The most detailed map of galaxies, black holes and stars ever made | Juna Kollmeier

Переводчик: Alena Chernykh Редактор: Антон Замараев

When I was a kid, I was afraid of the dark.

В детстве я очень боялась темноты.

The darkness is where the monsters are.

Ведь в темноте кроются чудовища.

And I had this little night light outside of my bedroom

И снаружи моей спальни горел ночничок,

so that it would never get too dark.

чтобы не было слишком темно.

But over time, my fear of the dark turned to curiosity.

Но со временем страх темноты сменился любознательностью.

What is out there in the "dark-dark?"

Что же там, где «темным-темно»?

And it turns out

И оказалось,

that trying to understand the darkness is something that's fascinated humans

что попытки понять темноту занимают умы людей уже тысячи лет,

for thousands of years, maybe forever.

а может быть, и всё время существования человечества.

And we know this

Мы пришли к такому выводу,

because we find their ancient relics of their attempts to map the sky.

потому что обнаружили древние артефакты попыток создать карту неба.

This tusk is over 30,000 years old.

Этому бивню более 30 тысяч лет.

Some people think that it's a carving of Orion

Некоторые думают, что это гравировка Ориона,

or maybe a calendar.

а может быть, и календарь.

We don't know.

Неизвестно.

The Fuxi star map is over 6,000 years old,

Звёздной карте Фу Си более шести тысяч лет,

and it's from a neolithic tomb in ancient China.

её нашли в Древнем Китае в могиле, сохранившейся со времён неолита.

And that little pile of clamshells

А кучка ракушек

underneath the dead guy's foot in the middle --

под ногами мертвеца посредине —

that's supposed to be the Big Dipper.

это, должно быть, Большая Медведица.

Maybe.

Возможно.

The Nebra disk is uncontroversial.

Диск из Небры сомнений не вызывает.

You don't have to be an astronomer to know that you're looking at the Moon phases

Не нужно быть астрономом, чтобы распознать фазы Луны

or the Sun in eclipse.

или солнечное затмение.

And that little group of seven stars, that's the Pleiades, the Seven Sisters.

А маленькая группа из семи звёзд — это Плеяды, или Семь Сестёр.

But in any case, the point is clear:

Но в любом случае смысл понятен:

astronomers have been mapping the sky for a long time.

астрономы уже с давних времён начали создавать карту неба.

Why?

Для чего?

It's our calling card as a species in the galaxy

Это визитная карточка человечества как вида, существующего в галактике,

to figure things out.

попытка понять что к чему.

We know our planet,

Мы знаем свою планету,

we cure our diseases,

умеем лечить болезни

we cook our food,

и готовить пищу,

we leave our planet.

способны летать в космос.

But it's not easy.

Но это непросто.

Understanding the universe is battle.

Познание Вселенной — это битва.

It is unrelenting, it is time-varying,

Беспощадная битва в постоянно меняющемся окружении,

and it is one we are all in together.

в которой участвуем все мы.

It is a battle in the darkness against the darkness.

Это сражение в темноте и против темноты.

Which is why Orion has weapons.

Вот почему у Ориона есть оружие.

In any case, if you're going to engage in this battle,

В любом случае, прежде чем вступать в бой,

you need to know the battlefield.

необходимо разведать поле битвы.

So at its core,

Так что, по сути,

mapping the sky involves three essential elements.

картографирование неба включает в себя три элемента.

You've got objects that are giving off light,

Испускающие свет объекты,

you've got telescopes that are collecting that light,

собирающие этот самый свет телескопы

and you've got instruments

и помогающие

that are helping you understand what that light is.

понять природу этого света инструменты.

Many of you have mapped the Moon phases over time

Многие из вас уже когда-то создавали карту фаз Луны,

with your eyes, your eyes being your more basic telescope.

используя в качестве телескопов глаза.

And you've understood what that means with your brains,

А инструментом,

your brains being one of your more basic instruments.

позволяющим постичь увиденное, является ваш мозг.

Now, if you and a buddy get together,

На пáру с приятелем

you would spend over 30 years,

и более чем за 30 лет

you would map 1,000 stars extremely precisely.

вы смогли бы создать сверхточную карту для тысячи звёзд.

You would move the front line to the battle.

Тем самым вы сдвинули бы линию фронта в сражении.

And that's what Tycho Brahe and his buddy, or his assistant, really,

Именно это сделал Тихо Браге со своим приятелем,

Johannes Kepler did back in the 1600s.

а точнее помощником, Иоганном Кеплером ещё в XVII веке.

And they moved the line,

И они сдвинули линию фронта,

figured out how planets worked,

выяснили, как устроены

how they moved around the Sun.

и как вращаются вокруг Солнца планеты.

But it wasn't until about 100 years ago

Но только порядка сотни лет тому назад

that we realized

мы осознали,

it's a big universe.

насколько огромна Вселенная.

It seems like the universe is just infinite, which it is,

Кажется, что она бесконечна, и так оно и есть,

but the observable universe is finite.

но обозримая Вселенная ограничена.

Which means we can win the battle.

А это значит, что сражение выиграть можно.

