The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets | Jeremy Kasdin

جرمی کاسدین: دستگاهی شبیه به گلبرگ های گیاهان که ممکن است برای کشف سیارات شبیه به زمین به ما کمک کند

Translator: Azin Afroughi Reviewer: soheila Jafari

The universe is teeming with planets.

جهان هستی مملو از سیاره هاست

I want us, in the next decade,

دلم می خواهد که ما در ده سال آینده

to build a space telescope that'll be able to image

یک تلسکوپ فضایی بسازیم که قادر باشد تصویری از

an Earth about another star

زمین دیگری را در اطراف یک ستاره یا شیء دیگری

and figure out whether it can harbor life.

پیدا کند و اینکه زندگی در آن هست و یا خیر.

My colleagues at the NASA Jet Propulsion Laboratory

من و همکاران در آزمایشگاه «جِی پی اِل» ناسا

at Princeton and I are working on technology

پرینستون درحال کار بر روی یک تکنولوژی هستیم

that will be able to do just that in the coming years.

که در سالهای آینده قادر به انجام چنین کاری خواهد بود.

Astronomers now believe that every star

در حال حاضر اخترشناسان اعتقاد دارند که هر ستاره

in the galaxy has a planet,

در کهکشان، یک سیاره دارد

and they speculate that up to one fifth of them

آنها حدس می زنند که حداکثر یک پنجم از ستاره ها

have an Earth-like planet

یک سیاره مانند زمین دارند

that might be able to harbor life,

که احتمالا زندگی در آنها امکان پذیر خواهد بود.

but we haven't seen any of them.

ولی تا کنون هیچکدام از آنها را ندیده ایم

We've only detected them indirectly.

تنها آنها را بطور غیر مستقیم شناسایی کرده ایم.

This is NASA's famous picture of the pale blue dot.

این تصویر مشهور ناسا از یک نقطه آبی کم سو می باشد

It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,

که توسط سفینه فضایی ویجر در سال ۱۹۹۰ گرفته شد

when they turned it around as it was exiting the solar system

وقتی که آن را در حال خروج از منظومه شمسی برگرداندند

to take a picture of the Earth

تا از سیاره زمین عکس بگیرد

from six billion kilometers away.

از فاصله شش میلیارد کیلومتری.

I want to take that

من میخوام از این عکس استفاده کنم

of an Earth-like planet about another star.

بعنوان نمونه یک سیاره زمین مانند در اطراف یک ستاره دیگر

Why haven't we done that? Why is that hard?

چرا تا حالا این کار را نکردیم؟ چرا این کار سخته؟

Well to see, let's imagine we take

برای اینکه متوجه بشیم

the Hubble Space Telescope

تلسکوپ فضایی هابل را تصور کنید

and we turn it around and we move it out

آن را برگردانیم و انتقال بدیم به

to the orbit of Mars.

مدار مریخ

We'll see something like that,

ما تصویر مشابه این را خواهیم دید

a slightly blurry picture of the Earth,

تصویر کمی تار از زمین،

because we're a fairly small telescope

چون این یک تلسکوپ نسبتا کوچیک است

out at the orbit of Mars.

در مدار مریخ.

Now let's move ten times further away.

حالا بیایید به فاصله ده برابر دورتر برویم.

Here we are at the orbit of Uranus.

در اینجا ما در مدار اورانوس قرار گرفته ایم.

It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.

تصویر کوچکتر شده، جزئیات وضوح کمتری دارند.

We can still see the little moon,

ما هنوز می تونیم ماه کوچک را ببینیم،

but let's go ten times further away again.

ولی بیایید باز هم به فاصله ده برابر دورتر برویم.

Here we are at the edge of the solar system,

اینجا ما در لبه منظومیه شمسی هستیم،

out at the Kuiper Belt.

در کمربند کویپر

Now it's not resolved at all.

در این حالت دیگر قابل تشخیص نمی باشد

It's that pale blue dot of Carl Sagan's.

این همان نقطه آبی کم سوی کارل سگان است

But let's move yet again ten times further away.

ولی بیاید دوباره ده برابر دورتر برویم.

Here we are out at the Oort Cloud,

اینجا در میان ابر اورت هستیم،

outside the solar system,

خارج از منظومه شمسی

and we're starting to see the sun

و می بینیم که خورشید

move into the field of view

وارد میدان دید می شود

and get into where the planet is.

