What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Translator: Galya Nikolova-Zankova Reviewer: Darina Stoyanova

1.3 billion years ago,

Преди 1.3 билиона години

in a distant, distant galaxy,

в далечна, далечна галактика,

two black holes locked into a spiral,

две черни дупки се заключили в спирала,

falling inexorably towards each other

безмилостно падайки една срещу друга

and collided,

и се сблъскали,

converting three Suns' worth of stuff

превръщайки равностойна на три слънца материя

into pure energy in a tenth of a second.

в чиста енергия за десета от секундата.

For that brief moment in time,

В този кратък миг от времето

the glow was brighter than all the stars

блясъкът бил по-силен от всички звезди

in all the galaxies

във всички галактики

in all of the known Universe.

в цялата позната вселена.

It was a very

Било е много

big

голям

bang.

взрив.

But they didn't release their energy in light.

Но те не освободили енергията си в светлина.

I mean, you know, they're black holes.

Искам да кажа, знаете, те са черни дупки.

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

Цялата тази енергия била напомпана в тъканта на времето и пространството,

making the Universe explode in gravitational waves.

карайки вселената да експлодира в гравитационни вълни.

Let me give you a sense of the timescale at work here.

Нека ви дам усещане за времевото измерение тук.

1.3 billion years ago,

Преди 1.3 билиона години

Earth had just managed to evolve multicellular life.

на Земята тъкмо успял да еволюира многоклетъчния живот.

Since then, Earth has made and evolved

Оттогава Земята е направила и развила

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

корали, риби, растения, динозаври, хора а и дори-да ни пази Бог- интернет.

And about 25 years ago,

И около преди 25 години,

a particularly audacious set of people --

особено смела група хора-

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

Рай Вайс в МИТ, Кип Торн и Роналд Древър в Калтек-

decided that it would be really neat

решили, че ще е много хубаво

to build a giant laser detector

да построят огромен лазерен детектор,

with which to search for the gravitational waves

с който да търсят гравитационните вълни

from things like colliding black holes.

от неща като сблъскващи се черни дупки.

Now, most people thought they were nuts.

Тогава повечето хора мислели, че са луди.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Но достатъчно хора разбрали, че те са блестящи луди

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

и Фондацията за наука на САЩ решила да финансира тази луда идея.

So after decades of development,

Затова след десетилетия развитие,

construction and imagination

конструиране и въображение

and a breathtaking amount of hard work,

и спиращо дъха количество упорита работа

they built their detector, called LIGO:

те построили детектор, наречен LIGO:

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

Лазерна интерферометрична обсерватория за гравитационни вълни.

For the last several years,

В последните няколко години

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

LIGO преживява огромно разширяване в своята точност,

a tremendous improvement in its detection ability.

огромно подобряване в способността си за откриване.

It's now called Advanced LIGO as a result.

В резултат сега се казва подобрен LIGO.

In early September of 2015,

В ранния септември 2015

LIGO turned on for a final test run

LIGO се включи за финален тест,

while they sorted out a few lingering details.

докато разрешавали някои оставащи детайли.

And on September 14 of 2015,

И на 14 септември 2015

just days after the detector had gone live,

само дни след включването на детектора,

the gravitational waves from those colliding black holes

гравитационните вълни от тези сблъскващи се черни дупки

passed through the Earth.

преминали през Земята.

And they passed through you and me.

И преминали през теб и мен.

And they passed through the detector.

Преминали през детектора.

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

(Аудио) Скот Хюс: Има два момента в живота ми

more emotionally intense than that.

по-емоционални от това.

One is the birth of my daughter.

Първият е раждането на дъщеря ми.

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

Другият е когато трябваше да се сбогувам с баща си, когато беше на смъртно легло.

You know, it was the payoff of my career, basically.

Разбирате, това беше наградата на кариерата ми, в общи линии.

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

Всичко, за което работех, вече не беше научна фантастика! (Смях)

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

Алан Адамс: Това е моя много добър приятел и сътрудник, Скот Хюс,

a theoretical physicist at MIT,

теоретичен физик в МИТ,

who has been studying gravitational waves from black holes

който изучава гравитационнинте вълни от черни дупки

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

и сигналите, че те могат да общуват с обсерватории като LIGO,

for the past 23 years.

за последните 23 години.

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

Нека за момент ви обясня какво разбирам под гравитационна вълна.

A gravitational wave is a ripple

Гравитационната вълна е гънка

in the shape of space and time.

във формата на пространството и времето.

As the wave passes by,

Когато вълната преминава,

it stretches space and everything in it

тя разпъва пространството и всичко в него

in one direction,

в една посока.

and compresses it in the other.

и го притиска в другата.

This has led to countless instructors of general relativity

Това е довело до там безброй преподаватели по обща относителност

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

да изпълняват глупав танц в часовете си.

