Gabriela González: How LIGO discovered gravitational waves (with English subtitles) | TED

Translator: Ilze Garda Reviewer: Liene Kiršfelde

A little over 100 years ago, in 1915,

Pirms nedaudz vairāk nekā simts gadiem,

1915. gadā,

Einstein published his theory of general relativity,

Einšteins publicēja savu vispārīgās relativitātes teoriju,

which is sort of a strange name,

kas ir visai dīvains nosaukums,

but it's a theory that explains gravity.

bet tā ir teorija, kas izskaidro gravitāciju.

It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass,

Tā apgalvo, ka masas – visa matērija, planētas – savstarpēji pievelkas,

not because of an instantaneous force, as Newton claimed,

nevis momentānā spēka dēļ, kā apgalvoja Ņūtons,

but because all matter -- all of us, all the planets --

bet gan tāpēc, ka visa matērija – visi mēs, visas planētas –

wrinkles the flexible fabric of space-time.

izliec laiktelpas elastīgo audumu.

Space-time is this thing in which we live and that connects us all.

Laiktelpa ir tas, iekš kā dzīvojam

un kas mūs visus saista.

It's like when we lie down on a mattress and distort its contour.

Līdzīgi kā tad, kad apguļamies uz matrača

un izmainām tā formu.

The masses move -- again, not according to Newton's laws,

Un atkal – masas pārvietojas nevis pēc Ņūtona likumiem,

but because they see this space-time curvature

bet gan tāpēc, ka tās redz šos laiktelpas izliekumus

and follow the little curves,

un seko šiem izliekumiem,

just like when our bedmate nestles up to us

līdzīgi kā tad, kad mūsu gultasbiedrs vai biedrene,

uzveļas mums virsū matrača ieliekuma dēļ.

because of the mattress curvature.

(Laughter)

(Smiekli)

A year later, in 1916,

Gadu vēlāk, 1916. gadā,

Einstein derived from his theory

Einšteins no savas teorijas izsecināja,

that gravitational waves existed,

ka pastāv gravitācijas viļņi.

and that these waves were produced when masses move,

Tie radušies, pārvietojoties masām,

like, for example, when two stars revolve around one another

piemēram, divām zvaigznēm virpuļojot

vienai ap otru

and create folds in space-time which carry energy from the system,

un radot laiktelpā ieliekumus,

kas satur sistēmas enerģiju un liek zvaigznēm savstarpēji tuvoties.

and the stars move toward each other.

However, he also estimated

Taču viņš arī aprēķināja,

ka šī ietekme ir tik ļoti sīka,

that these effects were so minute,

that it would never be possible to measure them.

ka to nekad nevarēs izmērīt.

I'm going to tell you the story of how,

Es pastāstīšu, kā, pateicoties simtiem zinātnieku darbam,

with the work of hundreds of scientists working in many countries

kas gadu desmitiem strādājuši vairākās valstīs,

over the course of many decades,

just recently, in 2015,

pavisam nesen, 2015. gadā,

we discovered those gravitational waves for the first time.

mēs šos gravitācijas viļņus pirmoreiz atklājām.

It's a rather long story.

Tas ir visnotaļ garš stāsts,

It started 1.3 billion years ago.

kas sākās pirms 1,3 miljardiem gadu.

A long, long time ago,

Reiz sensenos laikos

in a galaxy far, far away --

tāltālā galaktikā...

(Laughter)

(Smiekli)

two black holes were revolving around one another --

dzīvoja divi melnie caurumi,

kas virpuļoja viens ap otru,

"dancing the tango," I like to say.

kā man patīk sacīt, dejojot tango.

