Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole

اندريا گز :‌شكار يك سياهچاله ابر پرجرم

Translator: pouria nazemi Reviewer: zahra soleimanian

How do you observe something you can't see?

چگونه مي توانيد چيزي كه نامريي است را مشاهده كنيد؟

This is the basic question of somebody who's interested

اين سوالي اساسي براي افرادي به شمار مي رود كه علاقه آنها

in finding and studying black holes.

پيدا كردن و مطالعه سياهچاله ها است

Because black holes are objects

چرا که سیاه چاله ها اجرامي هستند

whose pull of gravity is so intense

كه نيروي گرانش فوق العاده بالايي دارند. نيروي كه

that nothing can escape it, not even light,

اجازه نمي دهد هيچ چيز،‌ حتي نور هم از دام آن فرار كند.

so you can't see it directly.

به همين دليل شما نمي توانيد آنها را مستقيما ببينيد.

So, my story today about black holes

خوب، ‌داستان امروز من در باره سياهچاله ها،‌

is about one particular black hole.

به يك نوع سياهچاله خاص مربوط مي شود.

I'm interested in finding whether or not

من مايلم به اين پرسش پاسخ دهم كه بالاخره آيا

there is a really massive, what we like to call

يك سياهچاله واقعا پرجرم ،‌ از نوعي كه ما به آن

"supermassive" black hole at the center of our galaxy.

سياهچاله ابر پرجرم مي گوييم، ‌در مركز كهكشان ما وجود دارد يا نه؟

And the reason this is interesting is that

و دليلي كه اين موضوع را هيجان انگيز و جالب مي كند اين است كه

it gives us an opportunity to prove

اين كار به ما فرصتي مي دهد تا ببينيم،‌

whether or not these exotic objects really exist.

كه آيا اين چنين اجرامي واقعا وجود دارند يا خير؟

And second, it gives us the opportunity

و ديگر اينكه فرصتي در اختيار ما مي گذارد

to understand how these supermassive black holes

كه بفهميم چنين سياهچاله ابر پر جرمي

interact with their environment,

چگونه با محيط اطرافش اندركنش دارد

and to understand how they affect the formation and evolution

و بفهميم كه اين سياهچاله ها چگونه در شكل گيري و تحول

of the galaxies which they reside in.

كهكشاني كه درون آن رشد مي كنند،‌ تاثير مي گذارند

So, to begin with,

خوب براي شروع

we need to understand what a black hole is

اول بايد بفهميم يك سياهچاله چيست؟

so we can understand the proof of a black hole.

تا بتوانيم مدارك وجود آن را درك كنيم

So, what is a black hole?

خوب، ‌يك سياهچاله چيست؟

Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,

از بسياري جهات،‌يك سياهچاله جسم واقعا ساده اي است.

because there are only three characteristics that you can describe:

چرا كه شما مي توانيد يك سياهچاله را تنها با 3 مشخصه تعريف كنيد

the mass,

جرم

the spin, and the charge.

چرخش و بار الكتريكي

And I'm going to only talk about the mass.

ولي من قصد دارم فقط درباره جرم آن صحبت كنم

So, in that sense, it's a very simple object.

خوب،‌ با چنين بياني ،‌سياهچاله جرم بسيار ساده اي است

But in another sense, it's an incredibly complicated object

اما از سوي ديگر جرمي بسيار پيچيده نيز هست.

that we need relatively exotic physics to describe,

آن قدر كه براي توصيف آن به قوانين عجيب و غريب فيزيك نيازمنديم

and in some sense represents the breakdown of our physical understanding

و حتي در برخي از موارد اين جرم درك فيزيكي ما از عالم را

of the universe.

به چالش مي كشد

But today, the way I want you to understand a black hole,

اما امروز روشي كه از شما مي خواهم به كمك آن يك سياهچاله را درك كنيد

for the proof of a black hole,

براي اثبات يك سياهچاله،‌

is to think of it as an object

اين است اين جرم را شيئي در نظر بگيريد كه

whose mass is confined to zero volume.

جرمش در حجمي تقريبا معادل صفر متمركز شده باشد

So, despite the fact that I'm going to talk to you about

خوب،‌ با وجود اينكه من دارم با شما درباره

an object that's supermassive,

جسمي ابر پرجرم صحبت مي كنم

and I'm going to get to what that really means in a moment,

اما در عين حال دارم به اين نتيجه مي رسم كه

it has no finite size.

اين جرم فاقد اندازه است.

So, this is a little tricky.

خوب به نظر كمي نيرنگ آميز مي آيد

But fortunately there is a finite size that you can see,

اما خوشبختانه يك اندازه مشخص در ارتباط با اين اجرام وجود دارد كه قابل ديدن است

and that's known as the Schwarzschild radius.

و آن را به نام شعاع شوارزشيلد مي شناسيم

And that's named after the guy who recognized

نام اين شعاع به فردي بر مي گردد كه اين مفهوم را ارايه كرد

why it was such an important radius.

