Where did the Moon come from? A new theory | Sarah T. Stewart

Translator: sadegh zabihi Reviewer: Behdad Khazaeli

Nobody likes to make a mistake.

هیچ کس دوست ندارد اشتباه بکند.

And I made a whopping one.

و من اشتباه بزرگی کردم.

And figuring out what I did wrong led to a discovery

و فهمیدن اشتباهم به یک کشف منجر شد

that completely changes the way we think about the Earth and Moon.

که طرز فکر ما درباره زمین و ماه را کاملاً متحول کرد.

I'm a planetary scientist,

من یک دانشمند سیاره شناس هستم،

and my favorite thing to do is smash planets together.

و کار مورد علاقه من کوبیدن سیاره‌ها به هم است.

(Laughter)

(خنده)

In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.

در آزمایشگاهم، می‌توانم با توپ‌هایی مانند این به صخره‌ها شلیک کنم.

(Cannon shot)

(شلیک توپ)

(Laughter)

(خنده)

In my experiments, I can generate the extreme conditions

در آزمایش‌هایم، می‌توانم شرایط افراطی حاکم

during planet formation.

در زمان شکل‌گیری سیارات را ایجاد کنم.

And with computer models, I can collide whole planets together

و با مدل‌های کامپیوتری، می‌توانم کل سیاره‌ها را به هم برخورد دهم

to make them grow,

تا رشد کنند،

or I can destroy them.

یا می‌توانم نابودشان کنم.

(Laughter)

(خنده)

I want to understand how to make the Earth and the Moon

می‌خواهم بفهمم زمین و ماه چطور ساخته می‌شوند

and why the Earth is so different from other planets.

و چرا زمین این قدر با سیارات دیگر متفاوت است.

The leading idea for the origin of the Earth and Moon

ایده اصلی درباره خاستگاه زمین و ماه

is called the "giant impact theory."

«نظریه برخورد بزرگ» نام دارد.

The theory states that a Mars-sized body struck the young Earth,

این نظریه بیان می‌کند که جسمی به اندازه مریخ با زمین جوان برخورد کرده،

and the Moon formed from the debris disk around the planet.

و ماه از دایره باقی‌مانده‌های دور سیاره ایجاد شده است.

The theory can explain so many things about the Moon,

این نظریه می‌تواند چیزهای زیادی را درباره ماه توضیح دهد،

but it has a huge flaw:

اما خللی بسیار بزرگ دارد:

it predicts that the Moon is mostly made from the Mars-sized planet,

پیش‌بینی می‌کند که ماه به طور عمده از سیاره‌ای به اندازه مریخ ساخته شده،

that the Earth and the Moon are made from different materials.

و زمین و ماه از مواد متفاوتی هستند.

But that's not what we see.

اما این چیزی نیست که می‌بینیم.

The Earth and the Moon are actually like identical twins.

زمین و ماه در واقع شبیه دوقلوهای همسان هستند.

The genetic code of planets is written in the isotopes of the elements.

رمز ژنتیکی سیاره‌ها در ایزوتوپ‌های عناصر نوشته شده است.

The Earth and Moon have identical isotopes.

زمین و ماه ایزوتوپ‌های یکسانی دارند.

That means that the Earth and Moon are made from the same materials.

این یعنی زمین و ماه از مواد یکسانی ساخته شده‌اند.

It's really strange that the Earth and the Moon are twins.

خیلی عجیب است که زمین و ماه دوقلو هستند.

All of the planets are made from different materials,

تمام سیارات از مواد متفاوتی ساخته شده‌اند،

so they all have different isotopes,

پس همگی ایزوتوپ‌هایی متفاوت دارند،

they all have their own genetic code.

هر یک رمز ژنتیکی خودشان را دارند.

No other planetary bodies have the same genetic relationship.

هیچ دو جسم سیاره‌ای دیگری دارای رابطه ژنتیکی یکسان نیستند.

Only the Earth and Moon are twins.

فقط زمین و ماه دوقلو هستند.

When I started working on the origin of the Moon,

وقتی کار بر روی خاستگاه ماه را شروع کردم،

there were scientists that wanted to reject the whole idea of the giant impact.

دانشمندانی بودند که می‌خواستند ایده برخورد بزرگ را به کلی رد کنند.

They didn't see any way for this theory to explain the special relationship

آنها هیچ راهی نمی‌دیدند که این نظریه رابطه خاص

between the Earth and the Moon.

میان زمین و ماه را توجیه کند.

We were all trying to think of new ideas.

همه ما سعی می‌کردیم به ایده‌های جدید فکر کنیم.

The problem was, there weren't any better ideas.

مشکل این بود که ایده بهتری وجود نداشت.

All of the other ideas had even bigger flaws.