It started slowly,

Sākumā lēni,

but as they emitted gravitational waves,

bet tad, radot gravitācijas viļņus,

they grew closer together, accelerating in speed,

tie tuvojās viens otram, ātrums pieauga,

until, when they were revolving at almost the speed of light,

līdz, virpuļodami gandrīz gaismas ātrumā,

they fused into a single black hole

tie saplūda vienā melnajā caurumā,

that had 60 times the mass of the Sun,

kura masa bija līdzvērtīga 60 saulēm,

but compressed into the space of 360 kilometers.

taču saspiesta 360 kilometros.

That's the size of the state of Louisiana,

Tik liels ir Luiziānas štats,

where I live.

kurā dzīvoju.

This incredible effect produced gravitational waves

Šī apbrīnojamā iedarbība radīja gravitācijas viļņus,

that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.

kas nogādāja vēsti par šo kosmisko apskāvienu

pārējam Visumam.

It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves,

Šo gravitācijas viļņu ietekmes atklāšana prasīja daudz laika,

because the way we measure them is by looking for effects in distances.

jo mēs tos mērām,

meklējot ietekmi tālumā.

We want to measure longitudes, distances.

Mēs vēlamies mērīt ģeogrāfiskos garumus, attālumus.

When these gravitational waves passed by Earth,

Kad šie gravitācijas viļņi skāra Zemi,

which was in 2015,

tas notika 2015. gadā,

they produced changes in all distances --

tie izraisīja pārmaiņas pilnīgi visos attālumos,

the distances between all of you, the distances between you and me,

attālumos starp jums, attālumos starp jums un mani,

our heights --

mūsu garumā...

every one of us stretched and shrank a tiny bit.

ikviens no mums mazdruscītiņ pastiepās un sarāvās.

The prediction is that the effect is proportional to the distance.

Tiek prognozēts, ka ietekme ir proporcionāla attālumam.

But it's very small:

Taču tā ir ārkārtīgi sīciņa:

even for distances much greater than my slight height,

pat uz attālumiem, kas ir daudzkārt lielāki par manu pieticīgo augumu,

the effect is infinitesimal.

ietekme ir bezgalīgi maza.

For example, the distance between the Earth and the Sun

Piemēram, attālums starp Zemi un Sauli

changed by one atomic diameter.

izmainījās par viena atoma diametru.

How can that be measured?

Kā gan to iespējams izmērīt?

How could we measure it?

Kā gan mēs to varētu izmērīt?

Fifty years ago,

Pirms gadiem piecdesmit

some visionary physicists at Caltech and MIT --

Caltech un MIT bija daži fiziķi sapņotāji –

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss --

Kips Torns, Rons Drēvers, Rainers Veiss –

thought they could precisely measure distances

kas uzskatīja, ka attālumus iespējams precīzi izmērīt,

using lasers that measured distances between mirrors

izmantojot lāzerus, kas mēra attālumu starp spoguļiem,

kas atrodas vairāku kilometru atstatumā viens no otra.

kilometers apart.

It took many years, a lot of work and many scientists

Vajadzēja daudz gadu, daudz darba un daudz zinātnieku,

to develop the technology and develop the ideas.

lai izstrādātu tehnoloģiju, attīstītu idejas,

And 20 years later,

un 20 gadus vēlāk,

almost 30 years ago,

gandrīz pirms 30 gadiem, vairāk nekā 20,

they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers,

tika sākta divu gravitācijas viļņu detektoru būvniecība,

divu interferometru būvniecība ASV.

in the United States.

Each one is four kilometers long;

Katrs no tiem bija četru kilometru garumā.

one is in Livingston, Louisiana,

Viens no tiem atrodas Luiziānas štatā,

Livingstonā, Luiziānā, skaista meža vidū;

in the middle of a beautiful forest,

and the other is in Hanford, Washington,

otrs – Hanfordā, Vašingtonā,

Vašingtonas štatā, tuksneša vidū.

in the middle of the desert.

The interferometers have lasers

Šajos interferometros ir lāzeri, kas no centra ceļo

that travel from the center through four kilometers in-vacuum,

četrus kilometrus vakuumā,

are reflected in mirrors and then they return.

atspīd spoguļos un tad atgriežas,

un mēs mērām atšķirību attālumos

We measure the difference in the distances

between this arm and this arm.

starp vienu un otru plecu.

