică și când privim stelele,

but distant stars are much, much farther away than the length of your arm,

dar stelele îndepărtate depășesc cu mult lungimea brațelor,

and the Earth isn't very large,

iar Pământul nu e chiar așa mare,

so even if you had different telescopes across the equator,

deci chiar dacă ai avea diferite telescoape de-a lungul ecuatorului

you'd not see much of a shift in position.

nu ai observa diferențe semnificative de poziție.

Instead, we look at the change in the star's apparent location over six months,

În schimb, observăm schimbarea poziției stelei de-a lungul a 6 luni,

the halfway point of the Earth's yearlong orbit around the Sun.

adică jumătate din orbita Pământului în jurul Soarelui.

When we measure the relative positions of the stars in summer,

Când măsurăm pozițiile relative ale stelelor în timpul verii

and then again in winter, it's like looking with your other eye.

și din nou în timpul iernii, e ca și cum am privi cu celălalt ochi.

Nearby stars seem to have moved against the background

Stelele apropiate par să se fi mișcat

față de galaxiile și stelele mai îndepărtate.

of the more distant stars and galaxies.

Dar această metodă e aplicabilă numai pentru obiecte

But this method only works for objects no more than a few thousand light years away.

la doar câteva mii de ani lumină distanță.

Dincolo de galaxia noastră, distanțele sunt atât de mari

Beyond our own galaxy, the distances are so great

that the parallax is too small to detect with even our most sensitive instruments.

încât paralaxa e prea mică pentru a le detecta,

chiar și cu cele mai precise instrumente.

So at this point we have to rely on a different method

În acest caz trebuie să ne bazăm pe altă metodă,

using indicators we call standard candles.

utilizând indicatori pe care-i numim lumânări standard.

Standard candles are objects whose intrinsic brightness, or luminosity,

Lumânările standard sunt obiecte ale căror luminozitate intrinsecă

we know really well.

o cunoaștem foarte bine.

For example, if you know how bright your light bulb is,

De exemplu, dacă știi cât de luminos e becul tău

and you ask your friend to hold the light bulb and walk away from you,

și rogi un prieten să-l țină la distanță de tine,

you know that the amount of light you receive from your friend

știi că luminozitatea se va reduce

will decrease by the distance squared.

proporțional cu distanța la pătrat.

Comparând cantitatea de lumină primită

So by comparing the amount of light you receive

to the intrinsic brightness of the light bulb,

cu luminozitatea efectivă a becului,

you can then tell how far away your friend is.

poți calcula cât de departe se află prietenul tău.

În astronomie becul e de fapt o stea specială

In astronomy, our light bulb turns out to be a special type of star

called a cepheid variable.

numită variabilă cefeidă.

These stars are internally unstable,

Aceste stele sunt instabile

like a constantly inflating and deflating balloon.

ca un balon umflat și dezumflat permanent.

And because the expansion and contraction causes their brightness to vary,

Deoarece expansiunea și contracția fac ca luminozitatea lor să varieze,

we can calculate their luminosity by measuring the period of this cycle,

le putem calcula luminozitatea măsurând perioada acestui ciclu.

stelele mai luminoase modificându-se mai lent.

with more luminous stars changing more slowly.

Comparând lumina de la aceste stele

By comparing the light we observe from these stars

to the intrinsic brightness we've calculated this way,

cu luminozitatea intrinsecă calculată,

we can tell how far away they are.

aflăm cât de departe se află.

Unfortunately, this is still not the end of the story.

Din păcate, acesta nu e încă finalul poveștii.

Putem observa numai stele individuale

We can only observe individual stars up to about 40,000,000 light years away,

aflate la o distanță de până la 40.000.000 de ani lumină,

after which they become too blurry to resolve.

după care devin prea neclare pentru a fi evaluate.

But luckily we have another type of standard candle:

Din fericire mai există un tip de lumânare standard:

the famous type 1a supernova.

binecunoscuta supernova tip 1a.

Supernovae, giant stellar explosions are one of the ways that stars die.

Supernovele, explozii stelare uriașe, sunt un mod prin care stelele se sting.

These explosions are so bright,

Aceste explozii sunt atât de luminoase

that they outshine the galaxies where they occur.

încât eclipsează galaxiile dimprejur.

So even when we can't see individual stars in a galaxy,

Chiar și când nu vedem stele individuale într-o galaxie

we can still see supernovae when they happen.

putem totuși vedea supernovele când au loc.

And type 1a supernovae turn out to be usable as standard candles

Și supernovele tip 1a pot fi utilizate ca și lumânări standard

because intrinsically bright ones fade slower than fainter ones.

deoarece cele foarte luminoase se sting mai lent decât cele pale.

Through our understanding of this relationship

Înțelegând relația

between brightness and decline rate,

dintre luminozitate și rata de scădere,

we can use these supernovae to probe distances

putem folosi aceste supernove

pentru a investiga distanțe de miliarde de ani lumină.

up to several billions of light years away.

But why is it important to see such distant objects anyway?

Dar de ce-i important să evaluăm obiecte atât de îndepărtate?

Well, remember how fast light travels.

Amintiți-vă cât de rapid circulă lumina.

For example, the light emitted by the Sun will take eight minutes to reach us,

De exemplu, lumina emisă de Soare ajunge la noi în 8 minute,

which means that the light we see now is a picture of the Sun eight minutes ago.

ceea ce înseamnă că lumina pe care o percepem acum

e imaginea Soarelui de acum 8 minute.

When you look at the Big Dipper,

Când privești Carul Mare,

you're seeing what it looked like 80 years ago.

vezi cum arăta în urmă cu 80 de ani.

And those smudgy galaxies?

Și galaxiile acelea încețoșate?

They're millions of light years away.

Sunt la distanță de milioane de ani lumină.

It has taken millions of years for that light to reach us.

Luminii i-au trebuit milioane de ani să ajungă la noi.

So the universe itself is in some sense an inbuilt time machine.

Așadar Universul în sine e un fel de mașinărie a timpului.

The further we can look back, the younger the universe we are probing.

Cu cât privim mai departe, cu atât ne apropiem de universul inițial.

Astrophysicists try to read the history of the universe,

Astrofizicienii încearcă să descifreze istoria universului

and understand how and where we come from.

și să înțeleagă cum și de unde am venit.

The universe is constantly sending us information in the form of light.

Universul ne trimite constant informații sub formă de lumină.

All that remains if for us to decode it.

Rămâne doar ca noi se le descifrăm.