Gabriela González: How LIGO discovered gravitational waves (with English subtitles) | TED

المترجم: Mohammad Abbas Sha Mohammad المدقّق: Abbas Abdelrady

A little over 100 years ago, in 1915,

قبل حوالي 100 سنة مضت عام 1915،

Einstein published his theory of general relativity,

نشر آينشتاين نظريته في النسبية العامة

which is sort of a strange name,

والذي هو اسم غريب نوعاً ما

but it's a theory that explains gravity.

لكنها نظرية تشرح الجاذبية

It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass,

وتنص على أن الكتلة (المادة جمعاء والكواكب)

تجذب الكتلة

not because of an instantaneous force, as Newton claimed,

ليس بسبب قوة آنية كما ادّعى نيوتن

but because all matter -- all of us, all the planets --

لكن لأن كل المادة، جميعنا وجميع الكواكب

wrinkles the flexible fabric of space-time.

نخلق تجاعيد في نسيج الزمكان المرن

Space-time is this thing in which we live and that connects us all.

الزمكان هو هذا الشيء الذي نعيش فيه

والذي يربطنا جميعاً

It's like when we lie down on a mattress and distort its contour.

الأمر يشبه تشوه شكل الفراش عندما ننام عليه

The masses move -- again, not according to Newton's laws,

الكتل تتحرك مجدداً ليس طبقاً لقوانين نيوتن

but because they see this space-time curvature

ولكن لأنها ترى انحناءات الزمكان هذه

and follow the little curves,

وتتبع المنحنيات الصغيرة

just like when our bedmate nestles up to us

تماما كما يأوي إلينا شريكنا في السرير

بسبب انحناءات الفراش

because of the mattress curvature.

(Laughter)

(ضحك)

A year later, in 1916,

بعد سنة، في عام 1916،

Einstein derived from his theory

استنتج آينشتاين من نظريته

that gravitational waves existed,

أن الأمواج الثقالية موجودة

and that these waves were produced when masses move,

وأن هذه الأمواج تنتج عندما تتحرك الكتل

like, for example, when two stars revolve around one another

مثلاً عندما يدور نجمان كل منهما حول الآخر

and create folds in space-time which carry energy from the system,

يخلقان طيات في الزمكان والتي بدورها

تحمل طاقة من المنظومة

وتتحرك النجوم باتجاه بعضها

and the stars move toward each other.

However, he also estimated

لكنه أيضا قدّر

أن هذه التأثيرات آنية جداً

that these effects were so minute,

that it would never be possible to measure them.

لدرجة أنه من المستحيل أن تقاس

I'm going to tell you the story of how,

سأخبركم القصة، كيف جرى الأمر

with the work of hundreds of scientists working in many countries

بمجهود مئات العلماء

الذين يعملون في العديد من البلاد

over the course of many decades,

لعدة عقود من الزمن

just recently, in 2015,

مؤخراً فقط في عام 2015

we discovered those gravitational waves for the first time.

اكتشفنا الموجات الثقالية هذه للمرة الأولى

It's a rather long story.

إنها على الأرجح قصة طويلة

It started 1.3 billion years ago.

بدأت قبل 1.3 مليار سنة

A long, long time ago,

قبل وقت طويل جداً

in a galaxy far, far away --

في مجرة بعيدة، بعيدة جداً

(Laughter)

(ضحك)

two black holes were revolving around one another --

كان هناك ثقبان أسودان يدوران حول بعضهما

"dancing the tango," I like to say.

"يرقصان التانغو" كما أحب أن أقول

It started slowly,

بدأ الأمر ببطء

but as they emitted gravitational waves,

لكن بإرسالهما للأمواج الثقالية

they grew closer together, accelerating in speed,

اقتربا من بعضهما وبسرعة متزايدة

until, when they were revolving at almost the speed of light,

حتى قاربت سرعة دورانهما سرعة الضوء

they fused into a single black hole

عندها انصهرا في ثقب أسود واحد

that had 60 times the mass of the Sun,

له كتلة تعادل 60 ضعفاً من كتلة الشمس

but compressed into the space of 360 kilometers.

لكنها مضغوطة ضمن نطاق 360 كيلومتراً

That's the size of the state of Louisiana,

هذا بحجم ولاية لويزيانا!

where I live.

حيث أعيش أنا

This incredible effect produced gravitational waves

هذا التأثير الرهيب ولّد الأمواج الثقالية

that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.

والتي نشرت خبر هذا العناق الكوني

إلى بقية الكون

It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves,

تطلب الأمر وقتاً طويلاً لنعرف تأثير الأمواج

because the way we measure them is by looking for effects in distances.

لأن طريقة قياسهم تكون بالبحث عن آثار بعيدة

We want to measure longitudes, distances.