These detectors are very, very, very sensitive;

Un šie detektori ir ļoti, ļoti, ļoti jutīgi,

they're the most precise instruments in the world.

tie ir visprecīzākie instrumenti pasaulē.

Why did we make two?

Kāpēc mēs uzbūvējām divus?

It's because the signals that we want to measure come from space,

Jo signāli, ko vēlamies mērīt, nāk no kosmosa,

but the mirrors are moving all the time,

taču spoguļi visu laiku kustās,

so in order to distinguish the gravitational wave effects --

tāpēc, lai nošķirtu gravitācijas viļņu ietekmi,

which are astrophysical effects and should show up on the two detectors --

kas ir astrofizikāla ietekme un kam jāparādās abos detektoros,

we can distinguish them from the local effects,

mēs varam tos nošķirt no vietējās ietekmes,

kas parādās atsevišķi – vienā vai otrā.

which appear separately, either on one or the other.

In September of 2015,

2015. gadā septembrī

we were finishing installing the second-generation technology

mēs šajos detektoros beidzām uzstādīt otrās paaudzes tehnoloģiju

in the detectors,

and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted --

un joprojām nebijām panākuši optimālo jutīgumu,

we're still not, even now, two years later --

joprojām neesam to panākuši

arī tagad, divus gadus vēlāk,

but we wanted to gather data.

bet mēs jau gribējām ievākt datus.

We didn't think we'd see anything,

Nedomājām, ka kaut ko ieraudzīsim,

but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data.

taču gatavojāmies sākt dažus mēnešus ievākt datus.

And then nature surprised us.

Un daba mūs pārsteidza.

On September 14, 2015,

2015. gada 14. septembrī

we saw, in both detectors,

abos detektoros ieraudzījām

a gravitational wave.

gravitācijas vilni.

In both detectors, we saw a signal

Abos detektoros ieraudzījām signālu

with cycles that increased in amplitude and frequency

ar cikliem, kuru amplitūda un frekvence pieauga

and then go back down.

un tad samazinājās,

And they were the same in both detectors.

un abos detektoros tie bija vienādi.

They were gravitational waves.

Tie bija gravitācijas viļņi.

And not only that -- in decoding this type of wave,

Un ne tikai tas – atšifrējot viļņa formu,

we were able to deduce that they came from black holes

varējām izsecināt, ka tie nāk no melnajiem caurumiem,

fusing together to make one,

kas saplūduši vienā

more than a billion years ago.

pirms vairāk nekā miljards gadiem.

And that was --

Un tas bija...

(Applause)

(Aplausi)

that was fantastic.

Tas bija fantastiski!

At first, we couldn't believe it.

Sākumā nespējām tam noticēt.

We didn't imagine this would happen until much later;

Nebijām iedomājušies, ka tas varētu notikt jau tagad.

Visiem tas bija pārsteigums.

it was a surprise for all of us.

It took us months to convince ourselves that it was true,

Mums vajadzēja vairākus mēnešus, lai par to pārliecinātos,

because we didn't want to leave any room for error.

jo gribējām izslēgt visas iespējamās kļūdas.

But it was true, and to clear up any doubt

Bet tā patiešām bija,

un, lai kliedētu visas šaubas,

that the detectors really could measure these things,

ka detektori patiešām spēj šīs lietas izmērīt,

in December of that same year,

tā paša gada decembrī, mēs izmērījām vēl vienu gravitācijas vilni,

we measured another gravitational wave,

smaller than the first one.

vēl mazāku nekā pirmo.

The first gravitational wave produced a difference in the distance

Pirmais gravitācijas vilnis radīja attāluma atšķirību,

of four-thousandths of a proton

kas četru kilometru attālumā bija četras tūkstošdaļas no protona liela.

over four kilometers.