چرا اين شعاع عدد مهمي است؟

This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.

اين يك شعاع مجازي است و واقعي نيست. سياهچاله ها اندازه اي ندارند

So why is it so important?

پس چرا اين موضوع مهم است.

It's important because it tells us

اهميت اين عدد در اين است كه به ما مي گويد،

that any object can become a black hole.

كه هر جسمي مي تواند به سياهچاله تبديل شود

That means you, your neighbor, your cellphone,

يعني خود شما،‌نفر بغل دستي ،‌گوشي تلفن همراه ،‌

the auditorium can become a black hole

و اين سالن سخنراني مي توانند تبديل به سياهچاله شوند

if you can figure out how to compress it down

به شرط آنكه راهي را پيدا كنيد كه بتوانيد آنها را آن قدر فشرده كنيد

to the size of the Schwarzschild radius.

كه همه جرم آنها در عد شعاع شوارزشيلدشان جمع شود

At that point, what's going to happen?

خوب در آن نقطه چه اتفاقي مي افتد؟

At that point gravity wins.

در آن نقطه است كه گرانش پيروز مي شود

Gravity wins over all other known forces.

گرانش بر همه نيروهاي شناخته شده ديگر برتري مي يابد

And the object is forced to continue to collapse

و شيي مورد نظر ناچار آن قدر به رمبش خود ادامه مي دهد،‌

to an infinitely small object.

تا به جرمي بي نهايت كوچك تبديل شود

And then it's a black hole.

و در اين مرحله يك سياهچاله خواهيم داشت.

So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,

خوب ،‌اگر من سياره زمين را به اندازه يك حبه قند كوچك كنم

it would become a black hole,

به سياهچاله تبديل مي شود

because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.

چرا كه اندازه اين قند معادل شعاع شوارزشيلد سياره زمين است.

Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.

اكنون،‌ نكته كليدي اين است كه ببينيم اين شعاع شوارزشيلد چيست؟

And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.

و در واقع درك اين موضوع بسيار ساده است

It depends only on the mass of the object.

و تنها وابسته يه جرم يك جسم است

Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.

اجرام بزرگتر و چگال تر شعاع شوارزشيلد بزرگتري دارند

Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.

و اجرام كوجكتر شعاع كوچكتري دارند

So, if I were to take the sun

بنابراين اگر من خورشيد را انتخاب كنم

and compress it down to the scale of the University of Oxford,

و آن را تا ابعاد محوطه دانشگاه آكسفورد فشرده سازم

it would become a black hole.

به يك سياهچاله تبديل خواهد شد

So, now we know what a Schwarzschild radius is.

خوب حالا مي دانيم شعاع شوارزشيلد چيست

And it's actually quite a useful concept,

و انصافا اين مفهوم كارآمدي است

because it tells us not only

چرا كه نه تنها به ما مي گويد

when a black hole will form,

كي يك سياهچاله شكل مي گيرد

but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.

كه عناصر كليدي مورد نياز براي اثبات وجود يك سياهچاله را در اختيارمان مي گذارد

I only need two things.

من فقط دو چيز احتياج دارم

I need to understand the mass of the object

بايد جرم جسمي را

I'm claiming is a black hole,

كه ادعا مي كنم يك سياهچاله است را بدانم

and what its Schwarzschild radius is.

و اينكه شعاع شوارزشيلد آن چقدر است

And since the mass determines the Schwarzschild radius,

و ازآنجايي كه جرم تعيين كننده شعاع شوارزشيلد است

there is actually only one thing I really need to know.

پس در واقع تنها يك چيز وجود دارد كه لازم است واقعا بدانم

So, my job in convincing you

بنابراين كار من براي اينكه شما را قانع كنم

that there is a black hole

كه سياهچاله اي وجود دارد

is to show that there is some object

اين است كه نشان دهم جرمي وجود دارد

that's confined to within its Schwarzschild radius.

كه مي تواند درون شعاع شوارزشيلدش محدود شده باشد

And your job today is to be skeptical.

و كار شما امروز اين است كه در اين باره زود باور نباشيد

Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;

خوب،‌مي خواهم در باره يك سياهچاله غير عادي صحبت كنم

I'm going to talk about supermassive black holes.

درباره سياهچاله اي ابر پرجرم

So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,

خوب من مي خواستم چند كلمه اي در باره يك سياهچاله معمولي صحبت كنم

as if there could be such a thing as an ordinary black hole.

البته اگر چيزي به نام سياهچاله معمولي وجود داشته باشد

An ordinary black hole is thought to be the end state

يك سياهچاله معمولي را آخرين مرحله زندگي

of a really massive star's life.

يك ستاره واقعا پر جرم در نظر مي گيرند

So, if a star starts its life off

بنابراين اگر ستاره اي در آغاز زندگيش

with much more mass than the mass of the Sun,

جرمي بسيار بيش از جرم خورشيد ما داشته باشد

it's going to end its life by exploding

عمرش را با انفجاري بزرگ

and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.

