Your body was forged in the spectacular death of stars | Enrico Ramirez-Ruiz

Translator: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

翻訳: Kai Izumi 校正: Tamami Inoue

We are all atomically connected.

私たちは原子的につながっています

Fundamentally, universally.

根本的に 普遍的に

But what does that mean?

どういうことでしょう?

I'm an astrophysicist, and as such,

私は天体物理学者です

it is my responsibility to trace the cosmic history

よって あなたを作る 原子１つ１つの

of every single one of your atoms.

宇宙史をたどることが私の定めです

In fact, I would say

私が思うに

that one of the greatest achievements of modern astronomy

近代天文学の最も偉大な功績の１つは

is the understanding of how our atoms were actually put together.

原子が融合する機序を 解明しつつあることです

While hydrogen and helium were made

水素とヘリウムは

during the first two minutes of the big bang,

ビッグバン直後の２分間に作られましたが

the origin of heavy elements,

重元素の起源ー

such as the iron in your blood, the oxygen we're breathing,

例えば あなたの血液の中の鉄や 私たちの吸ってる酸素や

the silicone in your computers,

パソコンの中のケイ素の起源は

lies in the life cycle of stars.

恒星のライフサイクルの中にあります

Nuclear reactions take lighter elements and transform them into heavier ones,

より軽い元素を使い より重い元素に変える核反応により

and that causes stars to shine

恒星は輝いています

and ultimately explode,

そして最終的には爆発します

therefore enriching the universe with these heavy elements.

そして宇宙を 重元素で満たしていきます

So without stellar death

ですから 恒星の死がなければ

there would be no oxygen

水素とヘリウムより重い

or other elements heavier than hydrogen and helium,

酸素などの元素も 存在しなかったし

and therefore, there would be no life.

それゆえ生命も誕生しなかったのです

There are more atoms in our bodies

私達の体内の原子の数は

than stars in the universe.

宇宙の星の数よりも多いのです

And these atoms are extremely durable.

そして これらの原子は 非常に安定しているので

The origins of our atoms

私達の原子の起源は

can be traceable to stars that manufactured them in their interiors

内部で原子を作り

and exploded them all across the Milky Way,

それを爆発させて 天の川銀河じゅうに撒いた

billions of years ago.

何十億年前の恒星にまで辿れます

And I should know this,

私がそれを知っている理由は

because I am indeed a certified stellar mortician.

私が公認の恒星の葬儀屋だからです

(Laughter)

(笑)

And today, I want to take you on a journey that starts in a supernova explosion

今日は超新星爆発に始まり 今呼吸している空気に終わる旅に

and ends with the air that we're breathing right now.

皆さんをお連れしましょう

So what is our body made of?

私達の体は 何でできているでしょうか？

Ninety-six percent consists of only four elements:

96%を占めるのは たった４種の原子です

hydrogen, carbon, oxygen and nitrogen.

水素 炭素 酸素 窒素 です

Now the main character of this cosmic tale is oxygen.

この壮大な冒険の主人公は酸素です

Not only is the vast majority of our bodies made of oxygen,

酸素は私達の体の大半を構成するだけでなく

but oxygen is the one element fighting to protect life on earth.

地球上の生命を守るために戦っているのです

The vast majority of oxygen in the universe

宇宙に存在する酸素の大半は

was indeed produced over the entire history of the universe

宇宙の長い歴史に渡って

in these supernova explosions.

超新星爆発によって作られました

These supernova explosions signal the demise of very massive stars.

これらの超新星爆発は 巨星の死を意味します

And for a brilliant month,

超新星爆発は１か月間

one supernova explosion can be brighter than an entire galaxy

何十億もの星を含んだ銀河よりも

containing billions of stars.

明るく輝きます

That is truly remarkable.

とても凄いことです

That is because massive stars burn brighter

なぜそうなるかというと 巨星は他の恒星に比べ

and have a spectacular death, compared to other stars.

華やかに死ぬからです

Nuclear fusion is really the lifeblood of all stars,

核融合は すべての恒星の生命線です

including the sun,

もちろん太陽もそうで

and as a result is the root source of all the energy on earth.

地球上の全エネルギーの根源となります

You can think of stars as these fusion factories

恒星を融合工場だと 捉えることもできるでしょう

which are powered by smashing atoms together

高温高密度の内部で

in their hot and dense interiors.

原子同士をぶつけ合って 動力とする工場です

Now, stars like our sun,

太陽のように

which are relatively small,

比較的小さな恒星は

burn hydrogen into helium,

水素を燃やしてヘリウムにしますが

but heavier stars of about eight times the mass of the sun

太陽の８倍ほどの質量の恒星は

continue this burning cycle

核にあるヘリウムが燃え尽きても

even after they exhausted their helium in their cores.

