What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Μετάφραση: Lucas Kaimaras Επιμέλεια: Ioannis Papacheimonas

1.3 billion years ago,

Πριν 1,3 δισεκατομμύριο χρόνια,

in a distant, distant galaxy,

σε έναν πολύ μακρινό γαλαξία

two black holes locked into a spiral,

δύο μαύρες τρύπες ενεπλάκησαν σε περιδίνηση,

falling inexorably towards each other

πλησιάζοντας αναπόφευκτα η μία την άλλη,

and collided,

και συγκρούστηκαν,

converting three Suns' worth of stuff

μετατρέποντας σε καθαρή ενέργεια υλικό αντίστοιχο με αυτό τριών ήλιων

into pure energy in a tenth of a second.

μέσα σε ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

For that brief moment in time,

Εκείνο το ελάχιστο χρονικό διάστημα

the glow was brighter than all the stars

η λάμψη ήταν μεγαλύτερη από όλα τα άστρα

in all the galaxies

σε όλους τους γαλαξίες

in all of the known Universe.

σε ολόκληρο το γνωστό Σύμπαν.

It was a very

Ήταν μια πολύ

big

μεγάλη

bang.

έκρηξη.

But they didn't release their energy in light.

Αλλά δεν απελευθέρωσε την ενέργεια σε φως.

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

Γιατί βεβαίως, είναι μαύρες τρύπες.

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

Όλη η ενέργεια συμπιέστηκε στην υφή του ίδιου του χωροχρόνου,

making the Universe explode in gravitational waves.

κάνοντας το Σύμπαν να εκραγεί σε βαρυτικά κύματα.

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

Να σας εξηγήσω λίγο τα χρονικά μεγέθη που εμπλέκονται εδώ.

1.3 billion years ago,

Πριν από 1,3 δισεκατομμύριο χρόνια,

Earth had just managed to evolve multicellular life.

στην Γη είχε μόλις εξελιχθεί η πολυκυτταρική ζωή.

Since then, Earth has made and evolved

Έκτοτε στη Γη εμφανίστηκαν και εξελίχθηκαν κοράλλια, ψάρια, φυτά,

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

δεινόσαυροι, άνθρωποι, ακόμη και -δόξα τω Θεώ- το Διαδίκτυο.

And about 25 years ago,

Και πριν από περίπου 25 χρόνια,

a particularly audacious set of people --

μια ιδιαίτερα τολμηρή ομάδα ανθρώπων

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

-ο Ράι Βάις του ΜΙΤ, οι Κιπ Θορν και Ρόναλντ Ντρέβερ του Caltech-

αποφάσισαν ότι θα είχε ενδιαφέρον

decided that it would be really neat

to build a giant laser detector

να φτιάξουν έναν τεράστιο ανιχνευτή λέιζερ

with which to search for the gravitational waves

με τον οποίον να ψάξουν για βαρυτικά κύματα

from things like colliding black holes.

από πράγματα όπως συγκρούσεις μαύρων τρυπών.

Now, most people thought they were nuts.

Οι περισσότεροι τους θεώρησαν τρελούς.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Αλλά αρκετοί άνθρωποι τους θεώρησαν ιδιοφυείς τρελούς και αποφάσισαν

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

να χρηματοδοτήσει την ιδέα τους το Αμερικανικό Ίδρυμα Εθνικής Επιστήμης.

So after decades of development,

Έτσι, μετά από δεκαετίες εξέλιξης,

construction and imagination

κατασκευών και φαντασίας,

and a breathtaking amount of hard work,

και μια τρομερή ποσότητα σκληρής δουλειάς,

they built their detector, called LIGO:

έφτιαξαν τον ανιχνευτή που φέρει την ονομασία LIGO:

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων με Συμβολόμετρο Λέιζερ.

For the last several years,

Όλα τα προηγούμενα χρόνια

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

ο ανιχνευτής βελτιωνόταν τρομερά στο θέμα της ακρίβειας,

a tremendous improvement in its detection ability.

μια φοβερή βελτίωση στην ανιχνευτική του ικανότητα.

It's now called Advanced LIGO as a result.

Γι' αυτό πλέον λέγεται Προηγμένος LIGO.

