How the James Webb Space Telescope Will Unfold the Universe | John C. Mather | TED

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2022-04-25 ・ TED


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How the James Webb Space Telescope Will Unfold the Universe | John C. Mather | TED

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TED


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Kumi Kaku 校正: Tomoyuki Suzuki
00:04
When I was six,
0
4459
1668
私が6歳のとき 父が言いました
00:06
my father told me that I was made out of tiny cells filled with chromosomes
1
6169
3837
お前は とても小さな細胞でできていて その中に詰まった遺伝子が
00:10
that would control my fate.
2
10048
1627
お前の運命を左右するのだ と
00:11
I thought, "That's amazing.
3
11716
1710
私は思いました 「それはすごいなあ
00:13
There are so many mysterious things in there, and I want to know more.”
4
13468
3712
不思議なことが いっぱいあるんだね もっと知りたいよ」と
00:17
I read about Galileo and Darwin, and I became a scientist.
5
17180
4254
私はガリレオや ダーウィンについて読み 科学者になりました
00:21
At that time, hardly anything was known.
6
21768
1960
当時 解明されていたことは まだ少なく
00:23
We did not yet know that the chemical elements came from exploded stars,
7
23728
4839
我々はまだ 化学元素が 爆発した星々から来たことも
00:28
that everything you see around you was recycled from inside of stars.
8
28608
3879
身の周りにある全ての物が 星の中身から再生されたことも
00:32
So we did not know we are recycled stars.
9
32529
2961
自分らが 再生された星だとも 知りませんでした
00:35
But we set off to measure the Big Bang,
10
35865
2545
しかし我々はビッグバンの 観測に乗り出し
00:38
and we measured the map of the cosmic microwave background radiation,
11
38451
4255
宇宙マイクロ波背景放射を ミリ波で測定して
00:42
using millimeter waves
12
42706
1501
マッピングしました
00:44
and it's the entire sky wrapped around on to an oval
13
44207
2586
これは 全天を楕円にまとめて
00:46
so you can see it.
14
46793
1376
分かりやすく示したものです
00:48
We see that there are hot and cold spots in this Big Bang material.
15
48169
4296
ビッグバンに関するこのデータには 寒暖のまだらがあることが分かります
00:52
Now we say, well, that’s because those were there in very, very beginning,
16
52507
4922
まだらは 最初の最初からあったもので その存在理由を
00:57
who knows exactly why,
17
57470
1502
誰も正確には知りませんが
00:59
but they led to the existence of galaxies, stars, planets and, eventually, people.
18
59014
5922
銀河や 星や 惑星や やがて 人類の存在につながったのです
01:04
No spots, no people.
19
64936
1877
まだらがなければ 人類も存在しないのです
01:06
So it turned out to be important.
20
66855
1877
まだらが重要だとは分かりました
01:08
So then how did that work?
21
68773
2002
では どうしてそうなったのでしょうか?
01:10
What happened next?
22
70817
1543
次に何が起きたのでしょうか?
01:12
Well, we said let's take pictures.
23
72360
1669
そこで 写真を撮ろうとなりました
01:14
So, of course, we take pictures of the sky with the Hubble Space Telescope.
24
74029
3545
もちろん 空の写真は ハッブル宇宙望遠鏡で撮ります
01:17
This picture was taken around 1995,
25
77616
3003
この写真は1995年頃に 撮影されたもので
01:20
and it shows galaxies far, far, far away.
26
80619
3753
遥か遠くの銀河が写っています
01:24
It shows what you can get
27
84956
1585
これが可視光の観測ができる
01:26
with the telescope that's about eight feet in diameter
28
86583
2753
口径2.4mの望遠鏡で得られる画像です
01:29
and can observe visible light.
29
89336
2002
01:31
So we were thrilled to have this picture.
30
91671
2711
この写真を見て みんな感動しました
01:34
And it shows thousands of galaxies.
31
94382
2419
何千もの銀河が写っています
01:36
They were unable to include the most distant galaxies,
32
96843
3879
ただ 誕生の様子が見られる ―
01:40
the ones that would be as they were being born,
33
100764
2294
最も遠い銀河は 撮影できませんでした
01:43
so there are no baby pictures of galaxies in this picture.