و جای سیاره را می گیرد

One more time, ten times further away.

یک بار دیگر، ده برابر دورتر.

Now we're at Alpha Centauri,

حالا در آلفا قنطورس (رجل قنطورس) قرار داریم

our nearest neighbor star,

نزدیک ترین ستاره و همسایه ما

and the planet is gone.

و سیاره (زمین) محو شده اند

All we're seeing is the big beaming image of the star

تنها چیزی که می بینیم یک پرتو نور بزرگ از ستاره است

that's ten billion times brighter than the planet,

که ۱۰ میلیون بار درخشانتر از سیاره است

which should be in that little red circle.

که باید در آن دایره کوچک قرمز رنگ قرار داشته باشد.

That's what we want to see. That's why it's hard.

این چیزی است که ما میخواهیم ببینیم. به این خاطر این کار بسیار سخت است.

The light from the star is diffracting.

نور ستاره شکسته شده پیدا کرده است.

It's scattering inside the telescope,

در داخل تلسکوپ پراکنده می شود،

creating that very bright image

و آن تصویر بسیار درخشان را پدید می آورد.

that washes out the planet.

این اثر سیاره را محو می کند.

So to see the planet,

در نتیجه برای دیدن سیاره،

we have to do something about all of that light.

باید کاری برای آن همه نور انجام دهیم.

We have to get rid of it.

باید از شر آن خلاص شویم.

I have a lot of colleagues working on

من همکاران زیادی دارم که دارن روی

really amazing technologies to do that,

تکنولوژیهای بسیار شگفت انگیزی کار می کنند که این کار را انجام می دهند،

but I want to tell you about one today

ولی من امروز میخواهم در مورد یکی از آنها براش ما صحبت کنم

that I think is the coolest,

که به نظر من از همه جالبتر است،

and probably the most likely to get us an Earth

و به احتمال خیلی زیاد ممکن است ما را به یک زمین دیگر برساند

in the next decade.

در دهه آینده

It was first suggested by Lyman Spitzer,

این ایده اولین بار توسط لایمن سپیتزر ارائه شد

the father of the space telescope, in 1962,

پدر تلسکوپ های فضایی، در سال ۱۹۶۲

and he took his inspiration from an eclipse.

او ایده اش را از یک کسوف الهام گرفت.

You've all seen that. That's a solar eclipse.

همه شما آن را دیده اید. یک خورشید گرفتگی است.

The moon has moved in front of the sun.

ماه در مقابل خورشید قرار گرفته است.

It blocks out most of the light

و اکثر نور را سد کرده است

so we can see that dim corona around it.

بنابر این ما می توانیم تاج کم نور را در اطراف آن ببینیم.

It would be the same thing if I put my thumb up

این مشابه آن است که من انگشت شست خود را بالا بیاورم

and blocked that spotlight that's getting right in my eye,

و جلوی نور آن نورافکن را که مستقیم وارد چشم من می شود بگیرم،

I can see you in the back row.

میتونم شما رو توی اون ردیف عقب ببینم.

Well, what's going on?

خوب، چه اتفاقی دارد میفتد؟

Well the moon

خوب، ماه

is casting a shadow down on the Earth.

یک سایه بر روی زمین می اندازد،

We put a telescope or a camera in that shadow,

ما یک تلسکوپ یا یک دوربین را در آن سایه قرار می دهیم،

we look back at the sun,

و به خورشید نگاه می کنیم،

and most of the light's been removed

و در این حالت اکثر نور ها حذف شده اند

and we can see that dim, fine structure

و ما می تونیم پرتو ضعیف را ببینیم،

in the corona.

ساختار عالی تاج.

Spitzer's suggestion was we do this in space.

پیشنهاد سپیتزر این بود که ما همین کار را در فضا انجام دهیم.

We build a big screen, we fly it in space,

ما یک صفحه بزرگ می سازیم، آن را به فضا می فرستیم،

we put it up in front of the star,

آن را در مقابل ستاره قرار می دهیم،

we block out most of the light,

اکثر نور رها را از این طریق سد می کنیم،

we fly a space telescope in that shadow that's created,

یک تلسکوپ فضایی هم به سایه ای که آن صفحه ایجاد کرد می فرستیم،

and boom, we get to see planets.

