What does the universe sound like? A musical tour | Matt Russo

翻訳: Mai Endo 校正: Midori T

I'd like you all to close your eyes, please ...

皆さん 目を閉じて下さい

and imagine yourself sitting in the middle of a large, open field

そして 広く 開放的な野原に 座っているところを想像してみて下さい

with the sun setting on your right.

太陽が右手に沈んでいきます

And as the sun sets,

日が沈むにつれ

imagine that tonight you don't just see the stars appear,

今宵は 夜空の星が見えるだけでなく

but you're able to hear the stars appear

星が現れる音まで聞こえてきます

with the brightest stars being the loudest notes

一番明るい星々は ひと際 大きな音を立てていて

and the hotter, bluer stars producing the higher-pitched notes.

高温の青い星々は 高い音を出しています

(Music)

（音楽）

And since each constellation is made up of different types of stars,

異なる種類の星々で出来た星座たちは

they'll each produce their own unique melody,

それぞれが個性的なメロディーを奏でます

such as Aries, the ram.

例えば ヒツジの牡羊座

(Music)

（音楽）

Or Orion, the hunter.

そして 狩人のオリオン座

(Music)

（音楽）

Or even Taurus, the bull.

さらに ウシの牡牛座も

(Music)

（音楽）

We live in a musical universe,

私たちは音に溢れた宇宙に住んでいます

and we can use that to experience it from a new perspective,

このことを活かして 新しい視点からその宇宙を体験したり

and to share that perspective with a wider range of people.

その視点を幅広い人々と 共有することもできるのです

Let me show you what I mean.

やってみましょう

(Music ends)

（音楽終わり）

Now, when I tell people I'm an astrophysicist,

大抵の人は 私が天体物理学者と聞くと

they're usually pretty impressed.

とても感心してくれます

And then I say I'm also a musician -- they're like, "Yeah, we know."

そして 音楽家でもあると伝えると 「ええ 知ってますよ」ってね

(Laughter)

（笑）

So everyone seems to know

どうも 誰もが

that there's this deep connection between music and astronomy.

音楽と天文学には深い繋がりがあると 知っているようなのです

And it's actually a very old idea;

これは 実は大昔からある概念で

it goes back over 2,000 years to Pythagoras.

2000年以上前のピタゴラスまで遡ります

You might remember Pythagoras from such theorems

ピタゴラスがつくった定理といえば

as the Pythagorean theorem --

ピタゴラスの定理です

(Laughter)

（笑）

And he said:

ピタゴラスによると

"There is geometry in the humming of the strings,

「弦のうなりには幾何学がある

there is music in the spacing of the spheres."

天球の間では音楽が響いている」と

And so he literally thought

ピタゴラスはまさに

that the motions of the planets along the celestial sphere

惑星たちの天球に沿った動きが 協和音を創り出していると

created harmonious music.

考えたのです

And if you asked him, "Why don't we hear anything?"

じゃあなぜ何も聞こえないのかと 訊かれたら

he'd say you can't hear it

「それは当然だ なぜなら

because you don't know what it's like to not hear it;

何も聞こえないこと つまり 本当の意味での沈黙を

you don't know what true silence is.

知らないからだ」と答えたでしょう

It's like how you have to wait for your power to go out

停電してはじめて 普段 冷蔵庫がうるさかったことに

to hear how annoying your refrigerator was.

気づくのと似ています

Maybe you buy that,

何となく分かりますよね

but not everybody else was buying it, including such names as Aristotle.

アリストテレスのような人には 理解できなかったみたいですが

(Laughter)

（笑）

Exact words.

本当のことです

(Laughter)

（笑）

So I'll paraphrase his exact words.

アリストテレスの言葉を 噛み砕くと

He said it's a nice idea,

「良い考えではあるが

but if something as large and vast as the heavens themselves

もし天空ほどの莫大な何かが 独りでに動いて

were moving and making sounds,

音を創り出しているとしたら

it wouldn't just be audible,

聞こえるどころではなく

it would be earth-shatteringly loud.

地球など破壊してしまうほどの 音を出すはずだ

We exist, therefore there is no music of the spheres.

我々はここに存在するのだから 天球の音楽などないのだ」

He also thought that the brain's only purpose was to cool down the blood,

脳が血液を冷ますためだけのものだ とも説いているような人なので

so there's that ...