Yes, the second detection was smaller,

Jā, otrais vilnis bija mazāks,

but still very convincing by our standards.

tomēr pēc mūsu standartiem joprojām ļoti pārliecinošs.

Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves,

Lai gan tie ir laiktelpas viļņi,

nevis skaņas viļņi,

we like to put them into loudspeakers and listen to them.

mums patīk tos uzlikt skaļruņos un paklausīties.

We call this "the music of the universe."

Mēs to saucam par Visuma mūziku.

I'd like you to listen to the first two notes of that music.

Es gribētu, lai paklausāties

šīs mūzikas pirmās divas notis.

(Chirping sound)

(Čirksts)

(Čirksts)

(Chirping sound)

The second, shorter sound was the last fraction of a second

Otra, īsākā,

bija šo abu melno caurumu pēdējā sekundes daļa,

of the two black holes which,

in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy --

kad tie radīja milzum daudz enerģijas,

so much energy, it was like three Suns converting into energy,

tik daudz enerģijas, cik radītu trīs saules,

following that famous formula,

saskaņā ar slaveno formulu

E = mc2.

E = mc2.

Remember that one?

Atceraties tādu?

We love this music so much we actually dance to it.

Šī mūzika, mums patiesībā tik ļoti patīk,

ka mēs pie tās dejojam.

I'm going to have you listen again.

Ļaušu jums paklausīties vēlreiz.

(Chirping sound)

(Čirksts)

(Chirping sound)

(Čirksts)

It's the music of the universe!

Tā ir Visuma mūzika!

(Applause)

(Aplausi)

People frequently ask me now:

Tagad cilvēki man bieži jautā:

"What can gravitational waves be used for?

„Kam vajadzīgi gravitācijas viļņi?

And now that you've discovered them, what else is there left to do?"

Tagad, kad tie atklāti,

kas vēl atlicis darāms?”

What can gravitational waves be used for?

Kam vajadzīgi gravitācijas viļņi?

When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?"

Kad Borhesam jautāja,

kam vajadzīga dzeja,

he, in turn, answered,

viņš atbildēja ar pretjautājumu:

"What's the purpose of dawn?

„Kam vajadzīga rītausma?

What's the purpose of caresses?

Kam vajadzīgs maigums?

What's the purpose of the smell of coffee?"

Kam vajadzīga kafijas smarža?”

He answered,

Viņš atbildēja:

"The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."

„Dzeja kalpo priekam, emocijām, tā vajadzīga, lai dzīvotu.”

And understanding the universe,

Un ar vēlmi izprast Visumu,

this human curiosity for knowing how everything works,

ar šo cilvēcisko zinātkāri uzzināt, kā viss darbojas,

is similar.

ir līdzīgi.

Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids --

Kopš neatminamiem laikiem cilvēce,

mēs visi un jūs visi, kad bijām bērni,

when we look up at the sky for the first time and see the stars,

pirmoreiz paceļot skatu debesīs

un ieraugot zvaizgnes, jautājām:

we wonder,

"What are stars?"

„Kas ir zvaigznes?”

That curiosity is what makes us human.

Šī zinātkāre mūs padara par cilvēkiem.

And that's what we do with science.

Un tieši to mēs darām zinātnē.

We like to say that gravitational waves now have a purpose,

Mums labpatīk teikt,

ka gravitācijas viļņi jau noder,

because we're opening up a new way to explore the universe.

jo mēs paveram jaunu veidu Visuma pētīšanai.

Until now, we were able to see the light of the stars

Līdz šim zvaigžņu gaismu varējām redzēt,

via electromagnetic waves.

pateicoties elektromagnētiskajiem viļņiem.

Now we can listen to the sound of the universe,

Tagad varam klausīties Visuma skaņās,

even of things that don't emit light, like gravitational waves.

pat tādās, ko rada lietas, kas neizstaro gaismu, piemēram, gravitācijas viļņi.

