What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Fordító: Péter Pallós Lektor: Zsuzsanna Lőrincz

1.3 billion years ago,

1,3 milliárd éve

in a distant, distant galaxy,

egy irtózatosan messzi galaxisban

two black holes locked into a spiral,

két fekete lyuk egy spirálisba tekeredett,

falling inexorably towards each other

megfékezhetetlenül egymás felé indult,

and collided,

és összeütközött.

converting three Suns' worth of stuff

Ezzel 3 Nap mennyiségű matériát

into pure energy in a tenth of a second.

tizedmásodperc alatt energiává alakított.

For that brief moment in time,

E töredékidő alatt a fényesség

the glow was brighter than all the stars

erősebb volt, mint az ismert világmindenség

in all the galaxies

összes galaxisának

in all of the known Universe.

valamennyi csillagáé — együttesen.

It was a very

Ez egy

big

nagy bumm

bang.

volt.

But they didn't release their energy in light.

De az energiát nem bocsátották ki fényként.

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

Már úgy értem, a fekete lyukak.

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

Az összes energiát magába szívta a tér és az idő szövete,

making the Universe explode in gravitational waves.

szétrobbantotta a világegyetemet gravitációs hullámokba.

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

Hadd érzékeltessem, hol tartottunk a fejlődésben

1.3 billion years ago,

1,3 milliárd éve.

Earth had just managed to evolve multicellular life.

A Földön még csak a többsejtűek jelentek meg.

Since then, Earth has made and evolved

A Földön azóta kifejlődtek a korallok,

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

halak, növények, dinók, az ember, sőt még — Uram bocsá — az internet.

And about 25 years ago,

Kb. 25 éve

a particularly audacious set of people --

egy maroknyi merész kutató —

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

Rai Weiss a MIT-ről, Kip Thorne és Ronald Drever a Caltech-ről —

decided that it would be really neat

úgy döntött, hogy jó lenne

to build a giant laser detector

egy óriási lézerdetektort építeni,

with which to search for the gravitational waves

amellyel pl. összeütköző fekete lyukak keltette

from things like colliding black holes.

gravitációs hullámokat lehetne keresni.

Now, most people thought they were nuts.

A legtöbben úgy vélték, hogy ez marhaság.

But enough people realized that they were brilliant nuts

De épp elég okos őrült volt ahhoz,

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

hogy az USA Kutatási Alapja támogassa az őrült ötletet.

So after decades of development,

Több évtizednyi fejlesztés,

construction and imagination

tervezés és fejtörés,

and a breathtaking amount of hard work,

meg elképesztő nagyságú megfeszített munka után

they built their detector, called LIGO:

a kutatók megépítették a LIGO elnevezésű detektort,

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

azaz a Lézer Interferométer Gravitációhullám Obszervatóriumot.

For the last several years,

Az utóbbi években

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

a LIGO lényegesen pontosabb lett,

a tremendous improvement in its detection ability.

elképesztően javult az észlelőképessége.

It's now called Advanced LIGO as a result.

Ezért már Fejlett LIGÓ-nak nevezzük.

In early September of 2015,

2015. szeptember elején

LIGO turned on for a final test run

a LIGÓ-t végső tesztüzembe kapcsolták,

while they sorted out a few lingering details.

s megoldottak még egy pár gondot.

And on September 14 of 2015,

Majd 2015. szeptember 14-én,

just days after the detector had gone live,

csak pár nappal a detektor beüzemelése után,

the gravitational waves from those colliding black holes

az összeütköző fekete lyukakból kiinduló gravitációs hullámok

passed through the Earth.

áthaladtak a Földön.

And they passed through you and me.

Önökön és rajtam is áthaladtak.

And they passed through the detector.

Áthaladtak a detektoron is.

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

(Beszédhang) Scott Hughes: Életemnek csak két, ennél

more emotionally intense than that.

érzelemmel telibb pillanata volt:

One is the birth of my daughter.

az egyik a lányom születéséé.

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

A másik, amikor istenhozzádot kellett mondanom halálos beteg apámnak.

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

Ez most pályafutásom csúcspontja.

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

Amin eddig dolgoztam, most már nem tudományos fantasztikum. (Nevetés)

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

Allan Adams: Jó barátomat, munkatársamat, Scott Hughest,

a theoretical physicist at MIT,

az MIT elméleti fizikusát hallották,

who has been studying gravitational waves from black holes

aki a fekete lyukakból érkező gravitációs hullámokat kutatja.

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

E jeleket a LIGÓ-hoz hasonló obszervatóriumok foghatták

for the past 23 years.

az eltelt 23 év alatt.

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

Megvilágítom, mit értek gravitációs hullámokon.

A gravitational wave is a ripple

A gravitációs hullám

a téridő fodrozódása.

in the shape of space and time.

As the wave passes by,

Amikor a hullám valahol elhalad,

it stretches space and everything in it

megnyújtja a teret, s benne mindent

in one direction,

az egyik irányban,

and compresses it in the other.

és összenyomja a másik irányban.