そんなもんでしょう

(Laughter)

（笑）

But I'd like to show you that in some way they were actually both right.

でも 本当はどちらの言うことも 正しかったということをお見せします

And we're going to start by understanding what makes music musical.

まずは 何が音楽を音楽たらしめるのか について理解しましょう

It may sound like a silly question,

馬鹿げた質問だと思うかもしれませんが

but have you ever wondered why it is

なぜ 同時に奏でた音と音は

that certain notes, when played together, sound relatively pleasing or consonant,

こんなにも相対的に心地よく共鳴するのか と思ったことはありませんか

such as these two --

例えば この２つの音

(Music)

（音楽）

while others are a lot more tense or dissonant,

あるいは もっと緊迫した 不協和な音もあります

such as these two.

この２音とかね

(Music)

（音楽）

Right?

ほらね なぜでしょう？

Why is that? Why are there notes at all?

そもそも音程がある所以は？

Why can you be in or out of tune?

なぜ音程が合ったり 外れたりするのか？

Well, the answer to that question

実はこの質問には

was actually solved by Pythagoras himself.

ピタゴラス自身が答えています

Take a look at the string on the far left.

一番左にある弦を見て下さい

If you bow that string,

この弦を弾いてみると

it will produce a note as it oscillates very fast back and forth.

高速で前後に振動して １つの音を出します

(Musical note)

（音）

But now if you cut the string in half, you'll get two strings,

この弦を半分に切って ２本の弦にすると

each oscillating twice as fast.

それぞれが２倍の速さで振動し

And that will produce a related note.

それに対応する１つの音を出します

Or three times as fast,

これは３倍の速度で

or four times --

これは４倍の速度です

(Musical notes)

（音）

And so the secret to musical harmony really is simple ratios:

音の協和の秘密は 簡単な比率にあったんですね

the simpler the ratio,

２つの音の比率が簡単であるほど

the more pleasing or consonant those two notes will sound together.

その２音は心地よく響き合い 協和音になり

And the more complex the ratio, the more dissonant they will sound.

比率が複雑であるほど 不協和音になってしまうわけです

And it's this interplay between tension and release,

このような 音が持つ 緊張と解放―

or consonance and dissonance,

あるいは 協和と不協和の 相互作用が

that makes what we call music.

音楽というものを創り出しています

(Music)

（音楽）

(Music ends)

（音楽終わり）

(Applause)

（拍手）

Thank you.

ありがとう

(Applause)

（拍手）

But there's more.

まだ終わりではないですよ

(Laughter)

（笑）

So the two features of music we like to think of as pitch and rhythms,

次は音楽の特徴である 音の高さとリズムについてです

they're actually two versions of the same thing,

実はこの２つも 先ほどの例と同様です

and I can show you.

お聞きください

(Slow rhythm)

（遅いリズム）

That's a rhythm right?

これはリズムですよね？

Watch what happens when we speed it up.

スピードを早めるとどうなるか？

(Rhythm gets gradually faster)

（徐々に早くなるリズム）

(High pitch)

（高くなる音）

(Lowering pitch)

（低くなる音）

(Slow Rhythm)

（遅いリズム）

So once a rhythm starts happening more than about 20 times per second,

１秒あたりに刻むリズムが20回を超えると

your brain flips.

脳は処理を切り替え

It stops hearing it as a rhythm and starts hearing it as a pitch.

その音をリズムとしてではなく 音の高さとして捉えます

So what does this have to do with astronomy?

これが天文学とどう関係するのか？

Well, that's when we get to the TRAPPIST-1 system.

ここでトラピスト１惑星系について お話ししましょう

This is an exoplanetary system discovered last February of 2017,

これは太陽系外惑星系で 昨年2017年2月に発見され

and it got everyone excited

皆を興奮させました

because it is seven Earth-sized planets all orbiting a very near red dwarf star.

近くの赤色矮星を 地球サイズの惑星が ７つも周回していると判明したのです

And we think that three of the planets

そして そのうち３つは

have the right temperature for liquid water.

水が液体でいるのに 適した温度になっています

It's also so close that in the next few years,

また 地球から近いので 今後数年のうちに

we should be able to detect elements in their atmospheres

それらの惑星の大気中に 酸素やメタンのような

such as oxygen and methane -- potential signs of life.