燃焼サイクルを継続します

So at this point,

この段階で巨星の核には

the massive star is left with a carbon core,

炭素が残っています

which, as you know, is the building block of life.

ご存知のように 炭素は生命に欠かせません

This carbon core continues to collapse

この炭素の核は崩壊し続け

and as a result, the temperature increases,

結果として温度が上昇します

which allows further nuclear reactions to take place,

これによって さらなる核融合が進み

and carbon then burns into oxygen,

炭素が燃焼すると酸素ができ

into neon, silicon, sulphur

次にネオン その次にケイ素 その次に硫黄ができ

and ultimately iron.

最終的には鉄ができます

And iron is the end.

でも そこで終わりです

Why?

なぜでしょう？

Because iron is the most bound nuclei in the universe,

鉄がこの宇宙で最も強く 結合した原子核だからです

which means that we cannot extract energy by burning iron.

つまり鉄を燃やしても エネルギーは出てこないのです

So when the entire core of the massive star is made of iron,

巨星の核のすべてが鉄になると

it's run out of fuel.

燃料切れなのです

And that's an incredibly bad day for a star.

恒星にとっては最悪の日です

(Laughter)

(笑)

Without fuel, it cannot generate heat,

燃料がなければ熱を作り出せず

and therefore gravity has won the battle.

重力が勝ります

The iron core has no other choice but to collapse,

鉄の核は崩壊するしかなく

reaching incredibly high densities.

驚異的な密度に到達します

Think of 300 million tons

３億トンもの物質が

reduced to a space the size of a sugar cube.

角砂糖の大きさに圧縮されると 考えて下さい

At these extreme high densities, the core actually resists collapse,

これほど高密度だと 核は崩壊に抵抗します

and as a result,

その結果

all of this infalling material bounces off the core.

中心に入ってくる全ての物質が 核で跳ね返ります

And this dramatic bounce,

この凄まじい跳ね返りは

which happens in a fraction of a second or so,

ほんの一瞬しか起きませんが

is responsible for ejecting the rest of the star in all directions,

恒星の残りを四方八方に飛ばし

ultimately forming a supernova explosion.

超新星爆発を起こします

So, sadly, from the perspective of an astrophysicist,

天体物理学者の目からすれば 非常に残念なのが

the conditions in the centers of these exploding stars

爆発する恒星の中心を

cannot be recreated in a laboratory.

実験室で再現できないことです

(Laughter)

(笑)

Now, thankfully for humanity, we're not able to do that.

人類にとっては良いことですがね

(Laughter)

(笑)

But what does that mean?

どういうことでしょう？

That means that as astrophysicists,

つまり 天体物理学者が

we have to rely on sophisticated computer simulations

これらの複雑な現象を解明するには コンピュータの高度なシミュレーションに

in order to understand these complex phenomena.

頼らざるをえないということです

These simulations can be used to really understand how gas behaves

シミュレーションを用いれば このような極端な状況下での

under such extreme conditions.

ガスの振る舞いがわかります

And can be used to answer fundamental questions

すると基本的な問題の答えがわかります

like, "What ultimately disrupted the massive star?"

例えば「結局 何が巨星を破裂させたのか？」

"How is it that this implosion can be reversed into an explosion?"

「圧縮から爆発にどのように 逆転するのか？」とかです

There's a huge amount of debate in the field,

この分野での議論は尽きませんが

but we all agree that neutrinos,

みんな納得できるのは

which are these elusive elementary particles,

ニュートリノという 観測しにくい素粒子が

play a crucial role.

重大な役割をしていることです

Yeah?

わかりますでしょうか？

I'm about to show you one of those simulations.

今からシミュレーションを １つお見せします

So neutrinos are produced in huge numbers once the core collapses.

ニュートリノは 核の崩壊時に大量にできます

And in fact,

実は

they are responsible for transferring the energy in this core.

これが核内のエネルギーを 転換する要因です

Like thermal radiation in a heater,

ヒーターの熱放射と同じように

neutrinos pump energy into the core,

ニュートリノは核にエネルギーを送ります

increasing the possibility of disrupting the star.

これによって星が破裂しやすくなります

In fact, for about a fraction of a second,

それに加えて ニュートリノは

neutrinos pump so much energy

衝撃波が発生するほどの

that the pressure increases high enough that a shock wave is produced

高圧を生じさせるような エネルギーを一瞬で送り込みます

and the shock wave goes and disrupts the entire star.

この衝撃波は星全体を破裂させます

And it is in that shock wave where elements are produced.

そして この衝撃波の中で 原子が誕生するのです

So thank you, neutrinos.