نريد قياس خطوط الطول والمسافات

When these gravitational waves passed by Earth,

عندما مرت هذه الأمواج الثقالية بجانب الأرض

which was in 2015,

في عام 2015

they produced changes in all distances --

غيرت في كل المسافات

the distances between all of you, the distances between you and me,

المسافات بيننا جميعاً، بيني وبينكم

our heights --

أطوالنا

every one of us stretched and shrank a tiny bit.

كل واحد منا تمدد وتقلص بمقدار ضئيل

The prediction is that the effect is proportional to the distance.

نتوقّع أن التأثير والمسافة متناسبان

But it's very small:

لكنه صغير جداً

even for distances much greater than my slight height,

حتى للمسافات الأطول بكثير من طولي الضئيل

the effect is infinitesimal.

التأثير متناهٍ في الصغر

For example, the distance between the Earth and the Sun

على سبيل المثال: المسافة بين الأرض والشمس

changed by one atomic diameter.

تغيرت بمقدار قطر ذرّي واحد

How can that be measured?

كيف يمكن قياس ذلك؟

How could we measure it?

كيف يمكننا قياسه؟

Fifty years ago,

قبل خمسين سنةً

some visionary physicists at Caltech and MIT --

بعض الفيزيائين في معهدَي (MIT) و(Caltech)

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss --

كيب ثورن، رون دريفر، راي وايس

thought they could precisely measure distances

ظنوا أن بإمكانهم قياس الأبعاد بدقة

using lasers that measured distances between mirrors

باستخدام ليزر يقيس المسافات بين مرايا

بعيدة عن بعضها عدة كيلومترات

kilometers apart.

It took many years, a lot of work and many scientists

تطلب الأمر سنوات عدة والكثير من العمل

والعديد من العلماء

to develop the technology and develop the ideas.

لتطوير التقنية وتطوير الأفكار

And 20 years later,

وبعد 20 سنة،

almost 30 years ago,

أي قبل حوالي 30 سنة

they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers,

بدؤوا ببناء كاشفَي أمواج ثقالية

ومقياسَي تداخل

in the United States.

في الولايات المتحدة الأمريكية

Each one is four kilometers long;

كل واحد بطول أربعة كيلومترات

one is in Livingston, Louisiana,

واحد في ليفينغستون، لويزيانا

وسط غابة جميلة

in the middle of a beautiful forest,

and the other is in Hanford, Washington,

والآخر في هانفورد، واشنطن

وسط الصحراء

in the middle of the desert.

The interferometers have lasers

مقاييس التداخل لها أجهزة ليزر

that travel from the center through four kilometers in-vacuum,

تسافر من المركز خلال أربع كيلومترات معزولة

are reflected in mirrors and then they return.

وتنعكس عن المرايا ثم تعود

نقيس الاختلاف في المسافات

We measure the difference in the distances

between this arm and this arm.

بين هذه الذراع وهذه الذراع

These detectors are very, very, very sensitive;

هذه الكواشف حساسة جداً جداً

they're the most precise instruments in the world.

تُعتبر أكثر الآلات دقة في العالم

Why did we make two?

لماذا صنعنا اثنين؟

It's because the signals that we want to measure come from space,

لأن الإشارات التي نريد قياسها

تأتي من الفضاء

but the mirrors are moving all the time,

لكن المرايا تتحرك طوال الوقت

so in order to distinguish the gravitational wave effects --

لذا ولكي نميز تأثيرات الأمواج الثقالية

which are astrophysical effects and should show up on the two detectors --

التي هي فلكية ويجب أن تظهر على الكاشفين

we can distinguish them from the local effects,

يمكننا تمييزها من التأثيرات المحلية

which appear separately, either on one or the other.

والتي تظهر بشكل منفصل على أحدهما

In September of 2015,

في سبتمبر/أيلول لعام 2015

we were finishing installing the second-generation technology

كنا ننهي تثبيت تكنولوجيا الجيل الثاني

in the detectors,

في الكواشف

and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted --

وكنا بدون الحساسية المثلى التي أردناها

we're still not, even now, two years later --

مازلنا كذلك حتى الآن

بعد سنتين

but we wanted to gather data.

لكننا أردنا جمع المعلومات

We didn't think we'd see anything,

لم نعتقد أننا سنرى شيئاً

but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data.

لكننا كنا نتجهز لجمع معلومات لعدة أشهر

And then nature surprised us.

وبعدها فاجأتنا الطبيعة

On September 14, 2015,

في 14 من سبتمبر/أيلول 2015

we saw, in both detectors,

رأينا في كِلا الكاشفَين

a gravitational wave.