و باقي گذاشتن چنين بقاياي ابر نواختري زيبايي به پايان مي رساند

And inside that supernova remnant

و درون آن بقاياي ابرنواختري

is going to be a little black hole

سياهچاله كوچكي شكل مي گيرد

that has a mass roughly three times the mass of the Sun.

كه جرمي معادل 3 برابر جرم خورشيد دارد

On an astronomical scale

در مقياس هاي نجومي

that's a very small black hole.

اين سياهچاله اي بسيار كوچك به حساب مي آيد

Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.

حالا مي خواهم در باره سياهچاله هاي ابر پرجرم صحبت كنم

And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.

حدس زده مي شود كه سياهچاله هاي ابر پرجرم در مركز كهكشان ها زندگي مي كنند

And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope

اين تصوير بسيار زيبا كه توسط تلسكوپ فضايي هابل گرفته شده است،‌

shows you that galaxies come in all shapes and sizes.

كهكشان هايي در اشكال و اندازه هاي مختلف را نشان مي دهد

There are big ones. There are little ones.

نمونه هاي بسيار بزرگ و كوچك آنها اينجا وجود دارند

Almost every object in that picture there is a galaxy.

تقريبا هر شي اي كه در اين تصوير مي بينيد يك كهكشان است

And there is a very nice spiral up in the upper left.

و اينجا در اين گوشه بالا يك نمونه مارپيچي بسيار زيبا است

And there are a hundred billion stars in that galaxy,

و حدود 100 ميليارد ستاره در اين كهكشان وجود دارد

just to give you a sense of scale.

بدين ترتيب شايد مقياسي در اختيار شما قرار داده باشم

And all the light that we see from a typical galaxy,

و تمام نورهايي كه ما از يك كهكشان معمول مي بينيم

which is the kind of galaxies that we're seeing here,

مثلا هر يك از اين كهكشان هايي كه اينجا مي بينيم

comes from the light from the stars.

از ستاره هاي اين كهكشانها منشا مي گيرد

So, we see the galaxy because of the star light.

بنابراين ما يك كهكشان را به دليل نور ستاره هاي آن مي بينيم

Now, there are a few relatively exotic galaxies.

خوب،‌ چند نوع كهكشان به نسبت عجيب و غريب وجود دارد

I like to call these the prima donna of the galaxy world,

من دوست دارم اين ها را نقش اول هاي خودنما بنامم

because they are kind of show offs.

چرا كه به نوعي خودنمايي دارند

And we call them active galactic nuclei.

ما آنها را هسته هاي فعال كهكشاني مي ناميم

And we call them that because their nucleus,

چرا كه هسته هاي آنها

or their center, are very active.

يا مراكز آنها بسيار فعال هستند

So, at the center there, that's actually where

خوب در مركز آنها ،‌كه در حقيقت جايي است

most of the starlight comes out from.

كه درخشانترين بخش كهكشان است

And yet, what we actually see is light

به طوريكه ما در آنجات فقط نور مي بينيم

that can't be explained by the starlight.

اما اين مقدار نور نمي تواند فقط با كمك مجموع نور ستاره هاي آن منطقه توجيه شود

It's way more energetic.

آنجا به نوعي خيلي پر انرژي تر از اين حرف ها است

In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.

در حقيقت در برخي از نمونه ها مانند اينهايي كه اينجا مي بينيم

There are also jets emanating out from the center.

ستون هاي از جت مواد از مركز آنها به خارج كشيده شده است

Again, a source of energy that's very difficult to explain

بار ديگر نشانه هاي از يك منبع انرژي كه با اين فرض كه

if you just think that galaxies are composed of stars.

كهكشان ها فقط از ستاره ها تشكيل شده اند ،‌توضيح آن بسيار دشوار خواهد شد

So, what people have thought is that perhaps

خوب اين همان جايي است كه برخي فكر مي كنند شايد

there are supermassive black holes

سياهچاله اي ابر پر جرم در آن وجود داشته باشد

which matter is falling on to.

جايي كه مواد به درون آن فرو مي ريزند

So, you can't see the black hole itself,

خوب شما خود سياهچاله را نمي توانيد ببينيد

but you can convert the gravitational energy of the black hole

اما شما مي توانيد انرژي گرانشي سياهچاله را به

into the light we see.

نور مريي كه قابل ديدن است تبديل كنيد

So, there is the thought that maybe supermassive black holes

بنابراين اين حدس وجود دارد كه شايد سياهچاله اي ابر پرجرم

exist at the center of galaxies.

در مركز كهكشان ها وجود داشته باشد

But it's a kind of indirect argument.

اما اين نوعي استدلال غير مستقيم است

Nonetheless, it's given rise to the notion

اما با اين وجود اين مساله اين موضوع را مطرح مي كند

that maybe it's not just these prima donnas

كه شايد تنها اين نوع كهكشتان ها نباشند

that have these supermassive black holes,

كه ابر سياهچاله اي درون خود دارند

but rather all galaxies might harbor these

بلكه شايد همه سياهچاله ها ميزبان چنين

supermassive black holes at their centers.