生命の兆候にあたるかもしれない物質を 検出できるでしょう

But one thing about the TRAPPIST system is that it is tiny.

しかし このトラピスト惑星系は 非常に小さいのです

So here we have the orbits of the inner rocky planets

これは 私たちのいる太陽系内にある—

in our solar system:

岩石惑星の軌道です

Mercury, Venus, Earth and Mars,

水星 金星 地球 火星です

and all seven Earth-sized planets of TRAPPIST-1

そしてトラピスト１に属する 地球サイズの７惑星は

are tucked well inside the orbit of Mercury.

全て水星の周りに軌道を置いています

I have to expand this by 25 times

この写真を25倍に拡大して やっと

for you to see the orbits of the TRAPPIST-1 planets.

トラピスト１の惑星の軌道が見えます

It's actually much more similar in size to our planet Jupiter and its moons,

地球サイズの７惑星が 恒星を周回していると言いましたが

even though it's seven Earth-size planets orbiting a star.

大きさでいえば 実は 木星と その衛星系にずっと近いのです

Another reason this got everyone excited was artist renderings like this.

皆を興奮させた もう１つの理由は アーティストが描いた惑星の予想図です

You got some liquid water, some ice, maybe some land,

水もあれば 氷も存在する　 もしかしたら陸地もある

maybe you can go for a dive in this amazing orange sunset.

このような綺麗な夕日を前に 泳げるかもしれません

It got everyone excited,

皆が心を踊らせました

and then a few months later, some other papers came out

すると数ヶ月後 違う論文が発表され

that said, actually, it probably looks more like this.

実はこんな場所かもしれないと 言うのです

(Laughter)

（笑）

So there were signs

論文によると

that some of the surfaces might actually be molten lava

地表は溶岩で出来ているかもしれないうえに

and that there were very damaging X-rays coming from the central star --

中心の星からは非常に有害なＸ線が 出ていると言う兆候があったそうです

X-rays that will sterilize the surface of life and even strip off atmospheres.

地上を不毛にすると共に 大気をも消し去ってしまうようなＸ線です

Luckily, just a few months ago in 2018,

幸いにも 数ヶ月前 2018年に入って

some new papers came out with more refined measurements,

より精巧な測定結果を記した 新たな論文がいくつか出てきて

and they found actually it does look something like that.

先ほどの美しい予想図に近いものに 落ち着きました

(Laughter)

（笑）

So we now know that several of them have huge supplies of water --

トラピスト１の惑星のいくつかには 豊富な水があると分かっています

global oceans --

全球海洋です

and several of them have thick atmospheres,

また いくつかは 厚い大気で覆われているので

so it's the right place to look for potential life.

生命の可能性を探るには うってつけの場所です

But there's something even more exciting about this system,

しかし もっと興味深いことが この惑星系にはあるのです

especially for me.

私にとっては特にね

And that's that TRAPPIST-1 is a resonant chain.

それは トラピスト１が 鎖状の共鳴関係だということ

And so that means for every two orbits of the outer planet,

１番外側の惑星が２周する間に

the next one in orbits three times,

その１つ内側の惑星は３周し

and the next one in four,

その内側の惑星は４周し

and then six, nine, 15 and 24.

続いて6周 9周 15周 24周と 軌道を重ねています

So you see a lot of very simple ratios among the orbits of these planets.

これらの惑星の軌道周期が とても簡単な比率であると分かりますね

Clearly, if you speed up their motion, you can get rhythms, right?

１周毎に１ビート鳴らすとして 周回速度を上げると

One beat, say, for every time a planet goes around.

リズムが生まれるのは明らかですよね？

But now we know if you speed that motion up even more,

ですが 周回速度をもっと上げてみると

you'll actually produce musical pitches,

音程が生まれます

and in this case alone,

この惑星系に限っては

those pitches will work together,

これらの音はうまく混ざり合い

making harmonious, even human-like harmony.

人間の音楽のようなハーモニーさえ 生み出します

So let's hear TRAPPIST-1.

トラピスト１の音響を聞いてみましょう

The first thing you'll hear will be a note for every orbit of each planet,

最初に聞いてもらうのは それぞれの惑星の軌道の音です

and just keep in mind,

覚えていてほしいのは

this music is coming from the system itself.

この音楽は惑星系自身が 奏でているということ

I'm not creating the pitches or rhythms,

私は音程やリズムを いじっていません

I'm just bringing them into the human hearing range.