In early September of 2015,

Στις αρχές του Σεπτέμβη του 2015,

LIGO turned on for a final test run

ο ανιχνευτής μπήκε σε μια τελική δοκιμή λειτουργίας,

while they sorted out a few lingering details.

ενώ ρύθμιζαν κάποιες μικρές εκκρεμότητες.

And on September 14 of 2015,

Και στις 14 Σεπτεμβρίου του 2015,

just days after the detector had gone live,

λίγες μόνο μέρες αφού ο ανιχνευτής είχε μπει σε λειτουργία,

the gravitational waves from those colliding black holes

τα βαρυτικά κύματα από τις μαύρες τρύπες που συγκρούστηκαν

passed through the Earth.

πέρασαν από τη Γη.

And they passed through you and me.

Και πέρασαν μέσα από εσάς και από εμένα.

And they passed through the detector.

Πέρασαν και από τον ανιχνευτή.

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

(Ηχητικό) Σκοτ Χιούζ: Δύο στιγμές στη ζωή μου

more emotionally intense than that.

είναι συναισθηματικά πιο έντονες από αυτήν.

One is the birth of my daughter.

Η μία είναι η γέννηση της κόρης μου.

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

Η άλλη είναι όταν αποχαιρέτησα τον πατέρα μου λόγω ανίατης ασθένειας.

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

Βασικά ήταν η εκπλήρωση της καριέρας μου.

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

Όλη μου η ως τότε δουλειά έπαψε να είναι επιστημονική φαντασία! (Γέλια)

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

Άλαν Άνταμς: Είναι ο πολύ καλός μου φίλος και συνεργάτης,

ο Σκοτ Χιούζ, θεωρητικός φυσικός του ΜΙΤ,

a theoretical physicist at MIT,

who has been studying gravitational waves from black holes

που μελετούσε τα βαρυτικά κύματα από τις μαύρες τρύπες

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

και τα σήματα που μπορεί να έστελναν σε παρατηρητήρια όπως το LIGO,

for the past 23 years.

για τα τελευταία 23 χρόνια.

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

Για λίγο θα σας εξηγήσω τι είναι το βαρυτικό κύμα.

A gravitational wave is a ripple

Το βαρυτικό κύμα είναι ένας κυματισμός

in the shape of space and time.

στο σχήμα του χωροχρόνου.

As the wave passes by,

Καθώς το κύμα διέρχεται,

it stretches space and everything in it

εκτείνει το διάστημα και τα πάντα μέσα σε αυτό

in one direction,

προς μία κατεύθυνση,

and compresses it in the other.

και τα συμπιέζει προς την άλλη.

This has led to countless instructors of general relativity

Αυτό υποχρέωσε πολλούς δασκάλους της γενικής σχετικότητας

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

να κάνουν έναν αρκετά ανόητο χορό για να το εξηγήσουν στην τάξη.

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

«Τεντώνει και επεκτείνεται, τεντώνει και επεκτείνεται».

So the trouble with gravitational waves

Το πρόβλημα λοιπόν με τα βαρυτικά κύματα

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

είναι ότι είναι πολύ ασθενή, εξωφρενικά ασθενή.

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

Για παράδειγμα, τα κύματα που μας χτύπησαν στις 14 Σεπτεμβρίου

and yes, every single one of you stretched and compressed

-και ναι, όλοι σας τεντωθήκατε και συμπιεστήκατε

under the action of that wave --

υπό την επίδραση εκείνου του κύματος-

when the waves hit, they stretched the average person

όταν τα κύματα χτύπησαν, τέντωσαν τον μέσο άνθρωπο

by one part in 10 to the 21.

κατά ένα μέρος σε δέκα εις την εικοστή.

That's a decimal place, 20 zeroes,

Είναι ένα δεκαδικό, 20 μηδενικά,

and a one.

και ένας άσσος.

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

Γι΄αυτό όλοι πίστευαν ότι οι τύποι του LIGO ήταν τρελοί.