ありがとう ニュートリノ

(Laughter)

(笑)

Supernovas shine bright,

超新星は明るく輝き

and for a brief period of time,

太陽が一生をかけて放つエネルギーより

they radiate more energy than the sun will in its entire lifetime.

さらに多いエネルギーを短い間に放ちます

That point of light that you see there,

ここに見える光の点は

which was certainly not there before,

確かに その前まではありませんでした

burns like a beacon,

かがり火のように燃えて

clearly indicating the position where the massive star has died.

巨星が死んだ場所を明確に示します

In a galaxy like our own Milky Way,

私達の天の川銀河に似た銀河では

we estimate that about once every 50 years,

約50年に一度

a massive star dies.

巨星が死んでいると推定できます

This implies that somewhere in the universe,

これは暗に宇宙のどこかで

there's a supernova explosion every second or so.

超新星爆発が１秒に１回 起きていることになります

And thankfully for astronomers,

そして 天文学者たちにとって 幸運なことに

some of them are actually found relatively close to earth.

いくつかの超新星爆発は 実際 地球の比較的近くで観測されました

Various civilizations recorded these supernova explosions

超新星爆発は様々な文明で 記録されてきました

long before the telescope was invented.

望遠鏡が開発されるずっと前からです

The most famous of all of them

その中でも一番有名なのは

is probably the supernova explosion that gave rise to the Crab Nebula.

かに星雲を作った超新星爆発でしょう

Yeah?

ご存知でしょうか？

Korean and Chinese astronomers recorded this supernova in 1054,

1054年 韓国と中国の天文学者が 超新星を記録しており

as did, almost certainly, Native Americans.

アメリカ先住民もこれを記録していたことが ほぼ確実です

This supernova happened about 5,600 light-years away from earth.

それは地球から 約5600光年先で起きました

And it was so incredibly bright

とても明るくて

that astronomers could see it during the day.

昼でも観測できました

And it was visible to the naked eye for about two years in the night sky.

夜空では約２年間 肉眼で見えたといいます

Fast forward 1,000 years or so later, and what do we see?

それから はや千年経ち 私達は何を見てるでしょう？

We see these filaments that were blasted by the explosion,

爆発でできたフィラメントが

moving at 300 miles per second.

秒速約480kmで動くのが見えます

These filaments are essential for us to understand

これらのフィラメントは

how massive stars die.

巨星の死を紐解くには必要不可欠です

The image that you see there

こちらの画像は

was assembled by the Hubble Space Telescope

ハッブル宇宙望遠鏡によって

over a span of three months.

３ヶ月以上かけて作られました

And it is incredibly important to astronomers

天文学者にとって非常に重要な画像です

because it ultimately carries the chemical legacy

爆発した星の

of the star that exploded.

化学的な遺産だからです

The orange filaments that you see there are the tattered remains of the star,

オレンジのフィラメントは星の残骸です

and are made primarily of hydrogen,

水素が主な成分です

while the blue and red filaments that you see

青と赤のフィラメントは

are the freshly synthesized oxygen.

新しくできた酸素です

So studying supernova remnants, like the Crab Nebula,

かに星雲のような 超新星の残骸を調べることで

allowed astronomers to firmly conclude

天文学者が 明確にした結論は

that the vast majority of oxygen on earth was produced by supernova explosions

地球上の酸素の大半が この宇宙の歴史の中で

over the history of the universe.

超新星爆発によってできたということです

And we can estimate

そして推定できるのは

that in order to assemble all the atoms of oxygen in our body,

私達の体の全酸素原子を作るには

it took on the order of a 100 million supernova.

１億もの超新星が必要だったことです

So every bit of you, or at least the majority of it,

だから あなたの全てでないとしても 大半は

came from one of these supernova explosions.

これらの超新星爆発の １つから来ているのです

So now you may be wondering,

ここで疑問が湧いたでしょう

how is it that these atoms

どうやってこれらの

that were generated in such extreme conditions

極端な状況下でできた原子は

ultimately took residence in our body?

私達の体に含まれるようになったのか？

So I want you to follow the thought experiment.

お答えするために 思考実験をしよう思います

Imagine that we're in the Milky Way, and a supernova happens.

想像してください 私達が天の川銀河にいます

It blasted tons and tons of oxygen atoms

超新星爆発が起き 大量の酸素原子を

almost into empty space.

ほぼ何もない空間に撒き散らしました

A few of them were able to be assembled in a cloud.

その一部は星雲を 形成することができました

Now, 4.5 billion years ago,

45億年前

something unsettled that cloud and caused it to collapse,

何かが起きて その星雲は不安定になり崩壊しました

forming the sun in its center and the solar system.

これによって太陽を中心に太陽系ができました

So the sun, the planets and life on earth

だから太陽と惑星と地球上の生命は

depend on this beautiful cycle

恒星の誕生と死と再生という

of stellar birth, stellar death and stellar rebirth.