"It stretches and expands, it stretches and expands."

"Тя се разтяга и разширява, разтяга и разширява."

So the trouble with gravitational waves

Така проблема с гравитационните вълни

is that they're very weak; they're preposterously weak.

е, че те са много слаби: те са абсурдно слаби.

For example, the waves that hit us on September 14 --

Вълните например, които ни блъснаха на 14 септември-

and yes, every single one of you stretched and compressed

и да, всеки един от вас се разтегна и събра

under the action of that wave --

под действието на тази вълна-

when the waves hit, they stretched the average person

когато удариха, вълните разпънаха средностатистическия човек

by one part in 10 to the 21.

с една част на 10 до 21.

That's a decimal place, 20 zeroes,

Това е десетично число, 20 нули,

and a one.

и единица.

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

Затова всички мислели, че създателите на LIGO са луди.

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

Дори с десеткилометров лазерен детектор- и това вече е лудост-

they would have to measure the length of those detectors

трябвало да измерят дължината на тези детектори

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

до по-малко от една хилядна от радиуса на ядрото

of an atom.

на атома.

And that's preposterous.

И това е абсурдно.

So towards the end of his classic text on gravity,

Затова към края на този класически текст за гравитацията

LIGO co-founder Kip Thorne

един от създателите на LIGO Кип Торн

described the hunt for gravitational waves as follows:

описа лова на гравитационни вълни ето как:

He said, "The technical difficulties to be surmounted

Той каза, "Техническите трудности, които трябваше да преодоляваме

in constructing such detectors

в построяването на тези детектори

are enormous.

са огромни.

But physicists are ingenious,

Но физиците са изобретателни,

and with the support of a broad lay public,

и с подкрепата на широката публика

all obstacles will surely be overcome."

всички препятствия ще бъдат преодолени."

Thorne published that in 1973,

Торн публикува това през 1973.

42 years before he succeeded.

42 години преди да успее.

Now, coming back to LIGO,

Сега връщайки се към LIGO,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

Скот обича да казва, че той действа като ухо

more than it does like an eye.

повече, отколкото като око.

I want to explain what that means.

Искам да обясня какво значи това.

Visible light has a wavelength, a size,

Видимата светлина е с дължина на вълната, размер,

that's much smaller than the things around you,

който е много по-малък от заобикалящите ни неща,

the features on people's faces,

чертите на лицата на хората,

the size of your cell phone.

размера на телефона ви.

And that's really useful,

Това е наистина полезно,

because it lets you make an image or a map of the things around you,

защото позволява да направиш карта или изображение на нещата,

by looking at the light coming from different spots

като гледаш светлината идваща от различни места

in the scene about you.

във вашата сцена.

Sound is different.

Звукът е различен.

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

Доловимият звук е с дължина на вълната, която може да стигне 50 стъпки.

And that makes it really difficult --

И това прави наистина трудно-

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

всъщност с практически цели, невъзможно- да направим изображение

of something you really care about.

на нещо интересуващо ни наистина.

Your child's face.

Лицето на детето ви.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Вместо това използваме звука да доловим неща като интонация

and tone and rhythm and volume

и тон и ритъм и сила

to infer a story behind the sounds.

да извлечем история от звуците.

That's Alice talking.

Това е Алис, тя говори.

That's Bob interrupting.

Това е Боб, който я прекъсва.

Silly Bob.

Глупавият Боб.

So, the same is true of gravitational waves.

Същото се отнася за гравитационните вълни.

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

Не можем да ги изполваме да правим прости изображения на неща от Вселената.

But by listening to changes

Но слушайки промените

in the amplitude and frequency of those waves,

в амплитудата и честотата на тези вълни,

we can hear the story that those waves are telling.

можем да чуем историята, която те разказват.

And at least for LIGO,

И поне за LIGO

the frequencies that it can hear are in the audio band.

честотите, които той долавя, са в аудио обхвата.

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

Ако преобразуваме моделите на вълните във вълни от налягане и въздух, и звук,

we can literally hear the Universe speaking to us.

можем буквално да чуем Вселената да ни говори.

For example, listening to gravity, just in this way,

Например слушайки гравитацията по точно този начин

can tell us a lot about the collision of two black holes,

може да ни каже много за сблъсъка на две черни дупки,

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

нещо, за което колегата ми Скот е прекарал много време да мисли.

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

(Аудио) СХ: ако двете черни дупки не се въртят,

you get a very simple chirp: whoop!

получава се много прост звук: хуууп!

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

Ако двете тела се въртят много бързо, имаме същия звук,

but with a modulation on top of it,

но с модулация отгоре,

so it kind of goes: whir, whir, whir!

така че звучи горе долу "вър, вър, вър"!

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

Нещо като речник на въртенето, запечатан в тази форма на вълната.

