How to take a picture of a black hole | Katie Bouman

3,360,376 views ・ 2017-04-28

TED


يرجى النقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية أدناه لتشغيل الفيديو.

المترجم: Hani Eldalees المدقّق: Mahmoud Magdy
00:13
In the movie "Interstellar,"
0
13436
1860
في الفيلم (إنترستلر)،
00:15
we get an up-close look at a supermassive black hole.
1
15320
3327
نشاهد نظرة عن قرب لثقب أسود ضخم.
00:18
Set against a backdrop of bright gas,
2
18671
2143
في الخلفية يوجد غاز متوهج،
00:20
the black hole's massive gravitational pull
3
20838
2118
قوة الجاذبية الهائلة لهذا الثقب الأسود
00:22
bends light into a ring.
4
22980
1435
تشكل الضوء على شكل حلقة.
00:24
However, this isn't a real photograph,
5
24439
2109
ولكن هذه الصورة غير حقيقية،
00:26
but a computer graphic rendering --
6
26572
1786
بل رسماً تقريبياً باستخدام الكمبيوتر
00:28
an artistic interpretation of what a black hole might look like.
7
28382
3390
تعبير فني عمّا قد يكون شكّل الثقب الأسود في الواقع.
00:32
A hundred years ago,
8
32401
1166
قبل 100 عام،
00:33
Albert Einstein first published his theory of general relativity.
9
33591
3601
نشر ألبرت آينشتاين نظريته عن النسبية العامة.
00:37
In the years since then,
10
37216
1439
وخلال السنوات التي تلت،
00:38
scientists have provided a lot of evidence in support of it.
11
38679
2973
قدم العلماء العديد من البراهين المؤيدة لهذه النظرية.
00:41
But one thing predicted from this theory, black holes,
12
41676
3084
ولكن أحد الأمور الواضحة من تلك النظرية وهي الثقوب السوداء،
00:44
still have not been directly observed.
13
44784
2350
لم تتم رؤيتها بشكل مباشر بعد.
وبالرغم من أنه يوجد تصور عما يمكن أن يكون عليه شكل الثقب الأسود،
00:47
Although we have some idea as to what a black hole might look like,
14
47158
3206
00:50
we've never actually taken a picture of one before.
15
50388
2779
إلا أننا لم نلتقط صورة لأحدها حتى الآن.
00:53
However, you might be surprised to know that that may soon change.
16
53191
4279
ولكن، لربما تتفاجأون إن عرفتم أن هذا سيتغير قريبًا.
00:57
We may be seeing our first picture of a black hole in the next couple years.
17
57494
4164
هناك احتمال أن نشاهد أول صورة لثقب أسود خلال السنوات القليلة المقبلة.
01:01
Getting this first picture will come down to an international team of scientists,
18
61682
3958
ستكون مسؤولية التقاط الصورة موكلة لفريق دولي من العلماء،
01:05
an Earth-sized telescope
19
65664
1567
تيليسكوب بحجم الأرض تقريبًا
01:07
and an algorithm that puts together the final picture.
20
67255
2832
وخوارزمية تعمل على وضع أجزاء الصورة النهائية معًا.
وبالرغم من أنني لن أتمكن من عرض صورة حقيقة لكم اليوم،
01:10
Although I won't be able to show you a real picture of a black hole today,
21
70111
3528
01:13
I'd like to give you a brief glimpse into the effort involved
22
73663
2911
إلا أنني أود أن أعرض لكم جزءًا بسيطًا من الجهد المبذول
01:16
in getting that first picture.
23
76598
1613
لالتقاط أول صورة.
01:19
My name is Katie Bouman,
24
79477
1437
اسمي كيتي بومان،
01:20
and I'm a PhD student at MIT.
25
80938
2566
وأنا طالبة دكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
01:23
I do research in a computer science lab
26
83528
2027
أجري أبحاثي في مختبر علوم كمبيوتر
01:25
that works on making computers see through images and video.
27
85579
3298
وهي تهدف لجعل الكمبيوتر يبصر من خلال الصور والفيديو.
01:28
But although I'm not an astronomer,
28
88901
2162
وبالرغم من أنني لست عالمة فلك،
أود أن أعرض لكم اليوم
01:31
today I'd like to show you
29
91087
1285
01:32
how I've been able to contribute to this exciting project.
30
92396
2903
كيف تمكنت من المساهمة في هذا المشروع المثير.
01:35
If you go out past the bright city lights tonight,
31
95323
2831
إن غادرت المدينة هذه الليلة بعيدًا عن الأضواء،
فلربما يحالفك الحظ وتستطيع أن تشاهد منظرًا رائعًا
01:38
you may just be lucky enough to see a stunning view
32
98178
2436
01:40
of the Milky Way Galaxy.
33
100638
1493
لمجرة درب التبانة.