و همین، می تونیم سیاره را ببینیم.

Well that would look something like this.

خوب اون باید یه همچین شکلی داشته باشد.

So there's that big screen,

این همان صفحه بزرگ می باشد،

and there's no planets,

because unfortunately it doesn't actually work very well,

و اینجا هیچ سیاره ای نیست،

بخاطر اینکه متاسفانه این ایده خوب کار نمی کند،

because the light waves of the light and waves

بخاطر اینکه نور بصورت امواج حرکت می کند و موج ها

diffracts around that screen

در اطراف صفحه منکسر(خمیده) می شوند

the same way it did in the telescope.

همون اتفاقی که در تلسکوپ ها می افتد.

It's like water bending around a rock in a stream,

مانند شرایطی که در یک جریان، آب در مجاورت سنگ خمیده می شود،

and all that light just destroys the shadow.

و آن نورهای خمیده شده سایه را از بین می برند.

It's a terrible shadow. And we can't see planets.

این یک سایه خیلی بد است. و ما نمی توانیم سیاره ها را رصد کنیم.

But Spitzer actually knew the answer.

ولی در واقع سپلیتز جواب را می دانست.

If we can feather the edges, soften those edges

اگر ما بتوانیم لبه ها را بصورت پر در بیاوریم، لبه ها را ملایم تر کنیم

so we can control diffraction,

در نتیجه می توانیم انعکاس نور را کنترل کنیم.

well then we can see a planet,

و در نهایت می توانیم سیاره را رصد کنیم،

and in the last 10 years or so we've come up

و در طی ده سال گذشته ما دست یافتیم به

with optimal solutions for doing that.

بهترین راه حل برای این کار

It looks something like that.

اون یه همچین شکلی داره

We call that our flower petal starshade.

ما بهش میگیم گلبرگ سایه ستاره.

If we make the edges of those petals exactly right,

اگر ما لبه های این گلبرگ را دقیقا درست بسازیم،

if we control their shape,

و شکل آن را کنترل کنیم

we can control diffraction,

می توانیم انکسار نو را نیز کنترل کنیم،

and now we have a great shadow.

و حالا یک سایه عالی داریم.

It's about 10 billion times dimmer than it was before,

این تصویر در حدود ده میلیون بار کم نور تر از حالت قبلی می باشد،

and we can see the planets beam out just like that.

و ما می توانیم پرتو سیاره ها را ببینیم درست مانند تصویر.

That, of course, has to be bigger than my thumb.

البته که اون باید بزرگتر از انگشت شست من باشد.

That starshade is about

ابعاد اون گلبرگ حدود

the size of half a football field

نصف زمین فوتبال می باشد

and it has to fly 50,000 kilometers away from the telescope

و باید در فاصله ۵۰ هزار کیلومتری تلسکوپ مستقر شود

that has to be held right in its shadow,

و تلسکوب باید دقیقا در سایه ان نگه داشته شود.

and then we can see those planets.

و بعد از آن ما می توانیم سیاره ها را ببینیم.

This sounds formidable,

این کار به نظر دشوار می آید،

but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,

ولی مهندسان باهوش، همکاران من در «جِی پی اِل»

came up with a fabulous design for how to do that

موفق خواهند شد طراحی شگفت آوری انجام دهند که از پس این کار برآید.

and it looks like this.

و شبیه این خواهد شد.

It starts wrapped around a hub.

دور یک توپی پیچیده می شود

It separates from the telescope.

از تلسکوپ جدا می شود.

The petals unfurl, they open up,

گلبرگها جدا می شوند، باز می شوند،

the telescope turns around.

تلسکوپ می چرخد.

Then you'll see it flip and fly out

شما خواهید دید که می چرخد و دور می شود

that 50,000 kilometers away from the telescope.

و در فاصله ۵۰ هزار کیلومتری از تلسکوپ قرار می گیرد.

It's going to move in front of the star

و در جلوی ستاره جای می گیرد

just like that, creates a wonderful shadow.

دقیقا مانند این، یک سایه عالی ایجاد می کند

Boom, we get planets orbiting about it.

و ما سیاره ها را می بینیم که دور آن می چرخند.