(Applause)

(Aplausi)

Thank you.

(Angliski) Paldies.

(Applause)

(Aplausi)

But are they useful?

Bet vai tie noder tikai tam?

Can't we derive any technology from gravitational waves?

Vai no gravitācijas viļņiem var iegūt kādu tehnoloģiju?

Yes, probably.

Iespējams, var.

But it will probably take a lot of time.

Tomēr tas, iespējams, prasīs daudz laika.

We've developed the technology to detect them,

Esam radījuši tehnoloģiju to uztveršanai,

but in terms of the waves themselves,

taču paši viļņi...

maybe we'll discover 100 years from now that they are useful.

varbūt pēc gadiem simts atklāsim, ka tie kaut kam noder.

But it takes a lot of time to derive technology from science,

Taču, lai no zinātnes iegūtu tehnoloģiju, vajadzīgs daudz laika,

and that's not why we do it.

un mēs to nedarām tādēļ.

All technology is derived from science,

Jebkura tehnoloģija nāk no zinātnes,

but we practice science for the enjoyment.

tomēr mēs ar zinātni nodarbojamies

prieka pēc.

What's left to do?

Kas vēl atlicis darāms?

A lot.

Darāmā vēl ir ļoti daudz.

A lot; this is only the beginning.

Ļoti daudz. Tas ir tikai sākums.

As we make the detectors more and more sensitive --

Būvējot arvien jutīgākus detektorus –

and we have lots of work to do there --

un darāmā vēl ir daudz –

not only are we going to see more black holes

mēs ne vien ieraudzīsim vairāk melno caurumu

and be able to catalog how many there are, where they are

un varēsim izveidot katalogu, lai zinātu, cik to ir, kur tie atrodas,

and how big they are,

cik lieli tie ir,

we'll also be able to see other objects.

bet ieraudzīsim arī citus objektus.

We'll see neutron stars fuse and turn into black holes.

Mēs ieraudzīsim neitronu zvaigžņu saplūšanu,

kas pārtop melnajā caurumā.

We'll see a black holes being born.

Mēs ieraudzīsim melno caurumu dzimstam.

We'll be able to see rotating stars in our galaxy

Mēs varēsim ieraudzīt rotējošas zvaignzes mūsu galaktikā,

produce sinusoidal waves.

kas rada sinusoidālus viļņus.

We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy.

Mēs varēsim ieraudzīt pārnovu sprādzienus mūsu galaktikā.

We'll be seeing a whole spectrum of new sources.

Mēs ieraudzīsim veselu jaunu avotu spektru.

We like to say

Mums labpatīk teikt,

that we've added a new sense to the human body:

ka esam cilvēka ķermenim pievienojuši jaunu spēju:

now, in addition to seeing,

tagad spējam ne tikai redzēt,

we're able to hear.

bet arī dzirdēt.

This is a revolution in astronomy,

Astronomijā tā ir revolūcija,

like when Galileo invented the telescope.

kā tad, kad Galilejs izgudroja teleskopu

It's like when they added sound to silent movies.

vai kad mēmajam kino pievienoja skaņu.

This is just the beginning.

Tas ir tikai sākums.

We like to think

Mums labpatīk domāt,

that the road to science is very long -- very fun, but very long --

ka zinātnes ceļš ir ļoti garš,

aizraujošs, bet ļoti garš,

and that we, this large, international community of scientists,

un ka mēs, šī lielā, kopā strādājošā, starptautiskā zinātnieku kopiena,

working from many countries, together as a team,

no daudzām valstīm,

visi kopā palīdzam šo ceļu veidot,

are helping to build that road;

that we're shedding light -- sometimes encountering detours --

izgaismojot,

reizēm atrodot apvedceļus

and building, perhaps,

un, iespējams, veidojot

a highway to the universe.

ātrgaitas šoseju uz Visumu.

Thank you.

Paldies.

(Applause)

(Aplausi)