وإن استطعت أن تقرب الصورة متجاوزًا ملايين النجوم
01:42
And if you could zoom past millions of stars,
34
102155
2462
01:44
26,000 light-years toward the heart of the spiraling Milky Way,
35
104641
3755
26 ألف سنة ضوئية باتجاه مركز درب التبانة المتلألئ
01:48
we'd eventually reach a cluster of stars right at the center.
36
108420
3521
سنصل في نهاية المطاف إلى مجموعة من النجوم في المركز تمامًا.
01:51
Peering past all the galactic dust with infrared telescopes,
37
111965
3206
وبإستخدام تيليسكوبات بالأشعة تحت الحمراء لكي تخترق الغبار الكوني،
01:55
astronomers have watched these stars for over 16 years.
38
115195
3867
تمكن علماء الفلك من مراقبة تلك النجوم طوال 16 عامًا.
ولكن الأكثر دهشة هو ما لا يقدرون على رؤيته.
01:59
But it's what they don't see that is the most spectacular.
39
119086
3589
02:02
These stars seem to orbit an invisible object.
40
122699
3066
يبدو أن هذه النجوم تدور حول جسم خفي.
02:05
By tracking the paths of these stars,
41
125789
2323
بتتبع مسار هذه النجوم،
توصل علماء الفلك لنتيجة
02:08
astronomers have concluded
42
128136
1294
02:09
that the only thing small and heavy enough to cause this motion
43
129454
3129
أن الشيء الوحيد الصغير والثقيل القادر على التسبب في هذه الحركة
02:12
is a supermassive black hole --
44
132607
1968
هو ثقب أسود هائل جداً
02:14
an object so dense that it sucks up anything that ventures too close --
45
134599
4178
وهو شيء كثيف جدًا لدرجة أنه يمتص أي شيء يقترب منه
02:18
even light.
46
138801
1494
حتى الضوء.
02:20
But what happens if we were to zoom in even further?
47
140319
3061
لكن ماذا يحدث إن تمكنّا من تقريب الصورة أكثر؟
02:23
Is it possible to see something that, by definition, is impossible to see?
48
143404
4733
هل من الممكن أن نشاهد شيئًا، يفيد تعريفه بعدم القدرة على رؤيته؟
02:28
Well, it turns out that if we were to zoom in at radio wavelengths,
49
148719
3244
حسنا، تبين لنا أنه في حال كبرنا الصورة على مستوى موجات الراديو،
02:31
we'd expect to see a ring of light
50
151987
1682
نتوقع أن نرى حلقة مكونة من الضوء
02:33
caused by the gravitational lensing of hot plasma
51
153693
2411
ناتجة عن الجاذبية الكبيرة للبلازما الساخنة
التي تدور حول الثقب الأسود.
02:36
zipping around the black hole.
52
156128
1829
02:37
In other words,
53
157981
1160
بمعنى آخر،
يلقى الثقب الأسود بظله على هذه الخلفية من المواد المشعة،
02:39
the black hole casts a shadow on this backdrop of bright material,
54
159165
3171
02:42
carving out a sphere of darkness.
55
162360
1842
ناحتة بذلك كرة من الظلام.
02:44
This bright ring reveals the black hole's event horizon,
56
164226
3339
تكشف هذه الحلقة المشعة أفق الثقب الأسود،
02:47
where the gravitational pull becomes so great
57
167589
2400
حيث تكون قوى الجاذبية كبيرة للغاية لدرجة
أن حتى الضوء لا يستطيع الفرار.
02:50
that not even light can escape.
58
170013
1626
02:51
Einstein's equations predict the size and shape of this ring,
59
171663
2859
تنبأت معادلات آينشتاين بحجم وشكل تلك الحلقات،
02:54
so taking a picture of it wouldn't only be really cool,
60
174546
3208
لذا التقاط صور لها لن يكون مذهلًا فقط،
02:57
it would also help to verify that these equations hold
61
177778
2618
لكن سيكون برهاناً على أنّ تلك المعادلات صحيحة
03:00
in the extreme conditions around the black hole.
62
180420
2466
حتى في الظروف المتطرفة التي توجد بقرب الثقب الأسود.
03:02
However, this black hole is so far away from us,
63
182910
2558
إلا أنّ الثقب الأسود على بعد كبير من مكاننا،
03:05
that from Earth, this ring appears incredibly small --
64
185492
3098
فمن الأرض تبدو تلك الحلقات صغيرة جداً
03:08
the same size to us as an orange on the surface of the moon.
65
188614
3590
كحجم ثمرة برتقال على سطح القمر.
03:12
That makes taking a picture of it extremely difficult.
66
192758
2824
هذا ما يجعل مهمة التقاط صورة لها شاقة للغاية.
03:16
Why is that?
67
196645
1302
لكن لماذا؟
03:18
Well, it all comes down to a simple equation.
68
198512
3188
يعتمد الأمر بمجمله على معادلة بسيطة.
