Dark matter: The matter we can't see - James Gillies

สสารมืด (Dark matter): สสารที่เรามิอาจมองเห็น - เจมส์ กิลลิส (James Gillies)

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Kanawat Senanan

The ancient Greeks had a great idea:

ชาวกรีกโบราณมีความคิดที่ยอดเยี่ยมที่ว่า

The universe is simple.

เอกภพนั้นไม่ได้ซับซ้อน

In their minds,

ในความคิดของพวกเขา

all you needed to make it were four elements:

คุณต้องการแค่สี่ธาตุเพื่อที่จะสร้างมัน

earth,

ดิน

air,

fire,

ลม

ไฟ

and water.

และน้ำ

As theories go, it's a beautiful one.

ทฤษฎีนั้นฟังดูแล้ว มันสวยงามทีเดียว

It has simplicity and elegance.

มันมีความเรียบง่ายและงดงาม

It says that by combining

มันกล่าวว่า โดยการรวมกัน

the four basic elements in different ways,

ของธาตุพื้นฐานทั้งสี่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน

you could produce all the wonderful diversity of the universe.

คุณก็สามารถผลิตความตื่นตาหลากลาย ของเอกภพได้ทั้งหมด

Earth and fire, for example,

ยกตัวอย่างเช่น ดินและไฟ

give you things that are dry.

ให้สิ่งที่แห้ง

Air and water, things that are wet.

ลมและน้ำ ให้สิ่งที่เปียก

But as theories go, it had a problem.

แต่ทฤษฎีที่ว่านี้มีปัญหา

It didn't predict anything that could be measured,

มันไม่สามารถทำนายผลการวัดของสิ่งต่างๆ ได้

and measurement is the basis of experimental science.

และการชั่งตวงวัดนั้น เป็นพื้นฐาน ของวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง

Worse still, the theory was wrong.

แย่กว่านั้น ทฤษฎีที่ว่ามันผิด

But the Greeks were great scientists of the mind

แต่ชาวกรีกนั้นมีจิตวิญญาณของนักวิทยาศาสตร์ชั้นเลิศ

and in the 5th century B.C.,

และในศตวรรษที่ 5

Leucippus of Miletus came up

ลิวซิปปัส (Leucippus) แห่ง เมลิทัส (Miletus) ได้เสนอความคิด

with one of the most enduring scientific ideas ever.

ที่เป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ยื่นยงที่สุดความคิดหนึ่ง

Everything we see is made up

ทุกสิ่งที่เรามองเห็นนั้น

of tiny, indivisible bits of stuff called atoms.

ประกอบขึ้นจากส่วนเล็กๆที่เรียกว่า อะตอม

This theory is simple and elegant,

ทฤษฎีนี้เรียบง่ายแต่ก็เปี่ยมด้วยความงาม

and it has the advantage

และมันก็มีข้อได้เปรียบกว่า

over the earth, air, fire, and water theory

ทฤษฎีดินน้ำลมไฟ

of being right.

ในแง่ของความถูกต้อง

Centuries of scientific thought and experimentation

หลายศตวรรษ แห่งกระบวนการคิดและทดลองทางวิทยาศาสตร์

have established that the real elements,

ได้สร้างรากฐานไว้ว่า ธาตุต่างๆ

things like hydrogen,

เช่น ไฮโดรเจน

carbon,

and iron,

คาร์บอน

และเหล็ก

can be broken down into atoms.

สามารถแบ่งแยกลงไปได้ถึงระดับอะตอม

In Leucippus's theory, the atom is the smallest,

ในทฤษฎีของลิวซิปปัส อะตอมนั้นเล็กที่สุด

indivisible bit of stuff that's still recognizable

ส่วนที่ไม่สามารถแบ่งลงลึกต่อไปได้อีกแล้วของธาตุ

as hydrogen,

เช่น ไฮโดรเจน

carbon,

คาร์บอน

or iron.

และเหล็ก

The only thing wrong with Leucippus's idea

สิ่งเดียวที่ความคิดของลิวซิปปัสผิดไปก็คือ

is that atoms are, in fact, divisible.