34
103099
3003
ですから この写真に 赤ちゃん銀河は写っていません
01:46
We needed to have an even bigger and more powerful telescope
35
106144
2920
必要だったのは もっと大型で強力な望遠鏡であり
01:49
that could pick up the infrared light from the most distant universe
36
109105
3379
宇宙の果てからやってきて 宇宙の膨張により引き延ばされ
01:52
that has been stretched out by the expansion of the universe.
37
112484
3170
赤外線となった光を 捉えられるものでした
01:55
So we didn't know what we would find.
38
115695
2878
何が見つかるかは不明でした
01:58
So astronomers wrote a book and they said,
39
118573
2044
天文学者たちは本を書き こう訴えました
02:00
"Please build us an even more powerful telescope."
40
120617
2419
「我々にもっと強力な望遠鏡を 建造させてください」
02:03
And we did.
41
123578
1210
そして建造したのです
02:04
This is the James Webb Space Telescope, you see a gigantic mirror,
42
124788
3503
これがジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡です 巨大な鏡が見えますね
02:08
it's hexagonal, it's coated with gold so it reflects infrared light.
43
128333
3670
六角形で 赤外線が反射するように 金メッキが施されています
02:12
It is 21 feet across.
44
132587
2294
口径は6.5メートルです
02:14
It is protected by a five-layer metalized plastic sunshade
45
134881
3462
それを守るのは5重の 金属化プラスチック製の遮光板で
02:18
as large as a tennis court.
46
138343
1835
テニスコートほどの大きさがあります
02:20
This telescope is so large that it could not fit into the rocket
47
140220
3128
この望遠鏡は大きすぎて ロケットに収納できないので
02:23
without being folded up like origami.
48
143390
2502
折り紙みたいに 折り畳まねばなりませんでした
02:25
It's an incredible engineering accomplishment
49
145934
2127
こんな望遠鏡を考案して 建造できること自体が
02:28
to be able to even conceive and build this telescope.
50
148103
3086
素晴らしい工学上の偉業です
02:31
So we built it.
51
151189
1251
こうして建造し
02:32
And then we've launched it.
52
152816
1585
そして 打ち上げました
02:34
It went up into space from French Guiana on Christmas morning, 2021.
53
154776
4755
2021年のクリスマスの朝に 仏領ギアナから宇宙に飛び立ちました
02:39
It was a perfect launch.
54
159864
1210
完璧な打ち上げでした
02:41
The Arianespace company sent it straight to where we needed to go.
55
161116
3962
アリアンスペース社が 必要な位置に 真っ直ぐ送り込んでくれました
02:45
So we think we can have 20 years of operational scientific observations
56
165120
4546
ですから今後20年は この素晴らしい新望遠鏡を運用して
02:49
with this great new telescope.
57
169708
1459
科学的な観測が行えると思います
02:51
And it took only two minutes to go through the tropical clouds up
58
171167
3087
熱帯の雲を抜けて 真空の宇宙空間に到達するまでに
02:54
towards the vacuum of outer space.
59
174254
1960
掛かった時間は わずか2分でした
02:56
Now I want to show you how it unfolded in outer space,
60
176923
3128
では この折り紙式の望遠鏡を 宇宙空間で展開した様子を
03:00
this origami telescope.
61
180093
1627
お見せしたいと思います
03:01
First we unfolded the solar panels.
62
181761
2252
最初に太陽光パネルを展開しました
03:04
Then we unfold the transmitter antenna
63
184347
2961
次が 通信アンテナです
03:07
so we can talk back and forth.
64
187308
1460
双方向通信を行うためです
03:08
Then we unfold the panels that hold the great sunshade in place.
65
188810
3754
次いで 巨大な遮光板を 固定するパネルを展開しました
03:13
This takes us actually two weeks in real life.
66
193273
2627
ここまで 実際の時間では 2週間かかります
03:15
You see it compressed here so we can show it to you.
67
195900
2628
皆さんにお見せするために 時間を短縮しました
03:18
This is just a miracle of modern engineering, and it’s so complicated.
68
198570
3920
現代工学の奇跡としか思えない 実に複雑なものです
03:22
And you'd say, is there any way you could have done this
69
202532
2628
この素晴らしい望遠鏡がなかったら 同じことを他の方法で
03:25
without this great telescope?
70
205160
1418
成しえたでしょうか?
03:26
And the answer seems to be no.
71
206578
1710
答えはノーでしょう
03:28
You need a big telescope.
72
208329
1210
必要なのは 大型の望遠鏡と
03:29
It needs to be in outer space.