(Applause)

(تشویق حاضران)

Thank you.

متشکرم.

That's not science fiction.

این علمی تخیلی نیست.

We've been working on this for the last five or six years.

ما طی ۵، ۶ سال گذشته روی آن کار کرده ایم.

Last summer, we did a really cool test

تابستان گذشته، یک آزمایش بسیار عالی انجام دادیم

out in California at Northrop Grumman.

در «نورثرپ گرامَن» در کالیفورنیا

So those are four petals.

آنها چهار تا گلبرگ هستند

This is a sub-scale star shade.

این یک صفحه سایه ستاره در مقیاس کوچک می باشد.

It's about half the size of the one you just saw.

این درست به اندازه نصف آن است که الان ملاحظه کردید.

You'll see the petals unfurl.

شما باز شدن گلبرگ ها را خواهید دید.

Those four petals were built by four undergraduates

آن چهار گلبرگ توسط چهار دانشجوی دوره کارشناسی ساسخته شدند

doing a summer internship at JPL.

که تابستان یک دوره کارآموزی را در «جِی پی اِل» می گذراندند.

Now you're seeing it deploy.

حالا می بینید که باز می شود

Those petals have to rotate into place.

گلبرگ ها باید بچرخند تا در موقعیت خود قرار بگیرند

The base of those petals

پایه آن گلبرگ ها

has to go to the same place every time

هر دفعه باید در یک موقعیت خاص قرار گیرد

to within a tenth of a millimeter.

با دقت یک دهم میلیمتر

We ran this test 16 times,

ما این آزمایش را ۱۶ بار انجام دادیم،

and 16 times it went into the exact same place

و هر ۱۶ بار آن در موقعیت درست قرار گرفت

to a tenth of a millimeter.

در یک دهم میلیمتر

This has to be done very precisely,

این کار باید خیلی دقیق انجام گیرد،

but if we can do this, if we can build this technology,

ولی اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم، اگر بتوانیم این تکنولوژی را بسازیم،

if we can get it into space,

اگر بتوانیم آن را به فضا بفرستیم،

you might see something like this.

شما ممکن است همچین تصویری را ببینید.

That's a picture of one our nearest neighbor stars

اون تصویر یکی از نزدیک ترین ستاره های همسایه ماست

taken with the Hubble Space Telescope.

که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است.

If we can take a similar space telescope,

اگر ما بتوانیم تلسکوپ فضایی مشابهی داشته باشیم

slightly larger,

کمی بزرگتر،

put it out there,

آن را آنجا قرار دهیم،

fly an occulter in front of it,

یک صفحه پوشاننده نور مقابل آن قرار دهیم،

what we might see is something like that --

چیزی که ممکن اس ببینیم مشابه این است--

that's a family portrait of our solar system -- but not ours.

آن یک پرتره خانوادگی از منظومه شمسی ماست --- ولی نه مال ما

We're hoping it'll be someone else's solar system

ما امیدواریم که اون منظومه شمسی دیگران باشد

as seen through an occulter,

که از طریق صفحه پوشاننده نور دیده می شود،

through a starshade like that.

از طریق یک صفحه سایه ستاره ای مانند آن.

You can see Jupiter, you can see Saturn,

شما می توانید مشتری را ببینید، شما می توانید زحل را ببینید،

Uranus, Neptune, and right there in the center,

اورانوس، نپتون، و دقیقا در مرکز،

next to the residual light

کنار نور باقی مانده

is that pale blue dot. That's Earth.

آن نقطه آبی کم سو، زمنی.

We want to see that, see if there's water,

ما میخواهیم آن را ببینیم، ببینیم اگه آبی وجود دارد،

oxygen, ozone,

اکسیژن، ازون،

the things that might tell us that it could harbor life.

چیزهایی که میتونن به ما بگن آن سیاره قابل سکونت است.

I think this is the coolest possible science.

به نظر من این نزدیک ترین احتمال علمی است.

That's why I got into doing this,

این دلیلی است من دارم این کار را انجام می دهم

because I think that will change the world.

بخاطر اینکه فکر می کنم اون میتونه دنیا رو عوض کنه.

That will change everything when we see that.

اون میتونه همه چیز رو عوض کنه وقتی که بتونم اون رو ببینیم.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق حاضران)