ابر سياهچاله هاليي در قلب خود باشند

And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;

و دراين صورت -- اين نمونه اي از يك كهكشان معمولي است

what we see is the star light.

كه چيزي كه از آن مي بينيم نور ستاره هاي آن است

And if there is a supermassive black hole,

و اگر سياهچاله ابر پرجرم درون آن باشد

what we need to assume is that it's a black hole on a diet.

چيزي كه لازم است فرض كنيم اين است كه اين سياهچاله در نوعي رژيم غذايي به سر مي برد

Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see

چراكه اين تنها راهي است كه بتوان مانع از فعاليت عظيمي مانند پديده اي شد كه مي توانيم

in active galactic nuclei.

در قلب كهكشان هاي بسيار فعال ببنيم

If we're going to look for these stealth black holes

اگر قرار باشد به دنبال چنين سياهچاله هاي پنهاني

at the center of galaxies,

در مركز كهكشان ها باشيم

the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.

بهترين جايي كه مي توانيم به آن نگاه كنيم ،‌كهكشان خودمان،‌راه شيري است

And this is a wide field picture

و اين يك تصوير ميدان ديد باز

taken of the center of the Milky Way.

است كه از مركز كهكشان راه شيري گرفته شده است

And what we see is a line of stars.

و چيزي كه مي بينيم ستوني از ستاره ها است

And that is because we live in a galaxy which has

و اين به خاطر اين است كه ما در كهكشاني زندگي مي كنيم كه

a flattened, disk-like structure.

ساختاري تخت و قرص مانند دارد

And we live in the middle of it, so when we look towards the center,

و ما در كناره آن قرار داريم و هنگامي كه به سوي مركز كهكشان نگاه مي كنيم

we see this plane which defines the plane of the galaxy,

اين صفحه را كه به نام صفحه كهكشان مي شناسيم مي بينيم

or line that defines the plane of the galaxy.

و يا خطي كه صفحه كهكشان را تعريف مي كند

Now, the advantage of studying our own galaxy

مزيت مطالعه كهكشان خودمان در اين مورد

is it's simply the closest example of the center of a galaxy

به سادگي به اين دليل بر ميگردد كه نزديكترين مثال از یک مرکز کهکشان است

that we're ever going to have, because the next closest galaxy

که در اطراف خودمان داریم ، چراکه نخستین کهکشان نزدیک بعدی

is 100 times further away.

100 برابر دورتر از ما قرار دارد

So, we can see far more detail in our galaxy

بنابراین ما می توانیم جزییات بیشتری در کهکشان خودمان

than anyplace else.

نسبت به هر کهکشان دیگری ببینیم

And as you'll see in a moment, the ability to see detail

و همانطور که خواهید دید ، توانایی دیدن جزییات

is key to this experiment.

کلیدی برای این تجربه و آزمایش است

So, how do astronomers prove that there is a lot of mass

خوب دانشمندان چطور مشخص می کنند که جرم بسیار زیادی درآنجا وجود دارد

inside a small volume?

که در حجم اندکی گرد آمده است؟

Which is the job that I have to show you today.

این همان کاری است که باید روش آن را امروز به شما نشان دهم

And the tool that we use is to watch the way

و ابزاری که برای این کار استفاده می کنیم نگاه کردن به

stars orbit the black hole.

ستاره هایی است که در اطراف این سیاهچاله می گردند

Stars will orbit the black hole

ستاره ها به همان روشی دور یک سیاهچاله می گردند که

in the very same way that planets orbit the sun.

سیارات خورشید را دور می زنند

It's the gravitational pull

این کشش گرانشی است

that makes these things orbit.

که باعث گردش چیزی در یک مدار می شود

If there were no massive objects these things would go flying off,

اگر جسم پر جرمی وجود نداشته باشد این اجرام به مسیر خود ادامه می دادند

or at least go at a much slower rate

و یا حداقل سرعت حرکت بسیار پایین تری می داشتند

because all that determines how they go around

تنها چیزی که نحوه حرکت این اجرام را تعیین می کند

is how much mass is inside its orbit.

این است که چه مقدار جرم در مرکز مدار این اجرام قرار دارد

So, this is great, because remember my job is to show

خوب این فوق العاده است ، چون اگر به یاد داشته باشید کار من این است که نشان دهم

there is a lot of mass inside a small volume.

مقدار زیادی جرم در فضای کوچکی آنجا قرار دارد

So, if I know how fast it goes around, I know the mass.

خوب اگر من بدانم این اجرام چقدر سریع حرکت می کنند، جرم را نیز خواهم دانست

And if I know the scale of the orbit I know the radius.

و اگر مقیاسی از مدارها داشته باشم ، شعاع آنها را خواهم داشت

So, I want to see the stars

خوب، من می خواهم ستاره هایی را ببینم

that are as close to the center of the galaxy as possible.

که تا حد امکان به مرکز کهکشان ما نزدیک باشند

Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.