73
209581
1501
それが宇宙空間にあり
03:31
It needs to be cold, so it doesn’t glow and emit its own infrared.
74
211082
3379
熱を発して自ら赤外線を放射しないよう 低温にすることです
03:34
And third is, being very carefully unrolled all by commands from here.
75
214502
5005
3番目は ここ地球からの指令だけで 非常に注意深く展開されることです
03:39
So you ask, how could you possibly make such a complicated thing work?
76
219883
3920
そんなに複雑なことが なぜ可能だったか問われれば
03:43
Well, number one, practice, practice, practice,
77
223845
2210
まずは 練習 練習 練習です
03:46
rehearse and test, fix it when it's not quite right.
78
226055
3129
リハーサルとテストで うまく行かなければ 修正します
03:49
And then, of course, have two of everything, if you possibly can.
79
229225
3087
そしてもちろん 可能な限り 何でも2つずつ用意します
03:52
And third, have arguments with all of your friends to say,
80
232312
3128
3番目は 仲間たち全員と 議論を重ねることです
03:55
is this really right?
81
235482
1293
「本当にこれでいいのか?」
03:56
Can you think of anything that's a mistake that we might be making
82
236816
3128
「打ち上げ前に 修正すべき間違いを
03:59
that we should fix before we launch it?
83
239944
2169
何か見落としていないか?」などです
04:02
So the last step is finally to unfold the telescope itself.
84
242614
3295
そして 最後の手順が ついに望遠鏡本体の展開です
04:06
And there it is in outer space,
85
246284
1668
これで 宇宙空間に設置できました
04:07
not quite ready to use because it's still warm and has not yet been focused.
86
247994
4671
ただし まだ温かく焦点も合っていないので 準備が整ったわけではありません
04:12
So we had to wait for several weeks for it to start to cool down
87
252665
3087
これが冷え始めて 次の手順を行えるぐらいの
04:15
to a low enough temperature that we could do the next steps.
88
255794
2961
低温になるまで 数週間待たねばなりませんでした
04:19
We send it to a place called Lagrange Point 2,
89
259923
3295
これを送り込んだのは ラグランジュ点2という場所で
04:23
about a million miles farther out from the Sun than we are.
90
263218
3128
地球の軌道よりも およそ150万キロ外側にあります
04:26
This is a place that moves around the Sun with us every year,
91
266387
3337
この点は地球と一緒に 太陽の周りを公転するので
04:29
so the telescope does not get any farther away.
92
269766
2419
望遠鏡が離れて行くことはありません
04:32
It is the only place that we can put a telescope where this is the setup,
93
272227
3587
ここは そのような条件が満たせて しかも片側だけの日よけで
04:35
and you can have the one-sided umbrella that protects the telescope
94
275855
3504
太陽と地球と月から望遠鏡を守れる 唯一の場所です
04:39
from the Sun and the Earth and the Moon.
95
279359
2878
04:42
So the next thing is, what did we see?
96
282695
3129
次は 我々が何を見たか?です
04:45
We focused the telescope and took some pictures
97
285865
2419
観測したことのある星に
04:48
of the same star we looked at with the Webb.
98
288284
2711
ジェームズ・ウェッブ望遠鏡の 焦点を合わせて撮影しました
04:51
So the fuzzy picture is the Spitzer Space Telescope launched in 2003.
99
291037
4213
ぼやけた写真は2003年に打ち上げられた スピッツァー宇宙望遠鏡のもの
04:55
The sharp picture is the new Webb telescope.
100
295250
2544
鮮明な写真は 新しいウェッブ望遠鏡のものです
04:57
We were so thrilled that it worked.
101
297836
1918
正しく機能して みんな感動しました
04:59
We got a nice, sharp image of the star,
102
299796
2294
その星の鮮明な画像を得て
05:02
and we can calculate now the sensitivity of this object,
103
302131
3003
この被写体の感度が 計算できるようになりました
05:05
that if you were a bumblebee,
104
305176
2127
あなたがマルハナバチだとします
05:07
a square centimeter object hovering at the distance
105
307345
2753
その1センチ四方の体が 地球と月の間の距離だけ
05:10
of the Moon from the Earth, away from the telescope,
106
310098
2502
望遠鏡から離れた場所で 羽ばたいていても
05:12
we would be able to see you,
107
312600
1585
あなたが反射する日光と
05:14
both the sunlight you reflect and the heat you emit.