03:21
Due to a phenomenon called diffraction,
69
201724
2416
هذا سببه ظاهرة تسمى انحراف الضوء،
توجد حدود أساسية
03:24
there are fundamental limits
70
204164
1355
03:25
to the smallest objects that we can possibly see.
71
205543
2670
لأصغر الأشياء التي يمكن أن نراها.
03:28
This governing equation says that in order to see smaller and smaller,
72
208789
3672
المعادلة القاعدة تنص أنّه إذا رغبنا في رؤية أشياء أصغر وأصغر،
03:32
we need to make our telescope bigger and bigger.
73
212485
2587
فيجب أن يكون حجم التيليسكوبات أكبر وأكبر.
ولكن حتى باستخدام أقوى التيليسكوبات البصرية هنا على الأرض،
03:35
But even with the most powerful optical telescopes here on Earth,
74
215096
3069
03:38
we can't even get close to the resolution necessary
75
218189
2419
لا يمكننا أن نصل إلى الدقة المطلوبة
03:40
to image on the surface of the moon.
76
220632
2198
لصورة جسم ما على سطح القمر.
03:42
In fact, here I show one of the highest resolution images ever taken
77
222854
3617
في الواقع، أعرض لكم هنا أحد أكثر الصور دقةً والتي تم التقاطها من قبل
03:46
of the moon from Earth.
78
226495
1397
لسطح القمر من الأرض.
03:47
It contains roughly 13,000 pixels,
79
227916
2557
تحتوي على 13 ألف بيكسل تقريبًا،
03:50
and yet each pixel would contain over 1.5 million oranges.
80
230497
4050
بالرغم من ذلك، يمكن أن يحتوي كل بيكسل على 1.5 مليون برتقالة.
03:55
So how big of a telescope do we need
81
235396
1972
بالتالي كيف يجب أن يكون حجم التليسكوب
03:57
in order to see an orange on the surface of the moon
82
237392
2765
لكي نتمكن من رؤية البرتقالة على سطح القمر
04:00
and, by extension, our black hole?
83
240181
2214
وثقب أسود في ذات الوقت؟
04:02
Well, it turns out that by crunching the numbers,
84
242419
2340
بإجراء الحسابات الضرورية يتضح لنا،
04:04
you can easily calculate that we would need a telescope
85
244783
2610
أنّنا سنكون بحاجة إلى تليسكوب
04:07
the size of the entire Earth.
86
247417
1393
بحجم كوكب الأرض.
04:08
(Laughter)
87
248834
1024
(ضحك)
04:09
If we could build this Earth-sized telescope,
88
249882
2119
إن تمكنّا من بناء هذا التليسكوب بحجم الأرض،
فسنتمكن من أن نبدأ في ملاحظة حلقة الضوء المميزة تلك
04:12
we could just start to make out that distinctive ring of light
89
252025
2925
04:14
indicative of the black hole's event horizon.
90
254974
2183
التي تدل على حدوث ثقب أسود في الأفق.
04:17
Although this picture wouldn't contain all the detail we see
91
257181
2918
بالرغم من أن هذه الصورة لن تحتوي على كافة التفاصيل التي نراها
في رسوم الكمبيوتر التقريبية،
04:20
in computer graphic renderings,
92
260123
1506
04:21
it would allow us to safely get our first glimpse
93
261653
2299
ستتيح لنا أن نلقي أول نظرة ممكنة بكل أمان
04:23
of the immediate environment around a black hole.
94
263976
2487
على البيئة المحيطة بالثقب الأسود.
04:26
However, as you can imagine,
95
266487
1613
ولكن كما يمكنكم أن تتصوروا،
فإن بناء تيليسكوب بطبق واحد كبير بحجم الأرض هو أمر مستحيل.
04:28
building a single-dish telescope the size of the Earth is impossible.
96
268124
3624
04:31
But in the famous words of Mick Jagger,
97
271772
1887
ولكن بتعبير ميك جاغر الشهير،
04:33
"You can't always get what you want,
98
273683
1791
"لا يمكنك دوماً الحصول على ما تريد،
04:35
but if you try sometimes, you just might find
99
275498
2187
ولكن إن حاولت أحيانًا، فلربما تجد
04:37
you get what you need."
100
277709
1215
وتحصل على ما تحتاجه".
04:38
And by connecting telescopes from around the world,
101
278948
2464
وبإيصال تليسكوبات من جميع أنحاء العالم،
04:41
an international collaboration called the Event Horizon Telescope
102
281436
3538
فإن تعاون دولي يسمى تليسكوب أحداث الأفق
04:44
is creating a computational telescope the size of the Earth,
103
284998
3109
يعمل على إيجاد تليسكوب يدار بالكمبيوتر بحجم الأرض،
قادر على تحليل تركيبة
04:48
capable of resolving structure
104
288131
1537
04:49
on the scale of a black hole's event horizon.
105
289692
2199
حدث بحجم أفق الثقب الأسود.