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

Ακόμη και με έναν ανιχνευτή λέιζερ μήκους 5 χιλιομέτρων -που είναι ήδη τρελό-

they would have to measure the length of those detectors

θα χρειαζόταν να μετρήσουν το μήκος εκείνων των ανιχνευτών

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

σε λιγότερο από ένα χιλιοστό της ακτίνας του πυρήνα

of an atom.

ενός ατόμου.

And that's preposterous.

Και αυτό είναι εξωφρενικό.

So towards the end of his classic text on gravity,

Έτσι, προς το τέλος του κλασικού του άρθρου περί βαρύτητας,

LIGO co-founder Kip Thorne

ο συνιδρυτής του LIGO, Κιπ Θορν,

described the hunt for gravitational waves as follows:

περιέγραψε το κυνήγι για τα βαρυτικά κύματα ως εξής:

He said, "The technical difficulties to be surmounted

Είπε: «Οι τεχνικές δυσκολίες που πρέπει να ξεπεραστούν

in constructing such detectors

στην κατασκευή τέτοιων ανιχνευτών

είναι τεράστιες.

are enormous.

But physicists are ingenious,

Αλλά οι φυσικοί είναι εφευρετικοί,

and with the support of a broad lay public,

και με τη στήριξη του ευρύτερου κοινού,

all obstacles will surely be overcome."

όλα τα εμπόδια σίγουρα θα ξεπεραστούν».

Thorne published that in 1973,

Ο Θορν το δημοσίευσε το 1973,

42 years before he succeeded.

42 ολόκληρα χρόνια πριν το επιτύχει.

Now, coming back to LIGO,

Για να επιστρέψουμε στο LIGO,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

ο Σκοτ μας λέει ότι αυτό λειτουργεί περισσότερο σαν αυτί

more than it does like an eye.

παρά σαν μάτι.

I want to explain what that means.

Θα σας εξηγήσω τι σημαίνει αυτό.

Visible light has a wavelength, a size,

Το ορατό φως έχει ένα μήκος κύματος, ένα μέγεθος,

that's much smaller than the things around you,

που είναι πολύ μικρότερο από τα πράγματα γύρω σας,

the features on people's faces,

τα χαρακτηριστικά προσώπου των ανθρώπων,

the size of your cell phone.

το μέγεθος του κινητού σας τηλεφώνου.

And that's really useful,

Και είναι όντως χρήσιμο

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

επειδή επιτρέπει να φτιάξετε μια εικόνα ή χάρτη των πραγμάτων γύρω σας,

by looking at the light coming from different spots

βλέποντας το φως που έρχεται από διάφορα σημεία

in the scene about you.

της σκηνής γύρω σας.

Sound is different.

Ο ήχος είναι διαφορετικός.

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

Το μήκος κύματος του ακουστού ήχου μπορεί να φτάνει τα 17 μέτρα μήκους.

And that makes it really difficult --

Και το κάνει πολύ δύσκολο

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

-και πρακτικά αδύνατο- να φτιάξεις μια εικόνα για κάτι

of something you really care about.

για το οποίο πραγματικά ενδιαφέρεστε.

Your child's face.

Το πρόσωπο του παιδιού σας.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Αντ' αυτού, χρησιμοποιούμε τον ήχο για να ακούσουμε χαρακτηριστικά

and tone and rhythm and volume

όπως ο τόνος, το ύψος και η ένταση,

to infer a story behind the sounds.

ώστε να συνάγουμε μια ιστορία πίσω από τους ήχους.

That's Alice talking.

Εδώ μιλάει η Άλις.

That's Bob interrupting.

Εδώ τη διακόπτει ο Μπομπ.

Silly Bob.

Ο χαζούλης ο Μπομπ.

So, the same is true of gravitational waves.

Το ίδιο λοιπόν ισχύει και με τα βαρυτικά κύματα.

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

Δεν βοηθούν για να φτιάξουμε απλές εικόνες πραγμάτων του Σύμπαντος.

But by listening to changes

Αλλά ακούγοντας τις διακυμάνσεις

in the amplitude and frequency of those waves,

στο εύρος και τη συχνότητα αυτών των κυμάτων,

we can hear the story that those waves are telling.

μπορούμε να ακούσουμε την ιστορία που μας λένε αυτά τα κύματα.