AA: So on September 14, 2015,

АА: И така на 14 септември 2015,

a date that's definitely going to live in my memory,

дата, която определено ще живее в паметта ми,

LIGO heard this:

LIGO чу това:

[Whirring sound]

[жужащ звук]

So if you know how to listen, that is the sound of --

Ако знаете как да слушате, това е звука на--

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

(Аудио)СХ:... две черни дупки, всяка с около 30 соларни маси,

that were whirling around at a rate

които се въртяха със скорост

comparable to what goes on in your blender.

сравнима с това, което става в блендера ви.

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

АА: Струва си да спрем тук да помислим какво значи това.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Две черни дупки, най-плътното нещо във Вселената,

one with a mass of 29 Suns

една с маса на 29 слънца

and one with a mass of 36 Suns,

и една с маса на 36 слънца,

whirling around each other 100 times per second

въртящи се една около друга 100 пъти в секунда

before they collide.

преди да се сблъскат.

Just imagine the power of that.

Представете си силата в това.

It's fantastic.

Фантастично е.

And we know it because we heard it.

И знаем, защото го чухме.

That's the lasting importance of LIGO.

Това е несекващото значение на LIGO.

It's an entirely new way to observe the Universe

Това е изцяло нов начин да наблюдаваме Вселената,

that we've never had before.

който не сме имали преди.

It's a way that lets us hear the Universe

Това е начин, който ни позволява да чуем Вселената

and hear the invisible.

и да чуем невидимото.

And there's a lot out there that we can't see --

Има много неща, които не можем да видим-

in practice or even in principle.

на практика или дори по принцип.

So supernova, for example:

Супернова, например:

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

много бих искал да знам защо много масивните звезди избухват в супернови.

They're very useful;

Те са много полезни;

we've learned a lot about the Universe from them.

научили сме много за вселената от тях.

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

Проблемът е, че цялата интересна физика става в ядрото,

and the core is hidden behind thousands of kilometers

и ядрото е скрито зад хиляди километри

of iron and carbon and silicon.

от желязо и въглерод и силикон.

We'll never see through it, it's opaque to light.

Никога няма да видим отвъд, те са непрозрачни.

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

Гравитационните вълни минават през желязото, сякаш е стъкло--

totally transparent.

напълно прозрачно.

The Big Bang: I would love to be able to explore

Големият взрив: мечтая да изследвам

the first few moments of the Universe,

първите няколко мига на вселената.

but we'll never see them,

но никога няма да ги видим,

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

защото Големия взрив е затъмнен от собствения си отблясък.

With gravitational waves,

С гравитационните вълни

we should be able to see all the way back to the beginning.

ние би трябвало да можем да видим до самото начало.

Perhaps most importantly,

Сигурно най-важното нещо,

I'm positive that there are things out there

убеден съм, че там има неща,

that we've never seen

които никога не сме виждали

that we may never be able to see

и които може да не видим

and that we haven't even imagined --

и които не сме си и представяли-

things that we'll only discover by listening.

неща, които можем да открием само със слушане.

And in fact, even in that very first event,

И всъщност дори в този първи случай,

LIGO found things that we didn't expect.

LIGO откри неща, които не сме очаквали.

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

Ето колегата ми и един от ключовите членове в сътрудничеството за LIGO,

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

Мат Еванс, колега от МИТ, говорещ точно за това:

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

(Аудио) Мат Еванс: Видът на звездите, образуващи черни дупки,

that we observed here

които наблюдаваме тук,

are the dinosaurs of the Universe.

са динозаврите на вселената.

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

Те са тези масивни неща, които са стари, от праисторически времена,

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

и черните дупки са като костите на динозаврите,

with which we do this archeology.

с които правим тази археология.

So it lets us really get a whole nother angle

Това ни позволява наистина да получим изцяло нов ъгъл

on what's out there in the Universe

върху това какво има във вселената

and how the stars came to be, and in the end, of course,

и как звездите са се появили, и накрая, разбира се,

how we came to be out of this whole mess.

как ние сме се появили от цялата тази бъркотия.

AA: Our challenge now

АА: Нашето предизвикателство сега

is to be as audacious as possible.

е да бъдем колкото можем по-смели.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Благодарение на LIGO знаем да строим изключителни детектори,

that can listen to the Universe,

които могат да слушат вселената,

to the rustle and the chirp of the cosmos.

шумоленето и цвъртенето на космоса.

Our job is to dream up and build new observatories --

Нашата работа е да мечтаем и построим нови обсерватории-

a whole new generation of observatories --

цяло поколение нови обсерватории-

on the ground, in space.

на земята, и в космоса.

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

Имам предвид, какво може да е по-велико от слушането на самия Голям взрив?

Our job now is to dream big.

Задачата ни сега е да мечтаем смело.

Dream with us.

Мечтайте с нас.

Thank you.

Благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)