04:51
This network of telescopes is scheduled to take its very first picture
106
291915
3387
هذه الشبكة من التليسكوبات من المقرر أن تلتقط أول صورة
04:55
of a black hole next year.
107
295326
1815
لثقب أسود العام المقبل.
جميع هذه التليسكوبات في الشبكة العالمية تعمل معًا.
04:57
Each telescope in the worldwide network works together.
108
297165
3338
05:00
Linked through the precise timing of atomic clocks,
109
300527
2712
وبربطها معًا من خلال توقيت دقيق باستخدام الساعات الذرية،
05:03
teams of researchers at each of the sites freeze light
110
303263
2657
تقوم فرق من الخبراء في كل موقع بتجميد الضوء
05:05
by collecting thousands of terabytes of data.
111
305944
2962
عن طريق تجميع آلاف (التيرابايت) من البيانات.
05:08
This data is then processed in a lab right here in Massachusetts.
112
308930
5017
ثم تتم معالجة هذه البيانات في مختبر هنا في (ماساتشوتس).
05:13
So how does this even work?
113
313971
1794
ولكن كيف يمكن لهذا كله أن ينجح؟
05:15
Remember if we want to see the black hole in the center of our galaxy,
114
315789
3403
هل تذكرون أنه إن أردنا رؤية ثقب أسود في وسط مجرتنا،
05:19
we need to build this impossibly large Earth-sized telescope?
115
319216
2982
فإنه يتوجب علينا بناء تليسكوب بحجم الأرض؟
05:22
For just a second, let's pretend we could build
116
322222
2232
لنتظاهر لثانية واحدة أنه بمقدورنا بناء
05:24
a telescope the size of the Earth.
117
324478
1842
تليسكوب بحجم الأرض.
05:26
This would be a little bit like turning the Earth
118
326344
2455
سيكون الأمر مشابهًا لتحويل الأرض
05:28
into a giant spinning disco ball.
119
328823
1747
لكرة كبيرة لامعة في نادي للديسكو.
05:30
Each individual mirror would collect light
120
330594
2200
ستلتقط كل من هذه المرايا الضوء
05:32
that we could then combine together to make a picture.
121
332818
2597
ويمكننا بعد ذلك تجميعه لكي نكون صورة.
05:35
However, now let's say we remove most of those mirrors
122
335439
2661
ولكن لنفترض أننا أزلنا معظم هذه المرايا
وتبقى القليل منها.
05:38
so only a few remained.
123
338124
1972
يمكننا الاستمرار في محاولة جمع هذه المعلومات معًا،
05:40
We could still try to combine this information together,
124
340120
2877
ولكن الآن نجد الكثير من الفراغات بها.
05:43
but now there are a lot of holes.
125
343021
1993
هذه المرايا المتبقية تمثل المواقع التي تتواجد بها التليسكوبات.
05:45
These remaining mirrors represent the locations where we have telescopes.
126
345038
4373
05:49
This is an incredibly small number of measurements to make a picture from.
127
349435
4079
وهذه أعداد صغيرة جدًا من القياسات التي تمكننا من إنشاء صورة منها.
05:53
But although we only collect light at a few telescope locations,
128
353538
3838
ولكن بالرغم من أننا نجمع الضوء من مواقع تليسكوبات قليلة،
05:57
as the Earth rotates, we get to see other new measurements.
129
357400
3423
فإن دوران الأرض يمكننا من رؤية حسابات أخرى جديدة.
06:00
In other words, as the disco ball spins, those mirrors change locations
130
360847
3819
بمعنى آخر، أثناء دورانها، كما كرة الديسكو، تغير المرايا موقعها
06:04
and we get to observe different parts of the image.
131
364690
2899
ونتمكن من رؤية أجزاء أخرى من الصورة.
06:07
The imaging algorithms we develop fill in the missing gaps of the disco ball
132
367613
4018
خوارزمية الصور التي طورناها تُمكننا من تعويض النقص في كرة الديسكو
06:11
in order to reconstruct the underlying black hole image.
133
371655
3033
لكي نتمكن من صنع صورة للثقب الأسود.
06:14
If we had telescopes located everywhere on the globe --
134
374712
2636
لو توافر لنا تليسكوبات في جميع أنحاء العالم--
06:17
in other words, the entire disco ball --
135
377372
1941
-- بمعنى آخر، في جميع أنحاء كرة الديسكو
06:19
this would be trivial.
136
379337
1284
سيكون هذا قليل الأهمية.
06:20
However, we only see a few samples, and for that reason,
137
380645
3322
ولكننا نقدر أن نرى بعض النماذج ولهذا السبب
06:23
there are an infinite number of possible images
138
383991
2388
يوجد عدد غير محدود من الصور المحتملة
06:26
that are perfectly consistent with our telescope measurements.
139
386403
2964
التي يمكن أن تكون متوافقة تمامًا مع قياسات التليسكوبات لدينا.
06:29
However, not all images are created equal.