تمام ایده‌های دیگر حتی ایراد‌های بزرگتری داشتند.

So we were trying to rescue the giant impact theory.

پس تلاش ما برای نجات نظریه برخورد بزرگ بود.

A young scientist in my group suggested that we try changing the spin

دانشمندی جوان در گروه من پیشنهاد کرد که چرخش را

of the giant impact.

در برخورد بزرگ تغییر دهیم.

Maybe making the Earth spin faster could mix more material

شاید اگر زمین تندتر بچرخد بتواند مادهٔ بیشتری را مخلوط کند

and explain the Moon.

و ماه را توضیح دهد.

The Mars-sized impactor had been chosen

برخورد کننده به اندازه مریخ انتخاب شده بود

because it could make the Moon

چون می‌توانست ماه را ایجاد کند

and make the length of Earth's day.

و طول روز زمین را بسازد.

People really liked that part of the model.

مردم واقعا به آن بخش نظریه علاقه داشتند.

But what if something else determined the length of Earth's day?

اما چه می‌شد اگر چیز دیگری طول روز زمین را تعیین می‌کرد؟

Then there would be many more possible giant impacts that could make the Moon.

آنگاه امکان وجود برخوردهای بزرگ بسیار بیشتری خواهد بود که بتوانند ماه را بسازند.

I was curious about what could happen,

کنجکاو بودم که چه اتفاقی می‌توانست بیفتد،

so I tried simulating faster-spinning giant impacts,

پس شروع کردم به شبیه‌سازی برخوردهای بزرگ با چرخش تندتر،

and I found that it is possible

و فهمیدم که ممکن است

to make a disk out of the same mixture of materials as the planet.

حلقه‌ای از مخلوط مواد یکسان با مواد سیاره ایجاد کرد.

We were pretty excited.

خیلی هیجان‌زده بودیم.

Maybe this was the way to explain the Moon.

شاید این راه توضیح ماه بود.

The problem is, we also found that that's just not very likely.

مشکل اینجا است که فهمیدیم این خیلی هم محتمل نیست.

Most of the time, the disk is different from the planet,

بیشتر وقت‌ها حلقه با سیاره متفاوت است،

and it looked like making our Moon this way

و این طور به نظر می‌رسید که ساخته شدن ماه به این صورت

would be an astronomical coincidence,

تصادفی نجومی بوده،

and it was just hard for everyone to accept the idea

و فقط برای همه سخت است که قبول کنند

that the Moon's special connection to Earth was an accident.

رابطه خاص ماه با زمین اتفاقی است.

The giant impact theory was still in trouble,

نظریه برخورد بزرگ هنوز با مشکل مواجه بود،

and we were still trying to figure out how to make the Moon.

و ما هنوز داشتیم سعی می‌کردیم بفهمیم ماه چطور ساخته شده.

Then came the day when I realized my mistake.

آن وقت روزی فرا رسید که فهمیدم کجا اشتباه می‌کردم.

My student and I were looking at the data from these fast-spinning giant impacts.

من و دانشجویم داشتیم به اطلاعات این برخوردها با چرخش سریع‌تر نگاه می‌کردیم.

On that day, we weren't actually thinking about the Moon,

در آن روز، در واقع به ماه فکر نمی‌کردیم،

we were looking at the planet.

داشتیم به سیاره نگاه می‌کردیم.

The planet gets super-hot and partially vaporized

سیاره از انرژی برخورد بسیار داغ

from the energy of the impact.

و تا اندازه‌ای بخار می‌شود.

But the data didn't look like a planet.

اما داده‌ها شبیه یک سیاره نبودند.

It looked really strange.

عجیب به نظر می‌رسید.

The planet was weirdly connected to the disk.

سیاره به طرز عجیبی به صفحه دایره‌ای متصل بود.

I got that super-excited feeling

آن حس بسیار هیجان‌انگیز را داشتم

when something really wrong might be something really interesting.

که وقتی چیزی بسیار غلط ممکن است بسیار جالب باشد به آدم دست می‌دهد.

In all of my calculations,

در تمام محاسباتم،

I had assumed there was a planet with a separate disk around it.

فرض کرده بودم که یک سیاره داریم با یک دیسک مجزا دور آن.

Calculating what was in the disk as how we tested

محاسبه آنچه درون دیسک بود روش آزمایش ما برای تشخیص این بود

whether an impact could make the Moon.

که آیا یک برخورد قادر به ساختن ماه هست یا نه.

But it didn't look that simple anymore.

اما دیگر آن قدر ساده به نظر نمی‌رسید.

We were making the mistake

اشتباه ما این بود

of thinking that a planet was always going to look like a planet.

که فکر می‌کردیم سیاره همواره شبیه یک سیاره باقی می‌ماند.

On that day, I knew that a giant impact was making something completely new.