108
314227
3253
放射する熱の両方で 我々にはあなたが見えます
05:17
So there are no bumblebees in space,
109
317522
2586
宇宙にマルハナバチはいませんが
05:20
but there's something out there that we don't know.
110
320149
2420
未知の何かがあります
05:22
And I'm so sure that we're going to get a great surprise from this telescope.
111
322569
4921
この望遠鏡はきっと 大きな驚きを もたらしてくれることでしょう
05:27
So I'll show you what we look at.
112
327490
1919
では 観測対象をお見せしましょう
05:29
Here is an example of a place where stars are being born as we speak.
113
329951
4296
ここは こうして話している間にも 星々が生まれている場所の一例です
05:34
Now we know, more or less, that stars explode and produce dust,
114
334247
4296
今や我々は 星が爆発してちりを生み出し そこから新たな星々が再生されることを
05:38
which goes and is recycled into new stars.
115
338585
2502
多少なりとも知っています
05:41
This is a place where the recycling is happening.
116
341129
2377
その再生が起こっているのが この場所です
05:43
Stars are being born in this beautiful cloud of glowing gas and dust.
117
343506
3796
輝くガスとちりの この美しい雲の中で 星々が生まれているところです
05:47
On the left-hand side shows you what we see with visible light
118
347927
2962
左側はハッブル宇宙望遠鏡が
05:50
with the Hubble Space Telescope.
119
350930
1543
可視光で捉えた画像で
05:52
The right-hand side shows you that you can begin to see through the dust
120
352515
3420
右側は同じくハッブル望遠鏡の 赤外線カメラによって見え始めた
05:55
with an infrared camera that we also have on the Hubble telescope.
121
355935
4171
ちりを透過した画像です
06:00
It's beautiful.
122
360148
1168
美しいですね
06:01
Astronomers want to see inside and we will
123
361357
2253
天文学者は内部を見たいものですが
06:03
with the Webb telescope.
124
363651
1543
ウェッブ望遠鏡なら叶うでしょう
06:05
We can look at everything in the solar system from Mars on out.
125
365194
4004
火星から外の太陽系が 何でも観測できます
06:09
So this is a pretty interesting one,
126
369240
2127
これはかなり興味深い一枚です
06:11
everybody knows Mars might be alive.
127
371409
2044
火星に生命がいる可能性は 皆知っていますが
06:13
What about Europa?
128
373453
1418
エウロパはどうでしょう?
06:14
Europa is a satellite of Jupiter.
129
374913
1918
エウロパは木星の衛星で
06:16
It has a liquid ocean covered with ice.
130
376831
2669
氷に覆われた液体の海があります
06:19
We know because we sent a probe out there named after Galileo himself,
131
379834
4088
それが分かったのも ガリレオの 名前にちなんだ探査機を送ったからで
06:23
and we saw this and took this picture.
132
383963
2127
これが我々が見て撮影した写真です
06:26
Now we know that there is water coming out from the cracks
133
386090
2753
今では 氷塊の割れ目から 水が噴出していることが
06:28
between the ice blocks
134
388885
1543
分かっていて
06:30
and once in a while, they can be watched from here.
135
390428
3754
時々 その様子が 地球からでも観察できます
06:34
And we are planning to send a probe to fly through the water jets
136
394641
4087
我々の計画は そのジェット水流に 探査機を送り込み
06:38
and see if there might be any organic molecules in them.
137
398770
2794
その中に有機分子がないか 確かめるというものです
06:41
Is it alive? Well, maybe.
138
401606
1668
生命?いるかもしれません
06:43
We'll be watching this satellite with the Webb telescope as well.
139
403274
3295
この衛星も ウェッブ望遠鏡で観測します
06:46
Farther on out in the solar system, we've been watching Titan.
140
406611
3295
太陽系をさらに外に進むと 我々が観測してきたタイタンがあります
06:49
Titan is the only moon in the solar system that has oceans and lakes
141
409948
4629
タイタンは太陽系の中で唯一 海と湖と
06:54
and rain and rivers and an atmosphere on the surface.
142
414619
2961
雨と川と大気を 表層に持つ衛星です
06:57
It is so cold, though,
143
417622
1168
ただ 非常に低温なため
06:58
that its liquid hydrocarbons, methane and ethane,
144
418831
2878
メタンやエタンなどの炭化水素が 液体で存在しています
07:01
that you would use for fuel here on Earth.