140
389391
3016
لكن ليست كل الصور متماثلة،
06:32
Some of those images look more like what we think of as images than others.
141
392849
4458
بعض هذه الصور تتطابق مع تصورنا لما يمكن أن تكون الصور عليه أكثر من غيرها.
06:37
And so, my role in helping to take the first image of a black hole
142
397331
3222
ولذا، فإن مهمتي للمساعدة والحصول على أول صورة للثقب الأسود
06:40
is to design algorithms that find the most reasonable image
143
400577
2932
هي تصميم خوارزمية تعمل على إيجاد أكثر الصور منطقية
06:43
that also fits the telescope measurements.
144
403533
2222
وتتطابق مع مقاسات التليسكوب كذلك.
06:46
Just as a forensic sketch artist uses limited descriptions
145
406727
3942
وبصورة مشابهة لكيفية عمل رسام الطب الشرعي حيث يستخدم أوصاف محددة
06:50
to piece together a picture using their knowledge of face structure,
146
410693
3514
لتركيب صورةٍ ما مستخدمين معرفتهم بتركيب الوجه،
06:54
the imaging algorithms I develop use our limited telescope data
147
414231
3315
فإن خوارزمية الصور التي طورتها تستخدم بيانات التليسكوب المحدودة
06:57
to guide us to a picture that also looks like stuff in our universe.
148
417570
4322
لكي تدلنا على الصورة التي تطابق ما هو موجود في كوننا.
07:01
Using these algorithms, we're able to piece together pictures
149
421916
3651
باستخدام هذه الخوارزميات، تمكنّا من أن نجمع معًا قطع صور
07:05
from this sparse, noisy data.
150
425591
2180
من ضوضاء البيانات هذه وصخبها.
07:07
So here I show a sample reconstruction done using simulated data,
151
427795
4529
أعرض هنا مثال لإعادة بناء صورة مستخدمين بيانات المحاكاة،
07:12
when we pretend to point our telescopes
152
432348
1933
عندما نتظاهر بتوجيه التيليسكوبات
07:14
to the black hole in the center of our galaxy.
153
434305
2585
باتجاه الثقب الأسود في منتصف مجرتنا.
07:16
Although this is just a simulation, reconstruction such as this give us hope
154
436914
4455
بالرغم من أنّ هذه محاكاة لإعادة البناء إلا أنها تعطينا الأمل
07:21
that we'll soon be able to reliably take the first image of a black hole
155
441393
3453
أننا سنتمكن قريبًا من التقاط الصورة الأولى لثقب أسود
07:24
and from it, determine the size of its ring.
156
444870
2595
ونقدر من خلالها على تقدير حجم الدوائر حولها.
بالرغم من أنني أود الاسترسال في شرح هذه الخوارزمية،
07:28
Although I'd love to go on about all the details of this algorithm,
157
448118
3199
07:31
luckily for you, I don't have the time.
158
451341
2174
إلا أنّه لحسن حظكم، ليس لدي الوقت الكافي.
07:33
But I'd still like to give you a brief idea
159
453539
2001
ولكنني أرغب في أن أعطيكم فكرة مبسطة
07:35
of how we define what our universe looks like,
160
455564
2302
عن كيفية تعريفنا لمظهر الكون،
07:37
and how we use this to reconstruct and verify our results.
161
457890
4466
وكيف يمكن أن نستخدم ذلك لإعادة تركيب والتأكد من نتائجنا.
07:42
Since there are an infinite number of possible images
162
462380
2496
بما أنه يوجد عدد غير محدود من الصور الممكنة
07:44
that perfectly explain our telescope measurements,
163
464900
2365
التي يمكن أن تشرح بامتياز قياسات التيليسكوبات،
07:47
we have to choose between them in some way.
164
467289
2605
إلا أننا يجب أن نختار من بينها بطريقة ما.
07:49
We do this by ranking the images
165
469918
1838
نقوم بذلك عن طريق ترتيب الصور
07:51
based upon how likely they are to be the black hole image,
166
471780
2834
بناءً على احتمالية أنها تكوّن صورة لثقب أسود،
07:54
and then choosing the one that's most likely.
167
474638
2482
ومن ثم اختيار الصورة الأكثر احتمالية.
ما الذي أعنيه بذلك بالضبط؟
07:57
So what do I mean by this exactly?
168
477144
2195
07:59
Let's say we were trying to make a model
169
479862
1978
لنفترض أننا نحاول أن نصنع نموذجًا
08:01
that told us how likely an image were to appear on Facebook.
170
481864
3183
يمكن أن يخبرنا عن مدى احتمالية ظهور صورةٍ ما على الفيسبوك.
غالبًا سنرغب في أن يخبرنا النموذج
08:05
We'd probably want the model to say
171
485071
1701
08:06
it's pretty unlikely that someone would post this noise image on the left,
172
486796
3557
أنه من المستبعد أن يقوم شخص بنشر الصورة غير واضحة إلي ناحية اليسار،
08:10
and pretty likely that someone would post a selfie
173
490377
2419
لكن من المحتمل جداً أن ينشر صورة شخصية له
08:12
like this one on the right.