อะตอมนั้น แท้ที่จริงแล้ว สามารถแบ่งลึกลงไปได้อีก

Furthermore, his atoms idea turns out

ยิ่งไปกว่านั้น แนวคิดเกี่ยวกับอะตอมของเขา

to explain just a small part

สามารถอธิบายได้แค่ในส่วนเล็กๆ

of what the universe is made of.

ว่าเอกภพนั้นประกอบด้วยอะไร

What appears to be the ordinary stuff of the universe

สิ่งที่ดูเหมือนเป็นของธรรมดาในเอกภพ

is, in fact, quite rare.

ที่จริงแล้วค่อนข้างจะหายาก

Leucippus's atoms, and the things they're made of,

อะตอมตามแนวคิดของลิวซิปปัส และสิ่งที่มันเป็นองค์ประกอบ

actually make up only about 5%

จริงๆแล้วเป็นเพียงแค่ 5%

of what we know to be there.

ของสิ่งที่เราทราบถึงตัวตนของมัน

Physicists know the rest of the universe,

นักฟิสิกส์รู้จักส่วนที่เหลือของเอกภพ

95% of it,

95% ของมัน

as the dark universe,

ในนามว่า เอกภพมืด (dark universe)

made of dark matter and dark energy.

ที่ประกอบขึ้นจากสสารมืด (dark matter) และพลังงานมืด (dark energy)

How do we know this?

เราทราบได้อย่างไรกัน

Well, we know because we look at things

เราทราบ เพราะว่าเรามองไปยังสิ่งต่างๆ

and we see them.

และเราเห็นพวกมัน

That might seem rather simplistic,

ซึ่งมันก็เหมือนจะตรงไปตรงมา

but it's actually quite profound.

แต่ที่จริงแล้วมันค่อนข้างจะลึกซี้ง

All the stuff that's made of atoms is visible.

ทุกสิ่งที่ประกอบขึ้นจากอะตอมนั้นมองเห็นได้

Light bounces off it, and we can see it.

แสงสะท้อนออกจากมันและทำให้เราเห็นมัน

When we look out into space,

เมื่อเรามองไปยังอวกาศ

we see stars and galaxies.

เราเห็นดวงดาวและดาราจักร (galaxy)

Some of them, like the one we live in,

ที่บางอัน อย่างดาราจักรของเรา

are beautiful, spiral shapes, spinning gracefully through space.

ที่มีรูปทรงเป็นเกลียวสวยงาม หมุนอย่างน่ามองในห้วงอวกาศ

When scientists first measured the motion

เมื่อนักวิทยาศาสตร์วัดการเคลื่อนไหวของกลุ่มดาราจักร

of groups of galaxies in the 1930's

เป็นครั้งแรกในยุค 1930

and weighed the amount of matter they contained,

และประมาณน้ำหนักของสสารที่เป็นองค์ประกอบของมัน

they were in for a surprise.

พวกเขาก็ประหลาดใจ

They found that there's not enough visible stuff

พกวเขาพบว่า มันมีสสารที่มองเห็นไม่เพียงพอ

in those groups to hold them together.

ในกลุ่มดาราจักรนั้นที่จะยึดเหนี่ยวมันไว้ด้วยกัน

Later measurements of individual galaxies

ต่อมาภายหลัง การวัดค่าของแต่ละดาราจักร

confirmed this puzzling result.

ก็ได้ยืนยันผลที่น่าฉงนนี้

There's simply not enough visible stuff in galaxies

โดยหลักๆแล้วมันมีสสารไม่เพียงพอในดาราจักรต่างๆ

to provide enough gravity to hold them together.

ที่จะก่อให้เกิดแรงดึงดูดมากพอที่จะยึดพวกมันไว้ด้วยกัน

From what we can see,

จากที่เราสังเกต

they ought to fly apart, but they don't.

มันควรที่จะบินออกจากกัน แต่มันก็ไม่เป็นเช่นนั้น

So there must be stuff there

ดังนั้น มันจำเป็นที่จะต้องมีอะไรสักอย่าง

that we can't see.

ที่เราไม่สามารถมองเห็นได้

We call that stuff dark matter.

