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

Μετάφραση: Harry Athanasopoulos Επιμέλεια: Lucas Kaimaras

A little over 100 years ago, in 1915,

Εδώ και λίγο παραπάνω από εκατό χρόνια,

το 1915,

Einstein published his theory of general relativity,

ο Αϊνστάιν εξέδωσε τη γενική θεωρία της σχετικότητας,

which is sort of a strange name,

που είναι ένα όνομα κάπως περίεργο,

but it's a theory that explains gravity.

καθώς πρόκειται για μια θεωρία που εξηγεί τη βαρύτητα.

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

Λέει πως οι μάζες -όλη η ύλη, οι πλανήτες- έλκονται

not because of an instantaneous force, as Newton claimed,

όχι επειδή τους ελκύει μια δύναμη στιγμιαία, όπως είπε ο Νεύτωνας,

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

αλλά επειδή όλη η ύλη -όλοι εμείς, όλοι οι πλανήτες-

wrinkles the flexible fabric of space-time.

τσαλακώνει την ελαστική υφή του χωροχρόνου.

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

Ο χωροχρόνος είναι αυτό μέσα στο οποίο ζούμε

και που μας συνδέει όλους μεταξύ μας.

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

Είναι όπως όταν κάποιος μας κοιμίζει σε ένα στρώμα

και εμείς παραμορφώνουμε το στρώμα.

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

Και οι μάζες κινούνται, όπως είπαμε, όχι σύμφωνα με τους νόμους του Νεύτωνα,

but because they see this space-time curvature

αλλά επειδή βλέπουν αυτή την καμπυλότητα του χωροχρόνου

and follow the little curves,

και ακολουθούν τις καμπύλες,

just like when our bedmate nestles up to us

όπως όταν ο σύντροφος μας στο κρεβάτι

έρχεται κοντά μας εξαιτίας της καμπύλης του στρώματος.

because of the mattress curvature.

(Laughter)

(Γέλια)

A year later, in 1916,

Ένα χρόνο μετά, το 1916.

Einstein derived from his theory

ο Αϊνστάιν συμπέρανε από τη θεωρία του

that gravitational waves existed,

ότι υπάρχουν τα βαρυτικά κύματα.

and that these waves were produced when masses move,

Αυτά παράγονται όταν οι μάζες κινούνται

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

όπως, για παράδειγμα, όταν τα άστρα περιστρέφονται

το ένα γύρω από το άλλο,

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

και παράγουν πτυχώσεις στο χωροχρόνο

οι οποίες φέρουν ενέργεια εκ του συστήματος και πλησιάζουν τα άστρα.

and the stars move toward each other.

However, he also estimated

Ωστόσο, αυτός επίσης υπολόγισε

ότι αυτές οι επιδράσεις ήταν πολύ πολύ πολύ μικρές

that these effects were so minute,

that it would never be possible to measure them.

ώστε ποτέ να μην μπορούν να μετρηθούν.

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

Πρόκειται να σας πω πώς με την εργασία εκατοντάδων επιστημόνων

with the work of hundreds of scientists working in many countries

που δούλευαν σε πολλές χώρες και για πολλές δεκαετίες,

over the course of many decades,

just recently, in 2015,

πριν από πολύ λίγο καιρό, το 2015,

we discovered those gravitational waves for the first time.

ανακαλύψαμε αυτά τα βαρυτικά κύματα

για πρώτη φορά.

It's a rather long story.

Είναι μια αρκετά μεγάλη ιστορία.

It started 1.3 billion years ago.

Ξεκίνησε πριν 1.300 εκατομμύρια χρόνια.

A long, long time ago,

Πριν από πολύ πολύ καιρό,

in a galaxy far, far away --

σε έναν γαλαξία πολύ πολύ μακρινό -

(Laughter)

(Γέλια)

two black holes were revolving around one another --

υπήρχαν δύο μαύρες τρύπες

οι οποίες περιστρέφονταν η μία γύρω απο την άλλη,

"dancing the tango," I like to say.

«χορεύοντας ένα τανγκό», όπως μου αρέσει να λέω,

It started slowly,

που ξεκίνησε αργά,

but as they emitted gravitational waves,

αλλά καθώς εξέπεμπαν βαρυτικά κύματα,

they grew closer together, accelerating in speed,

αυτές περιστρέφονταν, επιτάχυναν,

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

μέχρι που, όταν περιστρέφονταν περίπου με την ταχύτητα του φωτός,

they fused into a single black hole

αυτές ενώθηκαν σε μία μόνη μαύρη τρύπα

that had 60 times the mass of the Sun,

η οποία είχε 60 φορές την μάζα του ηλίου

but compressed into the space of 360 kilometers.