در آن روز، می‌دانستم که یک برخورد بزرگ داشت چیزی کاملاً جدید می‌ساخت.

I've had eureka moments.

من لحظات «یافتم» داشته‌ام.

This was not one of them.

این یکی از آنها نبود.

(Laughter)

(خنده)

I really didn't know what was going on.

واقعاً نمی‌دانستم چه اتفاقی دارد می‌افتد.

I had this strange, new object in front of me

این شیء غریب نو را پیش رو داشتم

and the challenge to try and figure it out.

و چالشی که سعی کنم و آن را بفهمم.

What do you do when faced with the unknown?

وقتی با ناشناخته مواجه می‌شوید چه می‌کنید؟

How do you even start?

چطور حتی شروع می‌کنید؟

We questioned everything:

ما همه چیز را زیر سوال بردیم:

What is a planet?

یک سیاره چیست؟

When is a planet no longer a planet anymore?

کی سیاره دیگر سیاره نیست.

We played with new ideas.

با ایده‌های جدید بازی می‌کردیم.

We had to get rid of our old way of thinking,

باید از شر طرز فکر قبلی‌مان راحت می‌شدیم،

and by playing, I could throw away all of the data,

و با بازی کردن، می‌توانستم تمام داده‌ها

all of the rules of the real world,

و تمام قوانین جهان واقعی را دور بیندازم،

and free my mind to explore.

و ذهنم را برای کاوش آزاد کنم.

And by making a mental space

و با ایجاد یک فضای ذهنی

where I could try out outrageous ideas

که می‌توانستم ایده‌های متحورانه را امتحان کنم

and then bring them back into the real world to test them,

و بعد آنها را برای آزمایش به دنیای واقعی برگردانم،

I could learn.

می‌توانستم یاد بگیرم.

And by playing, we learned so much.

و با بازی کردن، خیلی یاد گرفتیم.

I combined my lab experiments with computer models

آزمایش‌های آزمایشگاهم را با مدل‌های کامپیوتری ترکیب کردم

and discovered that after most giant impacts,

و کشف کردم که بعد از بیشتر برخوردهای بزرگ،

the Earth is so hot, there's no surface.

زمین بسیار داغ است، هیچ سطحی وجود ندارد.

There's just a deep layer of gas that gets denser and denser with depth.

فقط یک لایه عمیق گاز هست که با افزایش عمق چگال و چگال‌تر می‌شود.

The Earth would have been like Jupiter.

زمین شبیه مشتری خواهد شد.

There's nothing to stand on.

چیزی نیست که روی آن بایستیم.

And that was just part of the problem.

و این فقط بخشی از مشکل بود.

I wanted to understand the whole problem.

می‌خواستم کل مشکل را درک کنم.

I couldn't let go of the challenge to figure out what was really going on

نمی‌توانستم از این چالش دست بکشم و می‌خواستم بفهمم واقعاً

in giant impacts.

در یک برخورد بزرگ چه اتفاقی می‌افتد.

It took almost two years

تقریباً دو سال طول کشید

of throwing away old ideas

که ایده‌های قدیمی را دور بیندازم

and building new ones

و ایده‌های نو بسازم

that we understood the data

که داده‌ها را درک کنیم

and knew what it meant for the Moon.

و بفهمیم برای ماه چه معنایی دارند.

I discovered a new type of astronomical object.

نوع جدیدی از جرم آسمانی کشف کردم.

It's not a planet.

یک سیاره نیست.

It's made from planets.

از سیاره‌ها ساخته شده.

A planet is a body whose self-gravity

سیاره یک جسم است که گرانش آن

is strong enough to give it its rounded shape.

به اندازه‌ای است که می‌تواند شکل کروی آن را به وجود بیاورد.

It spins around all together.

به طور یکپارچه دوران می‌کند.

Make it hotter and spin it faster,

آن را داغ‌تر کنید و سرعت چرخش را بالا ببرید،

the equator gets bigger and bigger until it reaches a tipping point.

استوا بزرگ و بزرگ‌تر می‌شود تا به یک نقطه قله برسد.

Push past the tipping point,

از آن نقطه هم عبور کنید،

and the material at the equator spreads into a disk.

و مواد در استوا در یک سطح دایره‌ای پخش می‌شوند.

It's now broken all the rules of being a planet.

تا اینجا تمام قوانین سیاره بودن شکسته شده.

It can't spin around together anymore,

دیگر نمی‌تواند یکپارچه دوران کند،

its shape keeps changing as it gets bigger and bigger;

شکل آن تغییر می‌کند و بزرگ و بزرگتر می‌شود؛

the planet has become something new.

سیاره بدل به چیزی نو شده است.

We gave our discovery its name:

نامی برای کشف‌مان انتخاب کردیم:

synestia.