145
421751
2669
地球では燃料として使われるものですね
07:04
So we'll be examining this with the Webb telescope
146
424420
2753
このことをこの先 ウェッブ望遠鏡で確かめ
07:07
and we'll be sending a probe out there
147
427215
1835
探査機を送り込んで
07:09
to land with even a helicopter to go exploring.
148
429050
3545
ヘリコプターを着陸させての 探査さえ行います
07:12
So is this a place that's interesting for life?
149
432595
2419
ここは生命が存在しうる場所でしょうか?
07:15
Possibly.
150
435014
1168
可能性はあります
07:16
People ask me all the time,
151
436224
1293
私もよく質問されますが
07:17
are we sure that the kind we have here is the only kind?
152
437558
3003
地球にいるような生物種が 本当に唯一の生命体なのでしょうか?
07:20
Well, maybe not.
153
440603
1210
違うかもしれません
07:21
And if not, this is a good place to look because it's different,
154
441854
3045
もし違うなら ここは観測するのにふさわしい場所です
07:24
but it still has solids, liquids and gases,
155
444899
2461
地球とは異なっていますが 固体と液体と気体があり
07:27
and it has a liquid hydrocarbon, which might be a possible solvent.
156
447360
3545
溶媒になりうる 液体炭化水素があるからです
07:30
We'll see.
157
450947
1168
結果を待ちましょう
07:32
Next thing we want to look at is,
158
452115
1585
次に我々が調べたいのは
07:33
are there planets around other stars that might have life?
159
453741
3420
生命のいる可能性がある 系外惑星があるかどうかです
07:37
So we will be looking in this way
160
457161
1919
我々は 地球サイズの惑星を持つ
07:39
at small stars that have Earth-sized planets.
161
459122
2919
小さな星々を こんな方法で観測します ―
07:42
When a planet goes in front of the star, it can block some starlight,
162
462709
3461
惑星が恒星の前を横切ると 星の光が一部遮られますが
07:46
some of the starlight goes through the atmosphere of the planet,
163
466170
3128
その惑星に大気があれば 星の光の一部が
07:49
if it has one,
164
469340
1293
その大気を通過して
07:50
and on its way to our telescope,
165
470633
1543
我々の望遠鏡に届く途中で
07:52
and we can analyze that
166
472218
1210
それが分析できて
07:53
and look for the chemistry of such an atmosphere.
167
473428
2711
大気の化学的性質が 探れるのです
07:56
So, number one, does a little Earth-like planet out there
168
476139
3295
ですから 第1は その小さな地球型惑星に
07:59
have an atmosphere?
169
479434
1209
大気があるかどうか
08:00
Number two, does it have any molecules in the atmosphere?
170
480685
2711
第2はその大気中に 分子があるかどうか
08:03
And number three, could they be water?
171
483396
1918
第3はその分子が水かどうかで
08:05
Is there enough water out there so that there could be a liquid ocean?
172
485356
3629
液体の海ができるほどの量の 水があるかどうかです
08:09
Well, maybe.
173
489360
1168
あるかもしれません
08:10
We will find out and we'll tell you.
174
490570
2377
それを見つけて お知らせします
08:13
So are we alone?
175
493281
1334
宇宙に生命はいるのか?
08:14
Well, I don't know.
176
494657
1627
それは 分かりません
08:16
But we'll be going on after this project
177
496325
2211
しかし このプロジェクトが終わった後も
08:18
to even more powerful telescopes
178
498578
1877
我々はさらに強力な望遠鏡で
08:20
that can examine little Earths around stars like the Sun.
179
500496
3754
太陽のような星々を回る 小さな地球を観測し続けるでしょう
08:24
And then we'll be able to say, "Really, really, are they like home?"
180
504792
3921
そのときには こう言えるでしょう 「本当に 本当に 地球みたいなのか?」
08:28
And maybe yes.
181
508755
1418
イエスかもしれません
08:30
We will be telling you all about what we find out,
182
510590
2794
見つけたことは 全て皆さんにお伝えします
08:33
beginning with our first scientific observations this summer.
183
513426
2878
手始めは この夏に行う 最初の科学的な観測です
08:36
So please stay tuned.
184
516345
1168
ぜひご期待ください
08:37
Astronomers travel with the speed of light
185
517555
2169
天文学者たちは 光の速さで
08:39
and the speed of imagination.
186
519724
1960
そして想像力の速さで旅をするのです
08:42
(Applause)
187
522852
4630
(拍手)
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