چرا که می خواهم نشان دهم جرمی در فضای تا حد ممکن کوچکی وجود دارد

So, this means that I want to see a lot of detail.

خوب این بدین معنی است که می خواهم جزییات زیادی را در این ناحیه ببینم

And that's the reason that for this experiment we've used

و این همان دلیلی است که برای این تجربه و آزمایش ما از

the world's largest telescope.

بزرگترین تلسکوپ جهان استفاده می کنیم

This is the Keck observatory. It hosts two telescopes

این رصدخانه کک است ، این رصدخانه دو تلسکوپ دارد

with a mirror 10 meters, which is roughly

که هر یک از آنها آینه ای با قطر تقریبی 10 متر دارند

the diameter of a tennis court.

قطری معادل عرض یک زمین تنیس

Now, this is wonderful,

خوب، این خیلی عالیه

because the campaign promise

چراکه ویژگی مهم وعده داده شده در باره تلسکوپهای بزرگ این است

of large telescopes is that is that the bigger the telescope,

که هرچه تلسکوپ بزرگتر باشد

the smaller the detail that we can see.

جزییات بیشتری را می توانیم ببینیم

But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground

اما زمانی که درباره این تلسکوپ ها یا هر تلسکوپ دیگری روی زمین صحبت می کنیم

has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.

چالشی در برابر این وعده سر بلند می کند

And that is because of the atmosphere.

و این چالش به دلیل وجود جو زمین است

Atmosphere is great for us; it allows us

جو برای ما بسیار عالی است ،به ما اجازه می دهد

to survive here on Earth.

که روی زمین زنده بمانیم و به بقای خود ادامه دهیم

But it's relatively challenging for astronomers

اما جو برای منجمان به نوعی چالش به حساب می آید

who want to look through the atmosphere to astronomical sources.

کسانی که باید از درون جو به منابع نجومی نگاه کنند

So, to give you a sense of what this is like,

خوب برای اینکه درکی از موضع داشته باشید که این موردشبیه چیست

it's actually like looking at a pebble

بايد بگويم واقعا این شبیه آن است که به دانه شنی

at the bottom of a stream.

در زیر جریان آب نگاه کنید

Looking at the pebble on the bottom of the stream,

به دانه شنی در زیر جریان آب مثلا رودخانه نگاه می کنید

the stream is continuously moving and turbulent,

این جریان آب به طور مداوم حرکت می کند و دچار اغتشاش می شود

and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.

و همین مساله دیدن آن دانه شن را در بستر رودخانه با مشکل مواجه می کند

Very much in the same way, it's very difficult

خوب در مورد جو زمين نيز داستان خیلی شبیه به این موضوع و خیلی دشوار است

to see astronomical sources, because of the

زمانی که به منابع نجومی نگاه می کنید ، چرا که

atmosphere that's continuously moving by.

جو ما به طور دایم در حال حرکت است

So, I've spent a lot of my career working on ways

بنابراین من بخش عمده ای از زنگی حرفه ایم را به کار روی روش هایی اختصاص دادم که

to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.

این تاثیر جو را اصلاح کرده و دید تمیز تری در اختیار ما قرار دهد

And that buys us about a factor of 20.

و این کار باعث می شود به کیفیتی 20 برابر بهتر برسیم

And I think all of you can agree that if you can

و فکر می کنم همه شما موافق باشید که اگر ما بتوانیم

figure out how to improve life by a factor of 20,

راهی پیدا کنیم که چگونه زندگی خود را 20 برابر ارتقا دهیم

you've probably improved your lifestyle by a lot,

ناچار خواهید بود که سبک زندگی خود را نیز مقدار زیادی تغییر دهید

say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.

مثلا حقوق شما،باید مورد توجه قرار گیرد یا فرزندانتان باید مورد توجه دیگری قرار گیرند

And this animation here shows you one example of

و این انیمیشن به شما مثالی در باره

the techniques that we use, called adaptive optics.

تکنیک هایی را نشان می دهد که ما به آن اپتیک سازگار می گوییم

You're seeing an animation that goes between

شما در این انیمیشن تفاوت را می بینید

an example of what you would see if you don't use this technique --

مثالی از آنچه شما بدون استفاده از این تکنیک می بینید

in other words, just a picture that shows the stars --

به عبارت دیگر تصویری که فقط ستاره ها را نشان می دهد

and the box is centered on the center of the galaxy,

و مربع ،مرکز کهکشان را نشان می دهد

where we think the black hole is.

جایی که ما فکر می کنیم سیاهچاله وجود دارد

So, without this technology you can't see the stars.

خوب بدون این فناوری شما ستاره ها را نمی توانید ببینید

With this technology all of a sudden you can see it.

اما با این فناوری ناگهان شما قادر به دیدن آنها می شوید

This technology works by introducing a mirror

این فناوری با به کار گیری یک آینه کار می کند

into the telescope optics system

که درون سیستم اپتیکی تلسکوپ قرار داده شده است

that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.