αλλά συμπιεσμένη σε 360 χιλιόμετρα.

That's the size of the state of Louisiana,

Αυτό είναι το μέγεθος της πολιτείας της Λουιζιάνα,

where I live.

εκεί όπου ζω.

This incredible effect produced gravitational waves

Αυτό το απίστευτο φαινόμενο παρήγαγε βαρυτικά κύματα

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

που μετέφεραν το μήνυμα αυτού του κοσμικού εναγκαλισμού

στο υπόλοιπο του σύμπαντος.

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

Εμείς περάσαμε πολύ χρόνο ανακαλύπτοντας την επίδραση αυτών των βαρυτικών κυμάτων,

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

επειδή αυτό που έκαναν, ο τρόπος που τα μετρήσαμε,

είναι να ψάχνουμε επιδράσεις στις αποστάσεις.

We want to measure longitudes, distances.

Εμείς θέλουμε να μετρήσουμε συντεταγμένες, αποστάσεις.

When these gravitational waves passed by Earth,

Όταν αυτά τα βαρυτικά κύματα πέρασαν από τη Γη,

which was in 2015,

-που πέρασαν το 2015-

they produced changes in all distances --

παρήγαγαν αλλαγές σε όλες τις αποστάσεις

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

τις αποστάσεις ανάμεσά σας, ανάμεσα σε εσάς και εμένα,

our heights --

το ύψος μας -

every one of us stretched and shrank a tiny bit.

όλους εμάς μας μεγεθύνουν και μας συρρικνώνουν ελάχιστα.

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

Η πρόβλεψη είναι ότι η επίδραση είναι ανάλογη της απόστασης.

But it's very small:

Αλλά αυτή είναι μικροσκοπική:

even for distances much greater than my slight height,

ακόμα και για αποστάσεις πολύ μεγαλύτερες από το δικό μου μικρό ύψος,

the effect is infinitesimal.

η επίδραση είναι απειροελάχιστη.

For example, the distance between the Earth and the Sun

Για παράδειγμα, η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ηλίου

changed by one atomic diameter.

άλλαξε κατά μία ατομική διάμετρο.

How can that be measured?

Πώς μπορεί να μετρηθεί κάτι τέτοιο;

How could we measure it?

Πώς μπορέσαμε να μετρήσουμε κάτι τέτοιο;

Fifty years ago,

Πριν από περίπου 100 χρόνια,

some visionary physicists at Caltech and MIT --

υπήρχαν κάποιοι οραματιστές φυσικοί στο Κάλτεκ και στο ΜΙΤ,

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss --

οι Κιπ Θορν, Ρον Ντρέβερ και Ρέι Βάις,

thought they could precisely measure distances

οι οποίοι πίστευαν ότι θα μπορούσαν να μετρήσουν αποστάσεις με ακρίβεια

using lasers that measured distances between mirrors

χρησιμοποιώντας λέιζερ τα οποία μετρούσαν αποστάσεις μεταξύ κατόπτρων

τα οποία απείχαν χιλιόμετρα μεταξύ τους.

kilometers apart.

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

Χρειάστηκαν πολλά χρόνια, πολλή δουλειά και πολλοί επιστήμονες

to develop the technology and develop the ideas.

για να αναπτύξουν την τεχνολογία, να αναπτύξουν τις ιδέες,

And 20 years later,

και 20 χρόνια μετά,

almost 30 years ago,

-μάλλον 20 με 30 χρόνια πριν-

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

άρχισαν να κατασκευάζουν δύο ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων,

δύο ιντερφερόμετρα,

in the United States.

στις Ηνωμένες Πολιτείες,

Each one is four kilometers long;

κάθε ένα μεγέθους τεσσάρων χιλιομέτρων.

one is in Livingston, Louisiana,

Το ένα είναι στην Πολιτεία της Λουιζιάνα,

στο Λίβινγκτον της Λουιζιάνα, στη μέση ενός πολύτιμου δάσους;

in the middle of a beautiful forest,

and the other is in Hanford, Washington,

το άλλο στο Χάνφορντ της Ουάσινγκτον,

την Πολιτεία της Ουάσινγκτον, στην μέση της ερήμου.

in the middle of the desert.