ただ人間が聞き取れる 周波数帯域にしただけです

And after all seven planets have entered,

全７惑星の音が出揃ったところで

you're going to see --

今度は

well, you're going to hear a drum for every time two planets align.

２つの惑星が隣り合うたびに ドラムの音を鳴らします

That's when they kind of get close to each other

この時 ２惑星は互いに近づき

and give each other a gravitational tug.

引力による引き合いを起こしています

(Tone)

（１つの音）

(Two tones)

（２つの音調）

(Three tones)

（３つの音調）

(Four tones)

（４つの音調）

(Five tones)

（５つの音調）

(Six tones)

（６つの音調）

(Seven tones)

（７つの音調）

(Drum beats)

（ドラムの音）

(Music ends)

（音楽終わり）

And that's the sound of the star itself -- its light converted into sound.

これは この星自身の音であり その輝きを音へと変換したものです

So you may wonder how this is even possible.

こんなことがあり得るのかと 思いますよね

And it's good to think of the analogy of an orchestra.

オーケストラに似ていると 考えれば良いと思います

When everyone gets together to start playing in an orchestra,

人が集まって演奏するオーケストラでは

they can't just dive into it, right?

好き勝手に音を出すわけではなく

They have to all get in tune;

皆で同じ音調を奏でますね

they have to make sure

自分の奏でる音を

their instruments resonate with their neighbors' instruments,

ちゃんと周りの楽器と 共鳴させなければなりません

and something very similar happened to TRAPPIST-1 early in its existence.

トラピスト１の発生初期に これとよく似たことが起こっていました

この惑星系の形成初期には

When the planets were first forming,

they were orbiting within a disc of gas,

惑星たちが 円盤状のガスの中に 軌道を描いていて

and while inside that disc,

その円盤の中にいる間

they can actually slide around

互いにぶつからぬよう

and adjust their orbits to their neighbors

避けて通り 軌道修正をくり返すことで

until they're perfectly in tune.

完ぺきに調子を合わせたのです

And it's a good thing they did because this system is so compact --

この軌道修正が功を奏しました

この小さな惑星系は 狭い空間に大きい質量が詰まっているので

a lot of mass in a tight space --

if every aspect of their orbits wasn't very finely tuned,

もし この協和状態に 少しでも狂いがあったなら

they would very quickly disrupt each other's orbits,

あっという間に 互いの軌道を邪魔し合い

destroying the whole system.

惑星系全体が崩壊していたでしょう

So it's really music that is keeping this system alive --

なので まさに音楽が この惑星系と そこに存在しうる生命を

and any of its potential inhabitants.

生かしているということです

But what does our solar system sound like?

では 私たちの太陽系の音はというと

I hate to be the one to show you this, but it's not pretty.

あまり言いたくはないですが 心地良い音ではありません

(Laughter)

（笑）

So for one thing,

それには理由があって

our solar system is on a much, much larger scale,

私たちの太陽系はトラピスト１より はるかに大規模なので

and so to hear all eight planets,

全８惑星の音を聴くには

we have to start with Neptune near the bottom of our hearing range,

まず人間の可聴域の下限付近の 海王星から始まり

and then Mercury's going to be all the way up

可聴域の上限ギリギリの水星まで

near the very top of our hearing range.

音域を目一杯 使わなければなりません

But also, since our planets are not very compact --

それに 太陽系の惑星は密集しておらず

they're very spread out --

かなりの広範囲にバラけているために

they didn't have to adjust their orbits to each other,

互いに軌道修正する必要がなかったので

so they're kind of just all playing their own random note at random times.

惑星たちは それぞれの音を 思い思いに鳴らしてるだけなのです

So, I'm sorry, but here it is.

では 心苦しいですが その音色をお聴きください

(Tone)

（１つの音）

That's Neptune.

これが海王星

(Two tones)

（２つの音）

Uranus.

天王星

(Three tones)

（３つの音）

Saturn.

土星

(Four tones)

（４つの音）

Jupiter.

木星

And then tucked in, that's Mars.

そして更に 火星が合わさります

(Five tones)

（５つの音）

(Six tones)

（６つの音）

Earth.

地球

(Seven tones)

（７つの音）

Venus.

金星

(Eight tones)

（８つの音）

And that's Mercury --

そして 最後に水星

OK, OK, I'll stop.