พวกเราเรียกมันว่าสสารมืด

The best evidence for dark matter today

หลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับสสารมืดในปัจจุบันนี้

comes from measurements of something

มาจากการวัดค่าของสิ่งๆหนึ่ง

called the cosmic microwave background,

ที่เรียกว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (cosmic microwave background)

the afterglow of the Big Bang,

สิ่งที่เป็นดั่งแสงสายัณห์ของบิ๊กแบง (Big Bang)

but that's another story.

แต่นั่นเราคงไว้เล่าในโอกาสอื่น

All of the evidence we have

หลักฐานทั้งหมดที่เรามี

says that dark matter is there

บอกว่าสสารมืดมันอยู่ที่นั่น

and it accounts for much of the stuff

และมันเป็นส่วนประกอบของสิ่งต่างๆมากมาย

in those beautiful spiral galaxies

ในดาราจักรทรงเกลียวที่สวยงาม

that fill the heavens.

ที่เติมเต็มท้องฟ้า

So where does that leave us?

แล้วนี่มันนำเราไปสู่สิ่งใด

We've long known that the heavens

พวกเรารู้มานานแล้วว่าท้องฟ้า

do not revolve around us

ไม่ได้หมุนวนไปรอบเรา

and that we're residents of a fairly ordinary planet,

และเรานั้นก็เป็นผู้อาศัยบนดาวเคราะห์ที่ออกจะดูธรรมดา

orbiting a fairly ordinary star,

โคจรไปรอบๆดาวที่ค่อนข้างจะธรรมดา

in the spiral arm of a fairly ordinary galaxy.

ในแขนของจักรวาลทรงเกลียวที่ออกจะแสนธรรมดา

The discovery of dark matter took us

การค้นพบสสารมืด

one step further away from the center of things.

นำเราก้าวไปอีกขั้น จากศูนย์กลางเหล่านี้

It told us that the stuff we're made of

มันบอกเราว่า สิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นเรา

is only a small fraction of what makes up the universe.

เป็นเพียงส่วนน้อยที่ประกอบกันขึ้นเป็นเอกภพ

But there was more to come.

แต่ ยังมีอะไรมากกว่านั้น

Early this century,

เมื่อต้นศตวรรษนี้

scientists studying the outer reaches of the universe

นักวิทยาศาสตร์ทำการศึกษาเอกภพชั้นนอก

confirmed that not only is everything moving apart

และได้ยืนยันว่า ไม่ใช่เพียงแค่ทุกสิ่งทุกอย่าง

from everything else,

กำลังเคลื่อนที่ห่างออกจากกัน

as you would expect in a universe

อย่างที่คุณคาดว่า เอกภพนั้น

that began in hot, dense big bang,

มีจุดเริ่มต้นจากบิ๊กแบงที่หนาแน่นและร้อน

but that the universe's expansion

แต่การขยายตัวออกของเอกภพนั้น

also seems to be accelerating.

เหมือนจะเกิดขึ้นด้วยอัตราเร่ง

What's that about?

นี่มันอะไรกัน

Either there is some kind of energy

นี่มันเป็นเพราะมีพลังงานอะไรสักอย่าง

pushing this acceleration,

ผลักดันให้เกิดความเร่งนี้

just like you provide energy to accelerate a car,

เหมือนกับที่คุณให้พลังงานในการเร่งเครื่องรถยนต์

or gravity does not behave exactly as we think.

หรือแรงโน้มถ่วงไม่ได้มีพฤติกรรมอย่างที่เราคิดงั้นหรือ

Most scientists think it's the former,

นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับความคิดแรก

that there's some kind of energy driving the acceleration,

ว่ามีพลังงานอะไรสักอย่างที่ขับเคลือนความเร่ง

and they called it <i>dark energy</i>.

และพวกเขาเรียกมันว่า "พลังงานมืด"

Today's best measurements allow us to work out

การวัดที่ดีที่สุดที่เรามีในปัจจุบัน ทำให้เราคำนวณได้ว่า

just how much of the universe is dark.

จักรวาลนั้นมีส่วนที่มืดมากแค่ไหน

It looks as if dark energy makes up

เหมือนกับว่า พลังงานมืดนั้น

about 68% of the universe

คิดเป็น 68% ของเอกภพ

and dark matter about 27%,

และสสารมืดนั้นคิดเป็น 27%

leaving just 5% for us

ส่วนที่เหลือเพียง 5% นั้น

and everything else we can actually see.