The interferometers have lasers

Σε αυτά τα ιντερφερόμετρα, έχουμε λέιζερ που ταξιδεύουν από το κέντρο,

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

τέσσερα χιλιόμετρα στο κενό,

are reflected in mirrors and then they return.

αντανακλώνται στους καθρέφτες και επιστρέφουν,

κι εμείς μετράμε τη διαφορά της απόστασης

We measure the difference in the distances

between this arm and this arm.

μεταξύ του ενός κλάδου και του άλλου.

These detectors are very, very, very sensitive;

Και αυτοί οι ανιχνευτές είναι πολύ πολύ ευαίσθητοι,

they're the most precise instruments in the world.

είναι τα πιο ακριβή όργανα στον κόσμο.

Why did we make two?

Γιατί φτιάξαμε δύο;

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

Γιατί τα σήματα που θέλουμε να μετρήσουμε επιστρέφουν από το διάστημα

αυτά είναι που θέλουμε να μετρήσουμε,

but the mirrors are moving all the time,

αλλά οι καθρέφτες κινούνται όλη την ώρα,

so in order to distinguish the gravitational wave effects --

έπειτα για να διακρίνουμε επιδράσεις βαρυτικών κυμάτων

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

που είναι φαινόμενα αστροφυσικά και πρέπει να εμφανίζονται στους δυο ανιχνευτές,

we can distinguish them from the local effects,

μπορούμε να τις διακρίνουμε από τα τοπικά φαινόμενα,

which appear separately, either on one or the other.

που εμφανίζονται ξεχωριστά, στον ένα η τον άλλο.

In September of 2015,

Τον Σεπτέμβριο του 2015,

we were finishing installing the second-generation technology

ολοκληρώσαμε την εγκατάσταση της δεύτερης γενιάς τεχνολογίας

in the detectors,

σε αυτούς τους ανιχνευτές,

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

και ακόμη δεν φτάσαμε τη βέλτιστη ευαισθησία που επιθυμούμε

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

-ακόμη δεν βρισκόμαστε εκεί,

ακόμη και δυο χρόνια μετά-

but we wanted to gather data.

αλλά πλέον θέλαμε να πάρουμε δεδομένα.

We didn't think we'd see anything,

Δεν πιστεύαμε ότι θα βλέπαμε τίποτα,

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

άλλα ήμασταν έτοιμοι να αρχίσουμε να παίρνουμε δεδομένα για λίγους μήνες.

And then nature surprised us.

Και η φύση μας εξέπληξε.

On September 14, 2015,

Στις 14 Σεπτεμβρίου του 2015,

we saw, in both detectors,

είδαμε στους δύο ανιχνευτές

a gravitational wave.

ένα βαρυτικό κύμα.

In both detectors, we saw a signal

Στους δύο ανιχνευτές είδαμε ένα σήμα

with cycles that increased in amplitude and frequency

με μερικούς κύκλους που μεγάλωναν σε εύρος συχνότητας,

and then go back down.

έπειτα εξασθένησαν,

And they were the same in both detectors.

και ήταν ίδιοι και στους δύο ανιχνευτές.

They were gravitational waves.

Ήταν βαρυτικά κύματα.

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

Και όχι μόνο αυτό, μα επίσης, αποκωδικοποιώντας αυτή τη μορφή κύματος,

we were able to deduce that they came from black holes

μπορέσαμε να συμπεράνουμε ότι προέρχονταν από μαύρες τρύπες

fusing together to make one,

που είχαν ενωθεί σε μία μόνη,

more than a billion years ago.

πριν από πάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

And that was --

Και αυτό ήταν -

(Applause)

(Χειροκρότημα)

that was fantastic.

Αυτό ήταν φανταστικό.

At first, we couldn't believe it.

Στην αρχή, δεν μπορούσαμε να το πιστέψουμε.

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

Αυτό υποτίθεται ότι δεν θα μπορούσε να έχει συμβεί

μέχρι πολύ αργότερα.

it was a surprise for all of us.

Ήταν έκπληξη για όλους.

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

Μας πήρε μήνες να πεισθούμε ότι αυτό ήταν βέβαιο,

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

επειδή δεν θέλαμε να αφήσουμε περιθώριο λάθους.

But it was true, and to clear up any doubt

Μα ήταν σίγουρο,

και για να εξαλείψουμε κάθε αμφιβολία

that the detectors really could measure these things,

για το αν πραγματικά οι ανιχνευτές μπορούσαν να μετρήσουν αυτά τα πράγματα,

in December of that same year,

τον Δεκέμβριο του ίδιου έτους, μετρήσαμε ένα άλλο βαρυτικό κύμα,

we measured another gravitational wave,

smaller than the first one.

