What light can teach us about the universe - Pete Edwards

Что свет может поведать нам о Вселенной — Пит Эдвардс

Переводчик: Pauline Hortman Редактор: Irina Zhandarova

How and when did our universe begin?

Как и когда зародилась Вселенная?

How did it get to look like this?

Как она стала такой, как сейчас?

How will it end?

Чем всё закончится?

Humans have been discussing these questions

Люди спорят об этом с незапамятных времён,

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

но прийти к единому мнению пока так и не удалось.

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

Космологи трудятся над поиском ответов.

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

Но как можно надеяться отыскать точные ответы на такие глубокие вопросы?

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

И как вообще возможно изучать Вселенную —

ведь она так огромна,

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

что нам никогда не удастся её объять?

The answer is light.

Начать нужно со света.

And although light from distant parts of the universe

Хотя свет из дальних уголков Вселенной

can take billions of years to reach us,

путешествует до нашей планеты миллионы лет,

it carries six unique messages that, when put together,

он содержит шесть зашифрованных посланий,

can disclose an amazing amount of information to astronomers

которые могут явить удивительный кладезь знаний астрономам,

who know how to look for it.

которым известно, как и что искать.

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

Наподобие того как солнечный свет можно разложить на цвета радуги,

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

так и свет от отдалённых объектов распадается на разные цветовые схемы

depending on its source.

в зависимости от природы его источника.

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

Уникальный «штрих-код» света может рассказать не только о составе объекта,

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

но также о температуре и давлении его составных частей.

There's even more we can discover from light.

И это ещё не всё, что можно узнать с помощью света.

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

Стоя на перроне, можно заметить,

что гул едущего поезда звучит по-разному в зависимости от направления движения:

that the train sounds different depending on its direction

with the pitch ascending when it approaches you

звук становится выше, когда поезд приближается,

and descending when it speeds away.

и ниже, когда поезд отдаляется.

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

Это, конечно, не значит, что машинист оттачивает навыки для новой профессии.

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

Это явление называется эффектом Доплера,

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

когда звуковые волны, созданные приближающимся объектом, сжимаются,

while those from a receding object are stretched.

а волны отдаляющегося объекта, наоборот, растягиваются.

But what has this to do with astronomy?

Как это связано с астрономией?

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

Звук не передаётся в вакууме. В космосе никто не услышит, как вы кричите.

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

Однако эффект Доплера применим и ко свету, источник которого мчится с невероятной скоростью.

If it's moving towards us, the shorter wavelength

Если источник движется к нам, световые волны более короткой длины

will make the light appear to be bluer.

покажутся нам синими.

While light from a source that's moving away

Если источник движется от нас,

will have a longer wavelength, shifting towards red.

то более длинные световые волны покажутся нам красными.

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

Проанализировав цветовую схему при доплеровском сдвиге света

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

от любого объекта, наблюдаемого в телескоп, мы можем узнать,

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

из чего состоит этот объект, какова его температура и под каким давлением он находится,

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

а также движется ли он, в каком направлении и с какой скоростью.

And these six measurements, like six points of light,

Эти шесть параметров — как шесть световых «координат» —

reveal the history of the universe.

могут поведать нам об истории Вселенной.

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

Первым, кто начал изучать свет отдалённых галактик, был Эдвин Хаббл.

and the light he observed was redshifted.

Оказалось, что наблюдаемый свет имеет красное смещение.

The distant galaxies were all moving away from us,

Это значило, что отдалённые галактики уносятся прочь от нас,

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

и чем дальше они были от нас, тем выше была их скорость.

Hubble had discovered our universe is expanding,

Так Хаббл открыл, что Вселенная расширяется,

providing the first evidence for the Big Bang theory.

и нашёл первый аргумент в пользу теории Большого взрыва.

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

Наряду с тем, что видимая Вселенная постоянно расширяется

from a densely packed single point,

из одной плотно сжатой точки,

one of this theory's most important predictions

одним из важнейших предположений этой теории является то,

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

что ранняя Вселенная состояла только из двух газов — водорода и гелия,

in a ratio of three to one.

в соотношении три к одному.

And this prediction can also be tested with light.

Это предположение можно проверить применительно к свету.

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

Если расщепить наблюдаемый свет от далёкой тихой области Вселенной,

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

мы найдём следы этих двух газов в указанных пропорциях.

Another triumph for the Big Bang.

Ещё одно очко в пользу теории Большого взрыва.

However, many puzzles remain.

Однако много тайн все ещё остаются неразгаданными.

Although we know the visible universe is expanding,

Хоть мы и знаем, что Вселенная расширяется,

gravity should be applying the brakes.

сила притяжения должна замедлять этот процесс.

Однако недавние измерения света от дальних умирающих звёзд показали,

But recent measurements of light from distant dying stars

show us that they're farther away than predicted.

что они находятся дальше, чем предполагалось.

So the expansion of the universe is actually accelerating.

То есть, Вселенная расширяется с нарастающей скоростью.

Something appears to be pushing it,

Что-то способствует расширению Вселенной,

and many scientists believe that something is dark energy,

и многие учёные полагают, что это тёмная энергия,

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

которая занимает более 2/3 Вселенной и медленно разрывает её ткань.

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

Благодаря нашим знаниям о поведении материи и точности наших приборов,

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

наблюдение за далёкими звёздами может рассказать нам о Вселенной больше,

than we ever thought possible.

чем мы когда-либо смели мечтать.

Но есть и другие загадки, как, например, природа тёмной энергии,

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

upon which we have yet to shed light.

на которую нам ещё только предстоит пролить свет.