این آینه مداوم تغییر می کند تا تغییراتی را که به طور مشابه در جو وجود دارد را خنثی کند

So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.

خوب، این نوعی عینک فرضی خاص برای تلسکوپ شما است

Now, in the next few slides I'm just going to focus on

اکنون در چند اسلاید بعدی من می خواهم روی

that little square there.

آن مربع کوچک آنجا تمرکز کنم

So, we're only going to look at the stars inside that small square,

خوب، ما داریم تنها به ستاره های درون آن مربع کوچک نگاه می کنیم

although we've looked at all of them.

اگرچه ما داریم به همه آنها نگاه می کنیم

So, I want to see how these things have moved.

خوب، من می خواهم ببینم آنها چطور حرکت می کنند

And over the course of this experiment, these stars

و با توجه به موضوع این آزمایش این ستاره ها

have moved a tremendous amount.

باید جابجایی زیادی داشته باشند

So, we've been doing this experiment for 15 years,

خوب، ما این آزمایش را برای 15 سال دنبال کردیم

and we see the stars go all the way around.

و می بینیم که ستاره ها در حال حرکتند

Now, most astronomers have a favorite star,

اکنون تقریبا هر ستاره شناسی یک ستاره محبوب دارد

and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.

و ستاره محبوب امروز من ستاره ای است که اینجا به نام SO-2 مشخص شده است

Absolutely my favorite star in the world.

به طور قطع محبوب ترین ستاره من در تمام جهان

And that's because it goes around in only 15 years.

و علتش هم این است که هر15 سال یک دور میزند.

And to give you a sense of how short that is,

و برای اینکه به شما درکی از میزان اندکی این مقدار بدهم

the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.

برای خورشید ما 200 میلیون سال طول می کشد تا به دور مرکز کهکشانمان بچرخد

Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy

ستاره هایی که پیش از این درباره آنها می دانستیم و تا حد امکان به مرکز کهکشان نزدیک بودند

as possible, take 500 years.

حدود 500 سال طول می کشید تا مرکز را دور بزنند

And this one, this one goes around in a human lifetime.

و این یکی این یکی در طول مدت زندگی یک نفر این کار را می کند

That's kind of profound, in a way.

به نوعی می شود گفت در ژرفا قرار گرفته است

But it's the key to this experiment. The orbit tells me

اما برای آزمون ما عنصری کلیدی به شمار می رود . مدار آن به ما می گوید

how much mass is inside a very small radius.

چقدر جرم درون آن در شعاعی بسیار کوچک قرار گرفته است

So, next we see a picture here that shows you

خوب، چیزی که بعد می بینیم تصویری در اینجا است که به شما نشان می دهد

before this experiment the size to which we could

پیش از آزمایش اخیرمان ، چه اندازه ای را می توانستیم

confine the mass of the center of the galaxy.

برای جرم مرکز کهکشان تخمین بزنیم

What we knew before is that there was four million

چیزی که ما پیش از این می دانستیم حدود 4 میلیون

times the mass of the sun inside that circle.

برابر جرم خورشید مان درون این دایره بود

And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.

و همانطور که می توانید ببینید چیزهای خیلی زیاد دیگری درون آن دایره وجود دارند

You can see a lot of stars.

شما می توانید ستاره های زیادی را ببینید

So, there was actually lots of alternatives

خوب، درواقع جایگزین های بسیاری برای

to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,

این ایده که یک سیاهچاله ابر پرجم آنجا وجود در مرکز کهکشان وجود دارد ،وجود داشت

because you could put a lot of stuff in there.

چراکه چیزهای زیادی را می توانستید آنجا قرار دهید

But with this experiment, we've confined

اما با کمک این آزمایش ما تایید کردیم

that same mass to a much smaller volume

که همان جرم در جایی بسیار کوچکتر واقع شده است

that's 10,000 times smaller.

در واقع 10 هزار برابر کوچکتر

And because of that, we've been able to show

و به همین دلیل ما توانستیم نشان دهیم

that there is a supermassive black hole there.

که آنجه یک سیاهچاله ابر پرجم وجود دارد

To give you a sense of how small that size is,

برای اینکه درکی از کوچکی اندازه آن داشته باشید

that's the size of our solar system.

این اندازه منظومه شمسی ما است

So, we're cramming four million times the mass of the sun

خوب، ما 4 میلیون برابر جرم خورشید را

into that small volume.

در آن فضا کوچک جای داده ایم

Now, truth in advertising. Right?

خوب ، حقیقت در تبلیغات است درست است ؟

I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.

من به شما گفته بودم کار من این است که این ابعاد را تا شعاع شوارزشیلد کاهش دهم

And the truth is, I'm not quite there.

و حقیقت این است که من دقیقا به آنجا نرسیده ام

But we actually have no alternative today

اما ما در واقع امروز هیچ جایگزینی نداریم که

to explaining this concentration of mass.