πιο μικρό απο το προηγούμενο.

The first gravitational wave produced a difference in the distance

Το πρώτο βαρυτικό κύμα παρήγαγε μια διαφορά απόστασης

of four-thousandths of a proton

τεσσάρων χιλιοστών του πρωτονίου,

over four kilometers.

περίπου τέσσερα χιλιόμετρα.

Yes, the second detection was smaller,

Ναι, ο δεύτερος εντοπισμός ήταν πιο μικρός

but still very convincing by our standards.

αλλά μέχρι σήμερα πολύ πειστικός για τα δικά μας στάνταρ.

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

Παρόλο που ήταν κύματα του χωροχρόνου,

όχι κύματα ήχου,

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

μας αρέσει να τα βάζουμε και να τα ακούμε.

We call this "the music of the universe."

Αυτά τα ονομάζουμε «Η μουσική του σύμπαντος».

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

Εδώ θέλω να σας βάλω να ακούσετε τις δύο πρώτες νότες

αυτής της μουσικής.

(Chirping sound)

(Κουδούνισμα)

(Chirping sound)

(Κουδούνισμα)

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

Η δεύτερη, η πιο σύντομη ήταν το τελευταίο τμήμα της δεύτερης

of the two black holes which,

από αυτές τις δύο μαύρες τρύπες,

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

η οποία σε κλάσμα δευτερολέπτου εξέπεμψε έναν όγκο ενέργειας,

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

τόση ενέργεια σαν να μετατρέπονταν τρεις ήλιοι σε ενέργεια

following that famous formula,

σύμφωνα με τον διάσημο τύπο,

E = mc2.

E=mc2.

Remember that one?

Καταλάβατε;

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

Αυτή η μουσική, στην πραγματικότητα, τραγουδάει σε όλους εμάς,

χορεύουμε με αυτή,

I'm going to have you listen again.

και θα τη βάλω να ακουστεί ξανά.

(Chirping sound)

(Κουδούνισμα)

(Chirping sound)

(Κουδούνισμα)

It's the music of the universe!

Αυτή είναι η μουσική του σύμπαντος!

(Applause)

(Χειροκρότημα)

People frequently ask me now:

Συχνά ο κόσμος με ρωτάει πλέον:

"What can gravitational waves be used for?

«Σε τι χρησιμεύουν τα βαρυτικά κύματα;»

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

«Και τώρα που ήδη τα ανακαλύψαμε,

τι μένει να κάνουμε;»

What can gravitational waves be used for?

Σε τι χρησιμεύουν τα βαρυτικά κύματα;

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

Όταν ρώτησαν τον Μπόρχες:

«Σε τι χρησιμεύει η ποίηση;»

he, in turn, answered,

Εκείνος με τη σειρά του ρώτησε:

"What's the purpose of dawn?

«Σε τι χρησιμεύει η αυγή;»

What's the purpose of caresses?

«Σε τι χρησιμεύουν τα χάδια;»

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

«Σε τι χρησιμεύει η μυρωδιά του καφέ;»

He answered,

Και ο ίδιος απάντησε:

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

«Η ποίηση χρησιμεύει για την ευχαρίστηση, το συναίσθημα, τη ζωή».

And understanding the universe,

Και το να καταλάβουμε το σύμπαν,

this human curiosity for knowing how everything works,

αυτή η ανθρώπινη περιέργεια για να ξέρουμε πώς λειτουργούν όλα

is similar.

είναι προφανής.

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

Η ανθρωπότητα, προ αμνημονεύτων ετών,

και όλοι εμείς, όλοι εσείς από παιδιά,

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

όταν βλέπουμε τον ουρανό για πρώτη φορά

και βλέπουμε άστρα, αναρωτιέται κανείς:

we wonder,

"What are stars?"

«Τι είναι τα αστέρια;»

That curiosity is what makes us human.

Αυτή η περιέργεια είναι που μας κάνει ανθρώπους.

And that's what we do with science.

Και αυτό είναι που κάνουμε με την επιστήμη.

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

Μας αρέσει να λέμε

ότι τα βαρυτικά κύματα ήδη μας είναι χρήσιμα,

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

γιατί ανοίγουμε έναν νέο δρόμο για την εξερεύνηση του σύμπαντος.