174
492820
1334
كالصورة الموجودة على اليمين.
الصورة التي في الوسط هي ضبابية،
08:14
The image in the middle is blurry,
175
494178
1639
08:15
so even though it's more likely we'd see it on Facebook
176
495841
2639
وبالرغم من أنّ حتمالية رؤيتها على الفيسبوك أعلى
08:18
compared to the noise image,
177
498504
1360
مقارنة بالصورة غير واضحة،
08:19
it's probably less likely we'd see it compared to the selfie.
178
499888
2960
وهي أقل احتمالية أن نشاهدها مقارنة بالصورة الشخصية.
08:22
But when it comes to images from the black hole,
179
502872
2290
لكن عندما يتعلق الأمر بصور لثقب أسود،
08:25
we're posed with a real conundrum: we've never seen a black hole before.
180
505186
3502
فإننا نواجه معضلة حقيقية: لم يسبق وأن شاهدنا ثقباً أسوداً حقيقياً من قبل.
08:28
In that case, what is a likely black hole image,
181
508712
2291
في هذه الحالة، ما هي الصورة الأقرب للثقب الأسود،
وما هي الافتراضات التي يجب أن تكون لدينا عن بنية الثقب الأسود؟
08:31
and what should we assume about the structure of black holes?
182
511027
2938
08:33
We could try to use images from simulations we've done,
183
513989
2632
يمكن أن نحاول استخدام صور ناتجة عن محاكاة أجريت سابقًا،
08:36
like the image of the black hole from "Interstellar,"
184
516645
2530
كما الصورة في الفيلم (انترستلر)،
08:39
but if we did this, it could cause some serious problems.
185
519199
2938
لكن يمكن حدوث مشاكل حقيقية في حال قمنا بهذا.
ما الذي يمكن أن يحدث إن لم تثبت نظريات (آينشتاين) صحتها؟
08:42
What would happen if Einstein's theories didn't hold?
186
522161
3380
08:45
We'd still want to reconstruct an accurate picture of what was going on.
187
525565
3961
رغبتنا ستستمر في إنشاء صورة دقيقة عمّا يجري.
08:49
If we bake Einstein's equations too much into our algorithms,
188
529550
3371
إن قمنا بإضافة معادلات (آينشتاين) بشكل جيد إلى خوارزمياتنا،
08:52
we'll just end up seeing what we expect to see.
189
532945
2755
فسينتهي بنا المطاف لرؤية ما نتوقع أن نراه.
08:55
In other words, we want to leave the option open
190
535724
2276
بكلام آخر، نحن نرغب في جعل الخيار متاحًا
لإمكانية وجود فيل ضخم في مركز مجرتنا.
08:58
for there being a giant elephant at the center of our galaxy.
191
538024
2923
09:00
(Laughter)
192
540971
1057
(ضحك)
لكل نوع من الصور خصائص تنفرد بها.
09:02
Different types of images have very distinct features.
193
542052
2989
يمكننا بكل سهولة أن نميز بين صور محاكاة الثقب الأسود
09:05
We can easily tell the difference between black hole simulation images
194
545065
3548
09:08
and images we take every day here on Earth.
195
548637
2276
والصور التي نلتقطها يوميًا هنا على الأرض.
09:10
We need a way to tell our algorithms what images look like
196
550937
3104
نحن بحاجة إلى أن تكون الخوارزميات قادرة على معرفة خصائص الصور
دون أن تطغى خصائص نوع معين من الصور على الأنواع الأخرى.
09:14
without imposing one type of image's features too much.
197
554065
3249
09:17
One way we can try to get around this
198
557865
1893
إحدى الطرق للتغلب على هذا،
09:19
is by imposing the features of different kinds of images
199
559782
3062
هي بفرض خصائص أنواع مختلفة من الصور
09:22
and seeing how the type of image we assume affects our reconstructions.
200
562868
4130
ومن ثم نشاهد كيف يمكن أن تؤثر على الصور التي يتم تكوينها.
09:27
If all images' types produce a very similar-looking image,
201
567712
3491
في حال كانت الصور الناتجة من مختلف الخصائص متشابهه فيما بينها،
09:31
then we can start to become more confident
202
571227
2057
عندها يمكننا أن نكون أكثر ثقة
09:33
that the image assumptions we're making are not biasing this picture that much.
203
573308
4173
أن الافتراضات التي نكونها للصورة لن تكون منحازة لخصائص نوع محدد.
09:37
This is a little bit like giving the same description
204
577505
2990
الأمر مشابهة لإعطائنا وصفاً واحداً
09:40
to three different sketch artists from all around the world.
205
580519
2996
لثلاثة رسامين مختلفين في جميع أنحاء العالم.