موجة ثقالية

In both detectors, we saw a signal

في كِلا الكاشفَين رأينا إشارة

with cycles that increased in amplitude and frequency

بدوائر تتزايد في السعة والتردد

and then go back down.

ثم تعود لتخبت من جديد

And they were the same in both detectors.

وكانت هي نفسها في كِلا الكاشفَين

They were gravitational waves.

كانت أمواجاً ثقالية

And not only that -- in decoding this type of wave,

ليس هذا فحسب، بحل شيفرة هذه الأمواج

we were able to deduce that they came from black holes

تمكنا من استنتاج أنها أتت من ثقوب سوداء

fusing together to make one,

انصهرت سوية لتصنع الموجة

more than a billion years ago.

قبل أكثر من مليار سنة

And that was --

وهذا كان...

(Applause)

(تصفيق)

that was fantastic.

هذا كان مذهلاً

At first, we couldn't believe it.

في البداية لم نصدق الأمر

We didn't imagine this would happen until much later;

لم نتصور أن هذا سيحدث

حتى وقت طويل

it was a surprise for all of us.

كان الأمر مفاجأً لنا جميعاً

It took us months to convince ourselves that it was true,

استغرقنا أشهر لنقنع أنفسنا أن الأمر حقيقة

because we didn't want to leave any room for error.

لأننا لم نرد أن نترك أي مجال للخطأ

But it was true, and to clear up any doubt

لكنه كان حقيقة

ولإزالة أي شك

that the detectors really could measure these things,

بأن المراصد تستطيع حقاً قياس هذه الأشياء

in December of that same year,

في ديسمبر/كانون الأول من نفس السنة

we measured another gravitational wave,

قسنا موجة ثقالية أخرى

smaller than the first one.

أصغر من الأولى

The first gravitational wave produced a difference in the distance

الموجة الأولى شكلت اختلافاً في المسافة

of four-thousandths of a proton

لجزء من أربعة آلاف من البروتون

over four kilometers.

على امتداد أربعة كيلومترات

Yes, the second detection was smaller,

أجل، الكشف الأول كان أصغر

but still very convincing by our standards.

لكنه يبقى مقنعاً جداً بحسب معاييرنا

Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves,

بغض النظر عن أن هذه أمواج زمكانية

وليست أمواجاً صوتية

we like to put them into loudspeakers and listen to them.

نحب وضعها على مكبرات الصوت والإنصات لها

We call this "the music of the universe."

ندعوها ب "موسيقى الكون"

I'd like you to listen to the first two notes of that music.

أود أن أُسمعكم أول نغمتين من تلك الموسيقى

(Chirping sound)

(صوت تغريد)

(Chirping sound)

(صوت تغريد)

The second, shorter sound was the last fraction of a second

الصوت الثاني الأقصر كان آخر جزء من الثانية

of the two black holes which,

للثقبين الأسودين

in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy --

في هذا الجزء انبعثت كميات هائلة من الطاقة

so much energy, it was like three Suns converting into energy,

الكثير من الطاقة كثلاث شموس تتحول إلى طاقة

following that famous formula,

باتباع الصيغة الشهيرة

E = mc2.

E = mc2

Remember that one?

تتذكرون تلك؟

We love this music so much we actually dance to it.

نحب تلك الموسيقى كثيراً

لدرجة أننا نرقص على أنغامها

I'm going to have you listen again.

سأدعكم تسمعون مجدداً

(Chirping sound)

(صوت تغريد)

(Chirping sound)

(صوت تغريد)

It's the music of the universe!

إنها موسيقى الكون!

(Applause)

(تصفيق)

People frequently ask me now:

يقوم الناس بسؤالي بشكل متكرر الآن:

"What can gravitational waves be used for?

"ما استخدامات الأمواج الثقالية؟

And now that you've discovered them, what else is there left to do?"

والآن بعد أن اكتشفتوها...

ما الذي بقي لفعله؟"

What can gravitational waves be used for?

كيف يمكن أن تُستخدم الأمواج الثقالية؟

When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?"

عندما سألوا بورجس:

"ما هي الغاية من الشعر؟"

he, in turn, answered,

هو بدوره أجاب:

"What's the purpose of dawn?

"ما الغاية من الفجر؟

What's the purpose of caresses?

ما الغاية من المعانقات؟

What's the purpose of the smell of coffee?"

ما الغاية من رائحة القهوة؟"

He answered,

أجاب هو...

"The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."

"الغاية من الشعر هي المتعة، إنه للعاطفة

إنه للعيش"

And understanding the universe,

وفهم الكون

this human curiosity for knowing how everything works,

وفضول الإنسان هذا لمعرفة كيف يعمل كل شيء

is similar.