この美しいサイクルの 結果として存在します

And this continues the recycling of atoms in the universe.

このサイクルは 宇宙の原子を再利用し続けます

And as a result, astronomy and chemistry are intimately connected.

このように天文学と化学は 関わりが深いのです

We are life forms that have evolved to inhale the waste products of plants.

私達は植物が吐き出したものを 吸うように進化しました

But now you know

そして そうです

that we also inhale the waste products of supernova explosions.

超新星爆発が吐き出したものも吸っています

(Laughter)

(笑)

So take a moment, inhale.

息を吸ってください

An oxygen atom has just gone into your body.

酸素原子があなたの体に取り込まれました

It is certain that that oxygen [atom]

その酸素原子は きっと

remembers that it was in the interior of a star

星の一部だった頃を覚えています

and it was probably manufactured by a supernova explosion.

超新星爆発で生まれたことも 覚えているでしょう

This atom may have traveled the entire solar system

その酸素は あなたに辿り着くずっと前に

until it splashed on earth,

太陽系のかなたから

long before reaching you.

地球に行き着いたのかもしれません

When we breathe,

私たちは呼吸するなかで

we use hundreds of liters of oxygen every day.

数百リットルの酸素を毎日使います

So I'm incredibly lucky to be standing in front of this beautiful audience,

私は この素晴らしい聴衆の前に立てて 本当に幸運なのですが

but I'm actually stealing your oxygen atoms.

実は 皆さんから酸素原子を奪っています

(Laughter)

(笑)

And because I'm speaking to you,

そして 話しているので

I'm giving you some of them back, that once resided in me.

私が取り入れた酸素原子を 返しています

So breathing, yeah,

だから 息を吸ってください

participates in this beautiful exchange of atoms.

この美しき原子交換に 参加してください

And you can then ask,

すると気になりますね

"Well, how many atoms in our body once belonged to Frida Kahlo?"

「フリーダ・カーロにあった原子は 私の内にいくつあるの？」

(Laughter)

(笑)

About 100,000 of them.

大体10万個です

100,000 more probably belonged to Marie Curie,

あと10万個はマリ・キュリーから

100,000 more to Sally Ride,

あと10万個はサリー・ライドから

or whoever you want to think of.

あとは誰でもお好きなように

So breathing is not only filling our lungs with cosmic history,

息をすることで肺を満たすのは 宇宙の歴史だけでなく

but with human history.

人類の歴史もなのです

I would like to end my talk by sharing a myth

最後に 私が大切にしている神話を

that is very close to my heart.

１つ紹介します

A myth from the Chichimeca culture,

チチメカ文化という

which is a very powerful Mesoamerican culture.

メソアメリカで とても有力な文化がありました

And the Chichimecas believe

チチメカ族はこう信じていました

that our essence was assembled in the heavens.

私達の真髄は天に集められ

And on its journey towards us,

私達に向かう旅の途中で

it actually fragmented into tons of different pieces.

粉々になって 沢山のピースになる

So my abuelo used to say,

私の祖父は よく言ってました

"One of the reasons you feel incomplete

「自分が不完全だと感じるのは

is because you are missing your pieces."

ピースが足りてないからだ」

(Laughter)

(笑)

"But don't be fooled by that.

「でも 騙されるな

You've been given an incredible opportunity of growth.

これは成長の絶好のチャンスなんだ

Why?

なぜかって？

Because it's not like those pieces were scattered on earth

そのピースは 地球のいたるところにあって

and you have to go and pick them up.

拾いに行く必要があるのではない

No, those pieces fell into other people.

そのピースは他の人の中にあるんだ

And only by sharing them you will become more complete.

君が完全に近づくには ピースを共有するしかありません

Yes, during your life,

そう 人生の中では

there's going to be individuals that have these huge pieces

自分を完全にさせてくれると感じる 大きいピースのある人に

that make you feel whole.

出会うだろう

But in your quest of being complete,

しかし 完全を目指す旅の中では

you have to treasure and share every single one of those pieces."

君もそれぞれのピースを 大事に共有しなければならない」

Sounds a lot like the story of oxygen to me.

酸素の話にそっくりですね

(Laughter)

(笑)

Which started in the heavens in a supernova explosion,

天にて超新星爆発で始まったものが

and continues today,

今日までも

within the confines of our humanity.

人類の領域の中で続いてます

Our atoms in our body have embarked on an epic odyssey,

私達の体内の原子は

with time spans from billions of years to mere centuries,

数百万年から何十億年の長い旅の末

all leading to you,

あなたに辿り着きました

all of you,

みなさん全員が

witnesses of the universe.

この宇宙の証人なのです

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

(拍手)