09:43
If they all produce a very similar-looking face,
206
583539
2860
إن قام الجميع بتقديم صورة مشابهة للوجه،
09:46
then we can start to become confident
207
586423
1793
فإننا سنكون أكثر ثقة
09:48
that they're not imposing their own cultural biases on the drawings.
208
588240
3616
أنهم لم يقوموا بعكس أنماطهم المجتمعية في رسوماتهم التي رسموها.
09:51
One way we can try to impose different image features
209
591880
3315
إحدى الطرق لفرض خصائص صور مختلفة
09:55
is by using pieces of existing images.
210
595219
2441
هي باستخدام أجزاءٍ من صور موجودة لدينا.
09:58
So we take a large collection of images,
211
598214
2160
نقوم بأخذ عدد كبير من الصور،
10:00
and we break them down into their little image patches.
212
600398
2718
ونقوم بتحويلها إلى قطع صغيرة جدًا من الصور المتجاورة.
ومن ثم نقوم بالتعامل مع كل مجموعة من الصور الصغيرة كما قطع الأحاجي المتفرقة.
10:03
We then can treat each image patch a little bit like pieces of a puzzle.
213
603140
4285
10:07
And we use commonly seen puzzle pieces to piece together an image
214
607449
4278
ونقوم باستخدام أجزاء الأحجية الصغيرة لدينا لكي نكون صورة
10:11
that also fits our telescope measurements.
215
611751
2452
تتوافق مع قياسات التليسكوب لدينا.
والأنواع المختلفة من الصور لديها قطع مختلفة تمامًا عن الأخرى.
10:15
Different types of images have very distinctive sets of puzzle pieces.
216
615040
3743
10:18
So what happens when we take the same data
217
618807
2806
إذا ما الذي يحدث عندما نستخدم ذات البيانات
10:21
but we use different sets of puzzle pieces to reconstruct the image?
218
621637
4130
ولكن نستخدم أجزاءً مختلفة من الأحاجي لإعادة بناء الصورة؟
10:25
Let's first start with black hole image simulation puzzle pieces.
219
625791
4766
لنبدأ أولًا مع قطع أحجية محاكاة صورة الثقب الأسود.
10:30
OK, this looks reasonable.
220
630581
1591
حسنًا، هذا يبدو منطقيًا.
10:32
This looks like what we expect a black hole to look like.
221
632196
2694
هذا ما نتوقع أن يبدو عليه منظر الثقب الأسود.
10:34
But did we just get it
222
634914
1193
لكن هل حصلنا على هذا
لأننا قمنا باستخدام قطع صغيرة من صور محاكاة الثقب الأسود؟
10:36
because we just fed it little pieces of black hole simulation images?
223
636131
3314
10:39
Let's try another set of puzzle pieces
224
639469
1880
لنستخدم أجزاء أحجية أخرى
10:41
from astronomical, non-black hole objects.
225
641373
2509
لأجسام فلكية مختلفة عن الثقب الأسود.
10:44
OK, we get a similar-looking image.
226
644914
2126
حسنًا، حصلنا على صورة مشابهة
ثم ماذا عن قطع من صور يومية،
10:47
And then how about pieces from everyday images,
227
647064
2236
10:49
like the images you take with your own personal camera?
228
649324
2785
مثل الصور التي تلتقطها بكاميرتك الخاصة؟
10:53
Great, we see the same image.
229
653312
2115
رائع، نحن نرى صورة مماثلة.
10:55
When we get the same image from all different sets of puzzle pieces,
230
655451
3366
عندما نحصل على ذات الصورة بعد استخدام أجزاء أحاجي من مجموعات مختلفة،
10:58
then we can start to become more confident
231
658841
2046
عندها يمكننا أن نكون أكثر ثقة
11:00
that the image assumptions we're making
232
660911
1966
أن افتراضات الصور التي لدينا
11:02
aren't biasing the final image we get too much.
233
662901
2921
لن تكون منحازة للصور النهائية بشكل كبير.
11:05
Another thing we can do is take the same set of puzzle pieces,
234
665846
3253
شيء آخر يمكننا القيام به وهو أخذ أجزاء الأحجية ذاتها
مثل الأجزاء من الصور الملتقطة يوميًا،
11:09
such as the ones derived from everyday images,
235
669123
2489
11:11
and use them to reconstruct many different kinds of source images.
236
671636
3600
ونستخدمها لإعادة تركيب العديد من الصور الأصلية المختلفة.
11:15
So in our simulations,
237
675260
1271
لذا في محاكاتنا،
11:16
we pretend a black hole looks like astronomical non-black hole objects,
238
676555
3775
نتظاهر أن الثقب الأسود يبدو كجسم فلكي مختلف عن الثقوب السوداء،
11:20
as well as everyday images like the elephant in the center of our galaxy.
239
680354
3849
كما الصور اليومية كالفيل الموجود في وسط مجرتنا.