سینستیا.

We named it after the goddess Hestia,

نام آن را از خدایی به نام هِستیا گرفتیم،

the Greek goddess of the hearth and home,

خدای یونانی آتشدان و خانه،

because we think the Earth became one.

زیرا فکر کردیم زمین به خانه تبدیل شده است.

The prefix means "all together,"

پیشوند هم یعنی «همه با هم،»

to emphasize the connection between all of the material.

تا بر ارتباط میان تمام مواد تاکید کنیم.

A synestia is what a planet becomes

سینستیا چیزی است

when heat and spin push it over the limit of a spheroidal shape.

که وقتی حرارت و چرخش سیاره را از مرز شکل کروی عبور می‌دهد به آن تبدیل می‌شود.

Would you like to see a synestia?

دوست دارید یک سینستیا ببینید؟

(Cheers)

(هلهله)

In this visualization of one of my simulations,

در تصویرسازی یکی از شبیه‌سازی‌هایم،

the young Earth is already spinning quickly from a previous giant impact.

زمین جوان در حال چرخش بعد از یک برخورد بزرگ است.

Its shape is deformed, but our planet would be recognizable

شکل آن تغییر کرده، اما سیاره ما

by the water on its surface.

از آب روی سطحش قابل تشخیص است.

The energy from the impact vaporizes the surface,

انرژی برخورد سطح

the water, the atmosphere,

آب و جو را بخار می‌کند،

and mixes all of the gases together in just a few hours.

و در چند ساعت تمام گازها را با هم مخلوط می‌کند.

We discovered that many giant impacts make synestias,

کشف کردیم که بسیاری از برخوردهای بزرگ به سینستیا منجر می‌شوند،

but these burning, bright objects don't live very long.

اما این اشیاء سوزان و درخشان دوامی ندارند.

They cool down, shrink and turn back into planets.

سرد و منقبض می‌شوند، و به شکل سیاره برمی‌گردند.

While rocky planets like Earth were growing,

زمانی که سیارات سنگی مانند زمین داشتند رشد می‌کردند،

they probably turned into synestias one or more times.

احتمالاً یک یا چند بار به سینستیا تبدیل شده‌اند.

A synestia gives us a new way to solve the problem of the origin of the Moon.

یک سینستیا برای حل مسئله خاستگاه ماه راهی جدید به ما می‌دهد.

We propose that the Moon formed inside a huge, vaporous synestia.

پیشنهاد ما این است که ماه درون یک سینستیای بزرگ و پر از بخار شکل گرفته.

The Moon grew from magma rain

ماه از باران ماگما رشد کرده

that condensed out of the rock vapor.

که از متراکم شدن بخار سنگ‌ها شکل گرفته است.

The Moon's special connection to Earth

ارتباط مخصوص ماه با زمین

is because the Moon formed inside the Earth

به این دلیل است که ماه

when Earth was a synestia.

زمانی که زمین سینستیا بوده درون زمین شکل گرفته است.

The Moon could have orbited inside the synestia for years,

ماه ممکن است برای سال‌ها درون سینستیا در حال چرخش بوده باشد،

hidden from view.

در حالی که از نظر پنهان بوده.

The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking

ماه زمانی نمایان می‌شود که سینستیا

در مدار خود در حال خنک شدن و جمع شدن است.

inside of its orbit.

The synestia turns into planet Earth

سینستیا تنها بعد از صدها سال سرد شدن

only after cooling for hundreds of years longer.

به سیاره زمین تبدیل شده است.

In our new theory,

در نظریه جدید ما،

the giant impact makes a synestia,

برخورد بزرگ یک سینستیا می‌سازد،

and the synestia divides into two new bodies,

و سینستیا به دو جسم جدید تقسیم می‌شود،

creating our isotopically identical Earth and Moon.

و دوقلوهای همسان ایزوتوپی ما، زمین و ماه را می‌سازد.

Synestias have been created throughout the universe.

سینستیاها در تمام کائنات شکل می‌گیرند.

And we only just realized that by finding them in our imagination:

و ما فقط با یافتن آن در تخیلاتمان متوجه آن شدیم:

What else am I missing in the world around me?

چه چیز دیگری را در دنیای اطرافم از قلم انداخته‌ام؟

What is hidden from my view by my own assumptions?

چه چیزی به خاطر فرضیات خودم از دیدم پنهان مانده است؟

The next time you look at the Moon,

دفعه بعد که به ماه نگاه می‌کنید،

remember:

به یاد داشته باشید:

the things you think you know

چیزهایی که فکر می‌کنید می‌دانید

may be the opportunity to discover something truly amazing.

ممکن است موقعیتی برای کشف چیزی واقعاً شگفت‌انگیز باشند.

(Applause)

(تشویق)