This has led to countless instructors of general relativity

Az általános relativitáselmélet számtalan oktatója emiatt

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

elég ostoba tánccal szokta szemléltetni az óráin:

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

'Nyúlik és tágul, nyúlik és tágul."

So the trouble with gravitational waves

Az a bökkenő a gravitációs hullámokkal,

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

hogy nagyon gyöngék, nevetségesen gyöngék.

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

Pl. amikor a szeptember 14-én érkezett hullámok ideértek —

and yes, every single one of you stretched and compressed

és mindenkit, aki a hullámok

nyújtó-nyomó hatásának ki volt téve —

under the action of that wave --

when the waves hit, they stretched the average person

a hullámok átlagosan

by one part in 10 to the 21.

10 a mínusz 21-en részben formálták át.

That's a decimal place, 20 zeroes,

Ez azt jelenti: nulla egész, tizedesvessző, 20 nulla,

and a one.

utána egy egyes.

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

Ezért gondolta mindenki, hogy a LIGÓ-sok lököttek.

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

Egy 5 km hosszú lézerdetektorral — már ez is őrültség —

they would have to measure the length of those detectors

kellene megmérni a detektorok hosszát

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

egy atommag sugarának ezredrészénél

of an atom.

pontosabban.

And that's preposterous.

Ez észbontó.

So towards the end of his classic text on gravity,

A gravitációról írt klasszikus szöveg végén

LIGO co-founder Kip Thorne

Kip Thorne, a LIGO társalapítója

described the hunt for gravitational waves as follows:

a gravitációs hullámok utáni vadászatot így festette le :

He said, "The technical difficulties to be surmounted

"Az ilyen detektorok tervezésénél a megoldandó

in constructing such detectors

műszaki nehézségek

are enormous.

elképesztőek.

But physicists are ingenious,

De a fizikusok leleményesek,

and with the support of a broad lay public,

és társadalmi támogatással

all obstacles will surely be overcome."

minden akadály bizonyosan legyőzhető."

Thorne published that in 1973,

Thorne ezt 1973-ban írta,

42 years before he succeeded.

s 42 év telt el a sikeréig.

Now, coming back to LIGO,

Visszatérve a LIGÓ-ra,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

Scott kedvenc mondása, hogy a LIGO inkább fülre,

more than it does like an eye.

nem pedig szemre hasonlít.

I want to explain what that means.

Elmagyarázom, ez hogy értendő.

Visible light has a wavelength, a size,

A látható fény hullámhossza sokkal kisebb,

that's much smaller than the things around you,

mint a köröttünk lévő tárgyak,

the features on people's faces,

az emberek arcának jellemzői,

the size of your cell phone.

a mobiljuk mérete.

And that's really useful,

Ennek haszna, hogy képet

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

vagy térképet készíthetünk a köröttünk lévő tárgyakról,

by looking at the light coming from different spots

ha a különböző fényforrásokból jövő és rólunk

in the scene about you.

tükröződő fényt nézzük.

Sound is different.

A hang más.

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

A hallható hang hullámhossza kb. 15 méterig terjed.

And that makes it really difficult --

Emiatt elég nehéz,

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

gyakorlati célokra lehetetlen képet készíteni

of something you really care about.

a bennünket érdeklő tárgyakról,

Your child's face.

pl. gyermekünk arcáról.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Helyette a hangmagasságra, hangszínre,

and tone and rhythm and volume

a ritmusra és a hangerőre hegyezzük a fülünket,

to infer a story behind the sounds.

hogy következtessünk a mögöttes jelenségre.

That's Alice talking.

Itt Alice beszél.

That's Bob interrupting.

Itt meg Bob közbeszól.

Silly Bob.

Szegény Bob.

So, the same is true of gravitational waves.

Ugyanez áll a gravitációs hullámokra.

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

Nem használhatók arra, hogy képet készítsünk az univerzumról.

But by listening to changes

De ha hallgatjuk a hullámok

in the amplitude and frequency of those waves,

amplitúdójának és rezgésszámának változását,

we can hear the story that those waves are telling.

hallhatjuk, mit súgnak nekünk a hullámok.

And at least for LIGO,

Legalábbis a LIGO esetében

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

a rezgésszámok a hallható sávban vannak.

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

Ha a hullámmintákat nyomáshullámokká, a levegőt pedig hanggá alakítjuk,

we can literally hear the Universe speaking to us.

pontról pontra hallhatjuk a világmindenség beszédét.

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

Pl. a gravitációt így hallgatva sokat megtudhatunk

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

a két fekete lyuk összeütközéséről,

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

amelyen Scott barátom oly iszonyú sokat törte a fejét.

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

(Beszédhang) SH: "Ha a két fekete lyuk nem pörög,

you get a very simple chirp: whoop!

egyszerű füttyöt hallunk: vupp!

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

Ha a két test nagyon gyorsan pörög, ugyanazt halljuk, de a különbség,

but with a modulation on top of it,

hogy rárakódik egy hangmoduláció,

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

valahogy így: vir, vir, vir!

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

Ez kb. a pörgés hangkészlete, amely erre a hullámalakra vésődött rá."