این تراکم جرم را توضیح دهد

And, in fact, it's the best evidence we have to date

و در واقع این بهترین مدرک تا امروز است

for not only existence of a supermassive black hole

که نه تنها نشان دهنده سیاهچاله ابر پرجرمی

at the center of our own galaxy, but any in our universe.

در مرکز کهکشان خودمان است که مبنی بر وجود آن ها در جهان است

So, what next? I actually think

خوب، قدم بعدی چیست؟ من واقعا فکر می کنم

this is about as good as we're going to do with today's technology,

این تقریبا تا اندازه ای که فناوری امروز ما اجاز می دهد خوب است

so let's move on with the problem.

خوب پس بیایید در این مساله پیش برویم

So, what I want to tell you, very briefly,

خوب، چیزی که من می خواهم به شما بگویم به طور خیلی خلاصه

is a few examples

چند مورد مثال

of the excitement of what we can do today

درباره کارهای هیجان انگیزی که می توانیم امروزه

at the center of the galaxy, now that we know that there is,

در مرکز راه کهکشان‌انجام دهيم جايي که اکنون می دانیم آن سیاهچاله آن جا است،

or at least we believe,

یا حداقل اعتقاد داریم که

that there is a supermassive black hole there.

سیاهچاله ای ابر پرجرمی در آن جا وجود دارد

And the fun phase of this experiment

و بخش سرگرم کننده این آزمایش

is, while we've tested some of our ideas

این است که درحالی که ما در حال آزمودن حدس هایمان

about the consequences of a supermassive black hole

درباره نتایج وجود یک سیاهچاله ابر پرجرم

being at the center of our galaxy,

که در مرکز کهکشان وجود دارد بودیم

almost every single one

تقریبا همه آنها

has been inconsistent with what we actually see.

با آنچه ما واقعا می دیدیم در تضاد بود

And that's the fun.

و این سرگرم کننده است

So, let me give you the two examples.

خوب، بگذدارید 2 مثال به شما ارایه کنم

You can ask, "What do you expect

شما می توانید بپرسید، چه انتظاری

for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy

از ستاره های سالخورده دارید، ستاره هایی که به دور مرکز کهکشان

for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."

برای مدتی طولانی چرخیده اند و زمان طولانی برای واکنش با سیاهچاله مرکزی در اختیار داشته اند؟

What you expect there is that old stars

چیزی که شما از این ستاره های پیر انتظار دارید این است

should be very clustered around the black hole.

که در اطراف سیاهچاله به صورتی فشرده قرار گرفته باشند

You should see a lot of old stars next to that black hole.

شما باید تعداد زیادی ستاره سالخورده را درست در کناره سیاهچاله ببینید

Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,

برخلاف ان برای ستاره های جوان انتظار دارید یعنی ستاره های جوان

they just should not be there.

نباید آنجا باشند

A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.

یک سیاهچاله نمی تواند همسابه مهربانی برای یک پرورشگاه ستاره ای باشد

To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.

برای اینکه ستاره ای شکل بگیرد ، شما نیازمند ابر بزرگی از گاز و غبار هستید تا متراکم شوند

And it's a very fragile entity.

و این ساختاری بسیار شکننده است

And what does the big black hole do?

و یک سیاهچاله بسیار بزرگ چه کار می کند؟

It strips that gas cloud apart.

ابر گازی شما را تکه پاره می کند

It pulls much stronger on one side than the other

و بر بخشی که به خودش نزدیک تر است نیروی بیشتری وارد می کند

and the cloud is stripped apart.

و ابر از هم می پاشد

In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.

در حقیقت ما انتظار داریم تولد ستاره ها نباید دراین فضا رخ بدهد

So, you shouldn't see young stars.

خوب، شما نباید ستاره های جوان را در آنجا ببینید

So, what do we see?

خوب ما چی می بینیم؟

Using observations that are not the ones I've shown you today,

با کمک رصدهایی متفاوت از آنچه من امروز به شما نشان دادم

we can actually figure out which ones are old and which ones are young.

ما واقعا می توانیم بفهمیم کدام یک از ستاره ها پیر و کدام ها جوان هستند

The old ones are red.

پیر تر ها قرمزند

The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.

جوان تر ها آبی رنگند. و زرد رنگ ها هنوز نمی دانیم

So, you can already see the surprise.

خوب، شما می توانید شگفتی را ببینید

There is a dearth of old stars.

اینجا ستاره های پیر نایابند

There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.

اینجا فراوانی از ستراه های جوان وجود دارد که دقیقا برخلاف انتظار ما است

So, this is the fun part.

خوب ، این بخش جالب ماجرا است

And in fact, today, this is what we're trying to figure out,

و در واقع امروز این چیزی است که ما سعی در درک آن داریم

this mystery of how do you get --

این راز که چگونه می خواهید

how do you resolve this contradiction.