うーん 止めましょう

(Laughter)

（笑）

So this was actually Kepler's dream.

実はこれは ケプラーにとって夢でした

Johannes Kepler is the person

ヨハネス・ケプラーは

that figured out the laws of planetary motion.

「惑星運動の法則」を発見した人です

He was completely fascinated by this idea

音楽と天文学と幾何学の間に

that there's a connection between music, astronomy and geometry.

何か関係性があると 強く信じてやみませんでした

And so he actually spent an entire book

そして 太陽系の惑星における いかなる音楽的な協和をも探し求め

just searching for any kind of musical harmony amongst the solar system's planets

それだけを綴った１冊の本を残しました

and it was really, really hard.

かなり大変だったようです

It would have been much easier had he lived on TRAPPIST-1,

トラピスト１に暮らしてたら もっとずっと簡単だったでしょう

or for that matter ...

それか 別の惑星系—

K2-138.

K2-138とか

This is a new system discovered in January of 2018

これは2018年の1月に発見された ５つの惑星から成る

with five planets,

新たな惑星系で

and just like TRAPPIST,

トラピスト同様

early on in their existence, they were all finely tuned.

誕生間もない頃は 惑星たちが見事に協和していました

They were actually tuned

この惑星たちは

into a tuning structure proposed by Pythagoras himself,

2000年以上前にピタゴラスが提唱した 調律法どおりに

over 2,000 years before.

音が合っていたのです

But the system's actually named after Kepler,

ですが ケプラー宇宙望遠鏡で 発見されたため

discovered by the Kepler space telescope.

ケプラーの名を冠しています

And so, in the last few billion years,

そして ここ数十億年で

they've actually lost their tuning,

K2-138の調律は トラピストに比べ

quite a bit more than TRAPPIST has,

かなりずれてしまいました

and so what we're going to do is go back in time

そこで 今から時間を遡って

and imagine what they would've sounded like

K2-138の形成当時は どんな音がしたのかを

just as they were forming.

推測することにしましょう

(Music)

（音楽）

(Music ends)

（音楽終わり）

(Applause)

（拍手）

Thank you.

ありがとうございます

Now, you may be wondering: How far does this go?

さて 皆さん この話はどこまで広がるのか

How much music actually is out there?

宇宙にどれだけ音楽があるのか 気になりますよね

And that's what I was wondering last fall

私も昨年の秋 同じ疑問を抱きました

when I was working at U of T's planetarium,

トロント大学のプラネタリウムで 働いていたときです

and I was contacted by an artist named Robyn Rennie and her daughter Erin.

芸術家のロビン・レニーと 彼女の娘のエリンから連絡がありました

Robyn loves the night sky,

ロビンは夜空が大好きですが

but she hasn't been able to fully see it for 13 years

著しい視力低下により 13年間

because of vision loss.

夜空を満喫できずにいました

And so they wondered if there was anything I could do.

どうにかできないかと 相談を受けた私は

So I collected all the sounds I could think of from the universe

思いつくかぎりの宇宙の音を収集し １つにまとめ

and packaged them into what became "Our Musical Universe."

『Our Musical Universe （音楽に溢れた私たちの宇宙）』を作りました

This is a sound-based planetarium show

宇宙のリズムや ハーモニーを探索する—

exploring the rhythm and harmony of the cosmos.

音を基としたプラネタリウムショーです

And Robyn was so moved by this presentation

ロビンはこれにとても感動し

that when she went home,

帰宅後に

she painted this gorgeous representation of her experience.

自分が体験した感覚を この見事な美しい絵にしてくれました

And then I defaced it by putting Jupiter on it for the poster.

私がポスター用に木星を付け足して 汚してしまいましたが

(Laughter)

（笑）

So ...

さて

in this show, I take people of all vision levels

このショーに 視覚の自由・不自由は 関係ありません

and bring them on an audio tour of the universe,

あらゆる人を 夜空を抜け 観測可能な宇宙の端まで

from the night sky all the way out to the edge of the observable universe.

音声を使って 宇宙の旅に案内します

But even this is just the start of a musical odyssey

しかしこれは 新しい目と耳で 宇宙を体験するための

to experience the universe with new eyes and with new ears,

音楽による知的探求の始まりに過ぎません

and I hope you'll join me.

皆さんの参加をお待ちしています

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）