เป็นเราและสิ่งอื่นๆที่เราสามารถมองเห็นได้

So what's the dark stuff made of?

แล้วสสารมืดมันประกอบด้วยอะไรกัน

We don't know,

but there's one theory, called <i>supersymmetry</i>,

เราไม่รู้

แต่มีทฤษฎีหนึ่งที่เรียกว่า สมมาตรยิ่งยวด (supersymmetry)

that could explain some of it.

ที่สามารถใช้มันอธิบายได้บางส่วน

Supersymmetry, or SUSY for short,

สมมาตรยิ่งยวด หรือเรียกสั้นๆว่า ซูซี่ (SUSY)

predicts a whole range of new particles,

ทำนายถึงอนุภาคชนิดใหม่มากมาย

some of which could make up the dark matter.

บางอนุภาคนั้นอาจเป็นองค์ประกอบของสสารมืด

If we found evidence for SUSY,

ถ้าเราพบหลักฐานสำหรับ ซูซี่

we could go from understanding 5% of our universe,

เราอาจก้าวไปไกลกว่าการเข้าใจ 5% ในเอกภพ

the things we can actually see,

ซึ่งเป็นสิ่งที่เราสามารถเห็นได้

to around a third.

เป็นการเข้าใจถึง 1 ใน 3

Not bad for a day's work.

ก็ไม่เลวเลยนะ

Dark energy would probably be harder to understand,

พลังงานมืดอาจยากแก่การเข้าใจ

but there are some speculative theories out there

แต่มันก็ยังมีทฤษฎีที่ให้แนวคิดอีกมาก

that might point the way.

ที่จะช่วยชี้นำเราได้

Among them are theories that go back

ในบรรดาทฤษฎีพวกนี้

to that first great idea of the ancient Greeks,

มีทฤษฎีที่พาเรากลับไปยังความคิดเริ่มแรกของชาวกรีก

the idea that we began with several minutes ago,

ความคิดที่เพิ่งกล่าวไปเมื่อไม่กี่นาทีก่อน

the idea that the universe must be simple.

ควาามคิดที่ว่า เอกภพต้องเป็นอะไรที่เรียบง่าย

These theories predict that there is just a single element

ทฤษฎีเหล่านี้คาดคะเนไว้ว่า มันมีเพียงแค่ธาตุพื้นฐานเดียว

from which all the universe's wonderful diversity stems,

ที่เป็นสิ่งตั้งต้นแห่งความหลากหลายในเอกภพอันน่าอัศจรรย์ทั้งหลาย

a vibrating string.

นั่นก็คือ เส้นเชือก (สตริง; string) ที่สั่นไหว

The idea is that all the particles we know today

ความคิดนี้กล่าวว่า อนุภาคที่เราเห็นทุกวันนี้

are just different harmonics on the string.

เป็นเพียง ความถี่ (harmonic) ต่างๆกันของเส้นเชือก

Unfortunately, string theories today

น่าเสียดายว่า ในปัจจุบัน ทฤษฎีสตริง

are, as yet, untestable.

ยังไม่สามารถถูกทดสอบได้

But, with so much of the universe waiting to be explored,

แต่ เพราะมันยังมีอะไรอีกมากมายในเอกภพที่รอการค้นพบ

the stakes are high.

เดิมพันนั้นสูงเหลือเกิน

Does all of this make you feel small?

ทั้งหมดนี้ทำใหัคุณรู้สึกไร้ความสำคัญหรือเปล่า

It shouldn't.

ไม่ควรจะเป็นเช่นนั้นนะ

Instead, you should marvel

ที่จริง คุณควรจะรู้สึกทึ่ง

in the fact that, as far as we know,

ในความจริงที่ว่า เท่าที่เราทราบ

you are a member of the only species in the universe

คุณเป็นสมาชิกของสายพันธุ์เดียวในเอกภพนี้

able even to begin to grasp its wonders,

ที่สามารถจะเริ่มเข้าใจถ่องแท้ถึงความอัศจรรย์แห่งเอกภพ

and you're living at the right time

และคุณมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาที่เหมาะสมแล้ว

to see our understanding explode.

ที่จะได้เห็นความเข้าใจของเราประทุออกอย่างไร้ที่สิ้นสุด