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

Μέχρι τώρα, μπορούσαμε να βλέπουμε το φως των αστεριών

via electromagnetic waves.

μέσω των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Now we can listen to the sound of the universe,

Τώρα μπορούμε να ακούσουμε τον ήχο του σύμπαντος

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

ακόμη και πράγματα που δεν εκπέμπουν φως, όπως τα βαρυτικά κύματα.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

Thank you.

(Αγγλικά) Ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

But are they useful?

Μα, μόνο για αυτό χρησιμεύουν;

Can't we derive any technology from gravitational waves?

Δεν αναπτύσσεται κάποια τεχνολογία βάσει των βαρυτικών κυμάτων;

Yes, probably.

Επί το πλείστον, ναι.

But it will probably take a lot of time.

Πρόκειται όμως να πάρει πολύ καιρό.

We've developed the technology to detect them,

Έχουμε αναπτύξει τεχνολογία για να τα ανιχνεύσουμε,

but in terms of the waves themselves,

μα τα ίδια κύματα, στην καλύτερη ανακαλύπτονται εδώ και 100 χρόνια

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

απο τότε που χρησιμεύουν για κάτι.

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

Μα παίρνει πολύ χρόνο για να αναπτυχθεί επιστημονική τεχνολογία

and that's not why we do it.

και δεν το κάνουμε για αυτό.

All technology is derived from science,

Κάθε τεχνολογία αναπτύσσεται εκ της επιστήμης,

but we practice science for the enjoyment.

μα την επιστήμη την κάνουμε

για την ευχαρίστηση.

What's left to do?

Και τι μένει να κάνουμε;

A lot.

Πάρα πολλά.

A lot; this is only the beginning.

Πάρα πολλά. Αυτό είναι μόνο η αρχή.

As we make the detectors more and more sensitive --

Με τον τρόπο που κάνουμε τους ανιχνευτές πιο ευαίσθητους

and we have lots of work to do there --

-και μένουν πολλά να κάνουμε-

not only are we going to see more black holes

όχι μόνο πρόκειται να δούμε περισσότερες μαύρες τρύπες,

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

αλλά θα κάνουμε κατάλογο με το πόσες υπάρχουν, πού είναι,

and how big they are,

πόσο μεγάλες είναι,

we'll also be able to see other objects.

μα πρόκειται να δούμε και άλλα πράγματα.

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

Πρόκειται να δούμε την σύντηξη αστέρων νετρονίων,

που μετατρέπονται σε μαύρη τρύπα.

We'll see a black holes being born.

Πρόκειται να δούμε τη γέννηση μιας μαύρης τρύπας.

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

Θα μπορούμε να δούμε τα άστρα να περιστρέφονται στον γαλαξία μας

produce sinusoidal waves.

παράγοντας ημιτονοειδή κύματα.

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

Θα μπορούμε να δούμε εκρήξεις σουπερνόβα στον γαλαξία μας.

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

Πρόκειται για ένα ολόκληρο φάσμα νέων πηγών που θα μπορούμε να δούμε.

We like to say

Μας αρέσει να λέμε

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

ότι ήδη έχουμε προσθέσει νέο νόημα στο ανθρώπινο σώμα:

now, in addition to seeing,

τώρα, εκτός του να βλέπουμε,

we're able to hear.

μπορούμε και να ακούμε.

This is a revolution in astronomy,

Είναι επανάσταση για την αστρονομία,

like when Galileo invented the telescope.

όπως όταν ο Γαλιλαίος εφηύρε το τηλεσκόπιο,

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

ή όπως όταν προστέθηκε ήχος στον βουβό κινηματογράφο.

This is just the beginning.

Αυτό είναι μόλις η αρχή.

We like to think

Μας αρέσει να θεωρούμε

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

ότι ο δρόμος της επιστήμης είναι πολύ μακρύς

-πολύ ευχάριστος, μα πολύ μακρύς-

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

και αυτή η μεγάλη διεθνής κοινότητα επιστημόνων που εργάζονται ομαδικά

working from many countries, together as a team,

από πολλές χώρες, όλοι μαζί,

are helping to build that road;

βοηθάμε να κατασκευαστεί αυτός ο δρόμος,

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

ρίχνοντας φως,

μερικές φορές συναντώντας εμπόδια,

and building, perhaps,

και κατασκευάζοντας, στην καλύτερη,

a highway to the universe.

μια λεωφόρο για το σύμπαν.

Thank you.

Ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)