And at least for LIGO,

Και τουλάχιστον για το LIGO,

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

οι συχνότητες που μπορεί να ακούσει βρίσκονται εντός του ακουστού φάσματος.

Έτσι αν μετατρέψουμε τα ηχητικά σχέδια σε κύματα πίεσης και αέρα, σε ήχο,

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

we can literally hear the Universe speaking to us.

μπορούμε κυριολεκτικά να ακούσουμε το Σύμπαν να μας μιλάει.

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

Για παράδειγμα, ακούγοντας τη βαρύτητα, με αυτό τον τρόπο ακριβώς,

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

μας λένε πολλά για τη σύγκρουση των δύο μαύρων τρυπών,

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

κάτι για το οποίο ο συνάδελφός μου ο Σκοτ πέρασε πολύ χρόνο μελετώντας.

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

(Ηχητικό) ΣΧ: Εάν οι δύο μαύρες τρύπες δεν περιστρέφονται,

you get a very simple chirp: whoop!

ακούτε ένα πολύ απλό «γουπ»!

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

Αν τα δύο σώματα περιστρέφονται με ταχύτητα, έχουμε τον ίδιο ήχο,

but with a modulation on top of it,

αλλά με μια τροποποίηση από πάνω,

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

έτσι κάνει κάπως έτσι: «γουίρ, γουίρ, γουίρ»!

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

Είναι σαν ένα είδος λεξιλογίου περιστροφής ενσωματωμένου μέσα στην κυματομορφή.

AA: So on September 14, 2015,

ΑΑ: Έτσι στις 14 Σεπτεμβρίου 2015,

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

μια ημερομηνία που σίγουρα θα μου μείνει αξέχαστη,

LIGO heard this:

το LIGO άκουσε αυτό:

[Whirring sound]

[Περιστροφικός ήχος]

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

Αν ξέρετε λοιπόν να ακούτε, αυτός είναι ο ήχος -

(Ηχητικό) ΣΧ: ...από δύο μαύρες τρύπες, καθεμιά απ' αυτές με μάζα 30 ηλίων,

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

that were whirling around at a rate

που περιστρέφονται με μια ταχύτητα

comparable to what goes on in your blender.

παρόμοια με αυτή μέσα στο μπλέντερ.

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

ΑΑ: Αξίζει να σταματήσουμε εδώ να σκεφτούμε τι σημαίνει αυτό.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Δύο μαύρες τρύπες, τα πιο συμπαγή πράγματα στο σύμπαν,

one with a mass of 29 Suns

η μια με τη μάζα 29 ήλιων

and one with a mass of 36 Suns,

και η άλλη με τη μάζα 36 ήλιων,

whirling around each other 100 times per second

να περιστρέφονται μεταξύ τους με 100 στροφές το δευτερόλεπτο

before they collide.

πριν τελικά συγκρουστούν.

Just imagine the power of that.

Φανταστείτε πόση δύναμη εμπεριέχεται.

It's fantastic.

Είναι φανταστικό.

And we know it because we heard it.

Και το ξέρουμε γιατί το ακούσαμε.

That's the lasting importance of LIGO.

Αυτή είναι η διαρκής αξία του LIGO.

It's an entirely new way to observe the Universe

Είναι ένας τελείως διαφορετικός τρόπος να δούμε το Σύμπαν

that we've never had before.

όπως ποτέ πριν δεν το κάναμε.

It's a way that lets us hear the Universe

Είναι ένας τρόπος που μας επιτρέπει να ακούσουμε το Σύμπαν

and hear the invisible.

και να ακούσουμε το αόρατο.

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

Και είναι πολλά εκεί έξω που δεν μπορούμε να δούμε -

in practice or even in principle.

πρακτικά ή θεωρητικά.

So supernova, for example:

Οι σουπερνόβα για παράδειγμα:

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

Ήθελα πολύ να ξέρω γιατί πολύ ογκώδεις αστέρες εκρήγνυνται ως σούπερνόβα.

They're very useful;

Είναι πολύ χρήσιμο.

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

Μάθαμε πολλά για το Σύμπαν από αυτά.