متشابهان

Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids --

منذ زمن سحيق، البشرية -كلنا وكل شخص

عندما كنا أطفالاً-

when we look up at the sky for the first time and see the stars,

عندما كنا ننظر إلى السماء للمرة الأولى

ونرى النجوم

we wonder,

كنا نتساءل

"What are stars?"

"ما هي النجوم؟"

That curiosity is what makes us human.

ذلك الفضول هو ما يجعلنا بشراً

And that's what we do with science.

وهذا ما نفعله بالعلم

We like to say that gravitational waves now have a purpose,

نود أن نقول أن الأمواج الثقالية

لها هدف الآن

because we're opening up a new way to explore the universe.

لأننا نفتح طريقاً جديداً لاستكشاف الكون

Until now, we were able to see the light of the stars

إلى الآن بإمكاننا رؤية أنوار النجوم

via electromagnetic waves.

عن طريق الأمواج الكهرمغناطيسية

Now we can listen to the sound of the universe,

الآن بإمكاننا أن نستمع إلى صوت الكون

even of things that don't emit light, like gravitational waves.

وحتى صوت الأشياء التي لا تصدر الضوء

كالأمواج الثقالية.

(Applause)

(تصفيق)

Thank you.

شكراً لكم.

(Applause)

(تصفيق)

But are they useful?

لكن هل هي مفيدة؟

Can't we derive any technology from gravitational waves?

ألا يمكننا أن نستخلص

أي تقنية من الأمواج

Yes, probably.

أجل، على الأرجح

But it will probably take a lot of time.

لكنها غالباً ستستغرق الكثير من الوقت

We've developed the technology to detect them,

لقد طورنا التكنولوجيا اللازمة لكشفها

but in terms of the waves themselves,

ولكن على توقيت الأمواج نفسها

maybe we'll discover 100 years from now that they are useful.

ربما سنكتشف

بعد 100 سنة من الآن أنها مفيدة

But it takes a lot of time to derive technology from science,

لكن اشتقاق التكنولوجيا من العلم

يتطلب وقتاً طويلاً

and that's not why we do it.

وليس هذا السبب لفعلنا ذلك

All technology is derived from science,

كل التكنولوجيا تأتي من العلم

but we practice science for the enjoyment.

لكننا نمارس العلم للمتعة

What's left to do?

ما الذي بقي لفعله؟

A lot.

الكثير.

A lot; this is only the beginning.

الكثير، هذه فقط البداية

As we make the detectors more and more sensitive --

بجعلنا الكواشف أكثر وأكثر حساسية

and we have lots of work to do there --

-ولدينا الكثير لفعله هنا-

not only are we going to see more black holes

لن نرى مزيداً من الثقوب السوداء فحسب

and be able to catalog how many there are, where they are

ولن نقتصر على تصنيف عددها وأماكنها

and how big they are,

وكم هي كبيرة

we'll also be able to see other objects.

سيكون بمقدورنا رؤية أمور أخرى

We'll see neutron stars fuse and turn into black holes.

سنرى نجوماً نيوترونية تنصهر

وتتحول إلى ثقوب سوداء

We'll see a black holes being born.

سنرى ولادة ثقب أسود

We'll be able to see rotating stars in our galaxy

سنرى نجوماً دوّارة في مجرتنا

produce sinusoidal waves.

تصدر أمواجاً جيبية

We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy.

سنرى انفجارات لنجوم مستعرّة في مجرتنا

We'll be seeing a whole spectrum of new sources.

سنرى طيفاً كاملاً من المصادر الجديدة

We like to say

نودّ أن نقول

that we've added a new sense to the human body:

أننا أضفنا حاسة جديدة لجسم الإنسان

now, in addition to seeing,

الآن -إضافة إلى الرؤية-

we're able to hear.

بإمكاننا أن نسمع

This is a revolution in astronomy,

هذه ثورة في علم الفلك

like when Galileo invented the telescope.

كاكتشاف غاليليو للمقراب

It's like when they added sound to silent movies.

كإضافة الصوت إلى الأفلام الصامتة

This is just the beginning.

هذه فقط البداية.

We like to think

نحب أن نعتقد

that the road to science is very long -- very fun, but very long --

بأن الطريق للعلم طويل جداً

-ممتع جداً- لكن طويل جداً

and that we, this large, international community of scientists,

وأننا هذا المجتمع الدولي من العلماء

working from many countries, together as a team,

نعمل من دول عدة، معاً كفريق واحد

are helping to build that road;

نساعد في بناء هذا الطريق

that we're shedding light -- sometimes encountering detours --

وأننا نسلط الضوء

-أحياناً نواجه العقبات-

and building, perhaps,

ونبني -ربما-

a highway to the universe.

طريقاً سريعاً إلى الكون

Thank you.

شكراً لكم.

(Applause)

(تصفيق)