چطور می خواهید تضاد آن را بر طرف کنید

So, in fact, my graduate students

خوب، در واقع دانشجویان فارغ التحصیل من

are, at this very moment, today, at the telescope,

در همین لحظه و امروز در حال

in Hawaii, making observations to get us

رصد با تلسکوپ های هاوایی هستند و امیدواریم

hopefully to the next stage,

ما را به مرحله بعدی وارد کنند

where we can address this question

جایی که بتوانیم به این پرسش پاسخ دهیم

of why are there so many young stars,

که چرا تعداد زیادی ستاره جوان آنجا هست

and so few old stars.

و تعداد کمی ستاره پیر

To make further progress we really need to look at the orbits

برای ساختن روندهای بعدی چیزی که به آن نیاز داریم این است که به مدارهای

of stars that are much further away.

ستاره های دورتری نگاه کنیم

To do that we'll probably need much more

برای این کار ما احتمالا نیازمند

sophisticated technology than we have today.

فناوری های بسیار بسیار چشمگیرتری از آنچه امروز داریم هستیم

Because, in truth, while I said we're correcting

چرا که در واقع درحالیکه من گفتم که ما خطاهای ناشی

for the Earth's atmosphere, we actually only

از جو زمین را اصلاح کرده ایم اما ما درواقع

correct for half the errors that are introduced.

تنها نیمی از خطاهای شناخته شده را رفع کرده ایم

We do this by shooting a laser up into the atmosphere,

ما این کار را با تاباندن پرتوی اشعه لیزری به جو زمین انجام داده ایم

and what we think we can do is if we

و کاری که فکر می کنیم می توانیم انجام دهیم این است که اگر ما

shine a few more that we can correct the rest.

چندین پرتو دیگر بتوانیم بتابانیم بقیه خطاها را هم اصلاح خواهیم کرد

So this is what we hope to do in the next few years.

خوب، این چیزی است که ما امیدواریم در چند سال آینده انجام دهیم

And on a much longer time scale,

و در بازه زمانی طولانی تر

what we hope to do is build even larger telescopes,

چیزی که امیدواریم انجامش دهیم ساختن تلسکوپ های بزرگتری است

because, remember, bigger is better in astronomy.

چرا که به خاطر داشته باشید در نجوم ، بزرگتر بهتر است

So, we want to build a 30 meter telescope.

خوب، ما می خواهیم تلسکوپی 30 متری بسازیم

And with this telescope we should be able to see

و با این تلسکوپ ما باید بتوانیم

stars that are even closer to the center of the galaxy.

ستاره های حتی نزدیکتری به مرکز کهکشان را مشاهده کنیم

And we hope to be able to test some of

و امیدواریم بتوانیم

Einstein's theories of general relativity,

برخی از نظریه های انیشتین در باره نسبیت عام را تست کنیم

some ideas in cosmology about how galaxies form.

همینطور برخی از ایده های موجود در کیهان شناسی درباره چگونگی پیدایش کهکشان ها

So, we think the future of this experiment

خوب، ما فکر می کنیم آینده این آزمایش

is quite exciting.

بسیار هیجان انگیز خواهد بود

So, in conclusion, I'm going to show you an animation

پس ، برای نتیجه گیری، می خواهم یک انیمیشن به شما نشان دهم

that basically shows you how these

که به شما نشان می دهد به طور اساسی

orbits have been moving, in three dimensions.

چگونه این مدارها به شکل 3 بعدی جرکت می کنند

And I hope, if nothing else,

و امیدوارم حداقل

I've convinced you that, one, we do in fact

شما را قانع کرده باشم ، که ما در واقع یک

have a supermassive black hole at the center of the galaxy.

سیاهچاله ابر پرجرم در مرکز کهشکان راه شیری داریم

And this means that these things do exist in our universe,

و این بدین معنی است که این موجودات در جاهای دیگر عالم هم وجود دارند

and we have to contend with this, we have to explain

و با چنین ادعایی ما باید توضیح دهیم

how you can get these objects in our physical world.

چطور می توانید چنین اجرامی در جهان فیزیکی ما گیر بیاندازید

Second, we've been able to look at that interaction

دوم ، ما باید قادر باشیم تا به اندرکنش های انها نگاه کنیم

of how supermassive black holes interact,

که چکونه یک سیاهچاله ابر پرجرم رفتار می کند

and understand, maybe, the role in which they play

و شاید بفهمیم چه نقشی را آنها در

in shaping what galaxies are, and how they work.

شکل دادن به کهکشان ها بازی کرده اند و چطور عمل می کنند

And last but not least,

و نکته آخر ولی نه کم اهمیت این که

none of this would have happened

هیچ کدام از این ها رخ نخواهد داد

without the advent of the tremendous progress

بدون آنکه پیشرفت فوق العاده ای

that's been made on the technology front.

در مرزهای فناوری های موجودبه ظهور برسد

And we think that this is a field that is moving incredibly fast,

و ما فکر می کنیم این حوزه ای است که به سرعت در حال پیشرفت است

and holds a lot in store for the future.

و چیزهای بسیاری را برای آینده در دستان خود نگاه داشته است

Thanks very much.

بسیار متشکرم

(Applause)

(نشویق)