11:24
When the results of our algorithms on the bottom look very similar
240
684227
3168
عندما تبدو النتائج من الخوارزمية في الأسفل مشابهة
11:27
to the simulation's truth image on top,
241
687419
2096
لنتائج المحاكاة التي تظهر في الأعلى،
11:29
then we can start to become more confident in our algorithms.
242
689539
3346
عندها نبدأ في اكتساب ثقة أكبر في الخوارزمية.
11:32
And I really want to emphasize here
243
692909
1867
وأود أن اؤكد هنا
11:34
that all of these pictures were created
244
694800
1934
أنّ جميع هذه الصور تم صنعها
11:36
by piecing together little pieces of everyday photographs,
245
696758
2936
بجمع قطع صغيرة من صور ملتقطة يوميًا،
11:39
like you'd take with your own personal camera.
246
699718
2215
كالتي تلتقطونها باستخدام كاميراتكم الخاصة.
11:41
So an image of a black hole we've never seen before
247
701957
3276
لذا صورة الثقب الأسود التي لم نرها من قبل
11:45
may eventually be created by piecing together pictures we see all the time
248
705257
3943
ربما نتمكن من صناعتها في نهاية المطاف من صور نراها يوميًا
11:49
of people, buildings, trees, cats and dogs.
249
709224
2745
للناس أو المباني أو الأشجار أو القطط والكلاب.
11:51
Imaging ideas like this will make it possible for us
250
711993
2645
تخيل مثل هذه الأفكار سيتيح لنا
11:54
to take our very first pictures of a black hole,
251
714662
2619
أن نلتقط أول صورة للثقب الأسود،
11:57
and hopefully, verify those famous theories
252
717305
2447
ونأمل أن نتمكن من التأكد من صحة هذه النظريات الشهيرة
11:59
on which scientists rely on a daily basis.
253
719776
2421
التي يعتمد عليها العلماء يوميًا.
12:02
But of course, getting imaging ideas like this working
254
722221
2608
لكن بالطبع، تخيُّل أن أفكار كهذه قد تنجح
12:04
would never have been possible without the amazing team of researchers
255
724853
3322
لم يكن ليكون متاحًا دون فريقٍ مذهلٍ من الخبراء
12:08
that I have the privilege to work with.
256
728199
1887
ولدي الحظ الكبير للعمل معهم.
ما زال الأمر يدهشني
12:10
It still amazes me
257
730110
1163
12:11
that although I began this project with no background in astrophysics,
258
731297
3351
أنه بالرغم من أنني بدأت هذا المشروع دون أي خبرة بعلم الفلك،
12:14
what we have achieved through this unique collaboration
259
734672
2619
ما تمكنّا من تحقيقه من خلال تعاوننا الفريد
12:17
could result in the very first images of a black hole.
260
737315
2759
قد ينتج عنه أول صورة للثقب الأسود.
لكن مشاريع كبيرة مثل تليسكوب الآفاق
12:20
But big projects like the Event Horizon Telescope
261
740098
2698
12:22
are successful due to all the interdisciplinary expertise
262
742820
2814
هي ناجحة بسبب الخبرات التي تنتمي للعديد من التخصصات
12:25
different people bring to the table.
263
745658
1790
التي يتشارك بها العديد من الناس
12:27
We're a melting pot of astronomers,
264
747472
1706
نحن مجموعة كبيرة من علماء الفلك،
12:29
physicists, mathematicians and engineers.
265
749202
2232
الفيزيائيين وخبراء الرياضيات والمهندسين.
12:31
This is what will make it soon possible
266
751458
2554
هذا سيجعلنا قريبًا قادرين
على تحقيق شيءٍ كنّا نظنه مستحيلًا.
12:34
to achieve something once thought impossible.
267
754036
2853
12:36
I'd like to encourage all of you to go out
268
756913
2256
أود أن أشجعكم جميعًا للخروج
12:39
and help push the boundaries of science,
269
759193
2096
ومساعدتنا على توسيع حدود العلم،
12:41
even if it may at first seem as mysterious to you as a black hole.
270
761313
3901
حتى وإن كانت تبدو في البداية غامضة كما يبدو الثقب الأسود.
12:45
Thank you.
271
765238
1174
شكرًا جزيلًا.
12:46
(Applause)
272
766436
2397
(تصفيق)
حول هذا الموقع

سيقدم لك هذا الموقع مقاطع فيديو YouTube المفيدة لتعلم اللغة الإنجليزية. سترى دروس اللغة الإنجليزية التي يتم تدريسها من قبل مدرسين من الدرجة الأولى من جميع أنحاء العالم. انقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية المعروضة على كل صفحة فيديو لتشغيل الفيديو من هناك. يتم تمرير الترجمات بالتزامن مع تشغيل الفيديو. إذا كان لديك أي تعليقات أو طلبات ، يرجى الاتصال بنا باستخدام نموذج الاتصال هذا.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7