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

Το πρόβλημα είναι ότι όλη η ενδιαφέρουσα φυσική συμβαίνει στον πυρήνα,

and the core is hidden behind thousands of kilometers

και αυτός κρύβεται πίσω από χιλιάδες χιλιόμετρα

of iron and carbon and silicon.

από σίδηρο, άνθρακα και σιλικόνη.

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

Ποτέ δεν θα δούμε εκεί μέσα, είναι αδιαπέραστο από το φως.

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

Τα βαρυτικά κύματα διαπερνούν τον σίδηρο σαν να είναι γυαλί -

totally transparent.

εντελώς διαφανής.

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

Η Μεγάλη Έκρηξη: Θα ήθελα πολύ να μπορώ να εξερευνήσω

the first few moments of the Universe,

τις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος,

but we'll never see them,

αλλά ποτέ δεν θα τις δούμε,

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

επειδή η ίδια η Μεγάλη Έκρηξη καλύπτεται από τη δική της φθίνουσα φωτεινότητα.

With gravitational waves,

Με τα βαρυτικά κύματα

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

θα μπορούμε να δούμε έως πίσω την αρχή.

Perhaps most importantly,

Ίσως πιο σημαντικό,

I'm positive that there are things out there

είμαι σίγουρος ότι υπάρχουν πράγματα εκεί έξω

that we've never seen

που δεν έχουμε δει

that we may never be able to see

και που ίσως δεν μπορέσουμε να δούμε ποτέ

and that we haven't even imagined --

και που δεν έχουμε ακόμη φανταστεί -

things that we'll only discover by listening.

πράγματα που θα ανακαλύψουμε μόνο με την ακοή.

And in fact, even in that very first event,

Στην πραγματικότητα, κατά το πρώτο γεγονός,

LIGO found things that we didn't expect.

το LIGO ανακάλυψε πράγματα που δεν περιμέναμε.

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

Εδώ ο συνάδελφός μου και βασικό στέλεχος της ομάδας του LIGO,

ο Ματ Έβανς, συνάδελφός μου στο ΜΙΤ, να λέει ακριβώς αυτό:

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

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

(Ηχητικό) Ματ Έβανς: Τα είδη των αστέρων που φτιάχνουν τις μαύρες τρύπες

that we observed here

που παρατηρούμε εδώ

are the dinosaurs of the Universe.

είναι οι δεινόσαυροι του σύμπαντος.

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

Είναι αυτά τα ογκώδη παλαιά πράγματα από τους προϊστορικούς χρόνους

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

και οι μαύρες τρύπες είναι κάτι σαν οστά δεινοσαύρων

with which we do this archeology.

πάνω στα οποία ασκούμε την αρχαιολογία.

So it lets us really get a whole nother angle

Έτσι μας επιτρέπουν μια εντελώς διαφορετική άποψη

on what's out there in the Universe

για το τι υπάρχει εκεί έξω στο σύμπαν

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

και πώς δημιουργήθηκαν τα αστέρια, και στο τέλος φυσικά

how we came to be out of this whole mess.

πώς καταλήξαμε να βγούμε από αυτό το χάλι.

AA: Our challenge now

ΑΑ: Η πρόκλησή μας τώρα

is to be as audacious as possible.

είναι να είμαστε όσο πιο τολμηροί μπορούμε.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Εξαιτίας του LIGO, ξέρουμε να φτιάχνουμε εξαιρετικούς ανιχνευτές

that can listen to the Universe,

που μπορούν να ακούνε το σύμπαν,

to the rustle and the chirp of the cosmos.

το θρόισμα και το τιτίβισμα του σύμπαντος.

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

Δουλειά μας είναι να φανταστούμε και να φτιάξουμε νέα παρατηρητήρια

a whole new generation of observatories --

-μια τελείως νέα γενιά παρατηρητηρίων-

on the ground, in space.

στο έδαφος και στο διάστημα.

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

Εννοώ, τι πιο εντυπωσιακό από τον ήχο της ίδιας της Μεγάλης Έκρηξης;

Our job now is to dream big.

Η δουλειά μας πλέον είναι να κάνουμε μεγάλα όνειρα.

Dream with us.

Ονειρευτείτε μαζί μας.

Thank you.

Σας ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)