AA: So on September 14, 2015,

AA: 2015. szeptember 14-én —

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

ezt a napot biztosan soha nem feledem —,

LIGO heard this:

a LIGO ezt hallotta:

[Whirring sound]

(Zümmögő hang)

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

Ha értőn hallgatják, ez a hangja...

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

(Beszédhang) SH: "...a két fekete lyuknak, mindegyikük tömege

that were whirling around at a rate

30-szorosa a Napénak, úgy köröznek,

comparable to what goes on in your blender.

mint ahogy valami a turmixgépükben."

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

AA: Érdemes itt megállni: gondoljunk bele, mit jelent ez.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Két fekete lyuk, a világmindenség legsűrűbb micsodája,

one with a mass of 29 Suns

egyiknek a tömege egyenlő 29 Napéval,

and one with a mass of 36 Suns,

a másiké 36 Napéval,

whirling around each other 100 times per second

egymást másodpercenként 100-szor kerülik meg,

before they collide.

mielőtt összeütköznek.

Just imagine the power of that.

Képzeljük el az energiájukat!

It's fantastic.

Felfoghatatlan!

And we know it because we heard it.

Tudjuk, mert hallottuk.

That's the lasting importance of LIGO.

Ez jelzi a LIGO döntő jelentőségét.

It's an entirely new way to observe the Universe

Ez a világegyetem megfigyelésének teljesen új módja.

that we've never had before.

Korábban ez nem állt rendelkezésünkre.

It's a way that lets us hear the Universe

Így hallhatjuk a világegyetemet,

and hear the invisible.

és hallhatjuk a láthatatlant.

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

Sok mindent nem láthatunk

in practice or even in principle.

gyakorlati vagy elméleti okból.

So supernova, for example:

Például a szupernóvát.

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

Szeretném tudni, miért robbannak szét a nagy tömegű csillagok szupernóvákká.

They're very useful;

Ezek nagyon hasznosak;

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

segítségükkel sokat megtudtunk a világegyetemről.

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

A nehézség, hogy a fizikusnak érdekes dolgok legbelül vannak,

and the core is hidden behind thousands of kilometers

és a "legbelül"-t ezernyi kilométer

of iron and carbon and silicon.

vas, szén és szilícium rejti.

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

Soha nem látunk majd bele, a fény nem hatol belé.

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

A gravitációs hullámok áthatolnak rajta,

totally transparent.

nekik átlátszó, akár az üveg.

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

Az Ősrobbanás: szeretném kideríteni,

the first few moments of the Universe,

milyenek voltak a világegyetem első percei,

but we'll never see them,

de sosem fogjuk meglátni,

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

mert az Ősrobbanást a saját utóragyogása homályosítja el.

With gravitational waves,

A gravitációs hullámok révén

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

láthatóvá tehetjük az utat, vissza a kezdetekig.

Perhaps most importantly,

Talán a legfontosabb,

I'm positive that there are things out there

hogy meggyőződésem: olyan dolgok léteznek ott,

that we've never seen

melyeket sose láttunk,

that we may never be able to see

talán nem is fogunk látni,

and that we haven't even imagined --

s amiket még elképzelni sem tudunk —,

things that we'll only discover by listening.

de amelyeket hangjuk révén fölfedezhetünk.

And in fact, even in that very first event,

Már az első esemény alkalmával

LIGO found things that we didn't expect.

a LIGO számunkra váratlan dolgokra bukkant.

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

Most munkatársamat, a LIGO-terv kulcsemberét hallják,

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

Matt Evanst, akivel együtt dolgozunk az MIT-n:

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

(Beszédhang) Matt Evans: "A megfigyelt fekete lyukakat

that we observed here

előállító csillagok

are the dinosaurs of the Universe.

a világegyetem dinoszauruszai.

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

Ezek a nagy tömegű dolgok öregek, a történelem előtti időkből származnak,

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

a fekete lyukak olyanok, mint a dinoszauruszcsontok.

with which we do this archeology.

Velük régészkedünk.

So it lets us really get a whole nother angle

Így egészen más szemszögből nézhetjük,

on what's out there in the Universe

hogy mi van a világegyetemben,

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

hogyan keletkeznek a csillagok, és természetesen azt is,

how we came to be out of this whole mess.

mi hogyan jöttünk létre ebből a zűrzavarból."

AA: Our challenge now

AA: Most az a feladatunk,

is to be as audacious as possible.

hogy a lehető legmerészebbek legyünk.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

A LIGÓ-nak hála, tudjuk, hogyan építsünk remek detektorokat,

that can listen to the Universe,

amik hallgathatják a világmindenséget,

to the rustle and the chirp of the cosmos.

a világűr susogását és zizegését.

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

Az a dolgunk, hogy álmodjunk, és új obszervatóriumokat építsünk,

a whole new generation of observatories --

az obszervatóriumok egészen új nemzedékét

on the ground, in space.

a földön és az űrben.

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

Mi lehet dicsőbb annál, hogy hallhatjuk magát az Ősrobbanást?

Our job now is to dream big.

A dolgunk most, hogy nagyot álmodjunk.

Dream with us.

Álmodjanak velünk.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)