But if you're going to map the universe,

Но чтобы создать карту Вселенной,

you're not going to do it with one or two of your besties.

парочки лучших друзей недостаточно.

Mapping the universe takes an army,

Потребуется целая армия,

an army of curious, creative, craftspeople

армия любознательных, креативных, одарённых людей,

who, working together, can accomplish the extraordinary.

которые сообща смогут создать нечто исключительное.

I lead this army of creatives,

Я возглавляю такую армию креативщиков

in the fifth generation of the Sloan Digital Sky Survey, SDSS.

в пятом поколении проекта «Слоановский цифровой небесный обзор» — СЦНО.

And this is how astronomers have managed to shepherd individual curiosity

Благодаря ему, астрономам удалось сохранить собственное творческое начало

through its industrial age,

в индустриальном веке,

preserving the individual ability to make discoveries

и, совместив свою изобретательность

but putting into place mega machinery to truly advance the frontier.

с возможностями супертехники, значительно продвинуть вперёд линию фронта.

In SDSS, we divide the sky into three mappers:

В пятой фазе СЦНО мы разделили небо по направлениям исследования на три части:

one for the stars, one for the black holes

одну — для звёзд, вторую — для чёрных дыр,

and one for the galaxies.

третью — для галактик.

My survey has two hemispheres,

Мои исследования охватывают два полушария и миллионы объектов,

five telescopes, or 11, depending on how you count,

и делаются при помощи пяти телескопов —

10 spectrographs

или 11, смотря как их считать, —

and millions of objects.

и 10 спектографов.

It's a monster.

Это огромный масштаб.

So let's go through the mappers.

Давайте пройдёмся по направлениям.

The Milky Way galaxy has 250 billion plus or minus a few hundred billion stars.

Галактика Млечный Путь насчитывает порядка 250 миллиардов звёзд.

That is not a number that you hold in your head.

Это число непросто осознать.

That is a number that doesn't make practical sense

И мало для кого оно может иметь

to pretty much anybody.

практическое значение.

You never get 250 billion jelly beans in your hand. You know?

Понимаете, нельзя удержать в руке 250 миллиардов жевательных конфет.

We're nowhere near mapping all of those stars yet.

И мы пока ещё далеки от возможности запечатлеть на карте все эти звёзды.

So we have to choose the most interesting ones.

Поэтому приходится выбирать самые интересные.

In SDSS-V, we're mapping six million stars

В пятой фазе СЦНО мы создаём карту тех 6 миллионов звёзд,

where we think we can measure their age.

чей возраст представляется возможным вычислить.

Because if you can measure the age of a star,

Потому что вычисление возраста звезды

that's like having six million clocks spread all throughout the Milky Way.

равносильно размещению 6 миллионов часов по всему Млечному Пути.

And with that information,

И с помощью этой информации

we can unravel the history and fossil record of our galaxy

мы сможем понять историю и возраст нашей галактики

and learn how it formed.

и узнать, как она образовалась.

I'm just going to cut right to the chase here.

Перейду прямо к делу.

Black holes are among the most perplexing objects in the universe.

Чёрные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной.

Why?

Почему?

Because they are literally just math incarnate, in a physical form,

Потому что это чистая математика, воплощённая в физической форме.

that we barely understand.

Мы едва ли можем её понять.

Представьте, что цифра ноль ожила и бродит здесь по коридорам.

It's like the number zero being animated and walking around the corridors here.

That would be super weird.

Это было бы совершенной дикостью.

Чёрные дыры — это ещё бо́льшая дикость.

These are weirder.

And it's not just like a basketball

И это вам не баскетбольный мяч,

that you smoosh down into a little point and it's super dense and that's weird.

сплюснутый до размеров очень маленькой точки, что само по себе дико.

No, smooshed basketballs have a surface.

У сплющенных баскетбольных мячей хотя бы есть поверхность.

These things don't have surfaces, and we know that now.

А у чёрных дыр, как мы теперь знаем, её нет.

Because we've seen it.

Потому что мы эту поверхность увидели.

Or the lack of it.

Точнее её отсутствие.

What's really interesting about black holes

Чрезвычайно интересно, что мы можем многое узнать о чёрных дырах,

is that we can learn a lot about them by studying the material

изучая, как материя проходит через точку,

just as it passes through that point of no information return.

после которой информация уже не возвращается.

Because at that point,

Потому что в этой точке излучается

it's emitting lots of X-rays and optical and UV and radio waves.

множество рентгеновских, оптических, ультрафиолетовых лучей и радиоволн.

We can actually learn how these objects grow.

Фактически мы можем узнать, как растут чёрные дыры.

And in SDSS, we're looking at over half a million supermassive black holes,

В СЦНО мы наблюдаем за более чем полумиллиона сверхмассивных чёрных дыр,

to try to understand how they formed.

пытаясь понять, как они образовались.

Like I said,

Как я уже говорила,

we live in the Milky Way, you guys are all familiar with that.

мы обитаем в галактике Млечный Путь, и вы это прекрасно знаете.

The Milky Way is a completely average galaxy.

Млечный Путь — это совершенно заурядная галактика.

Nothing funny going on.

Ничего странного не происходит.

But it's ours, which is great.

Но она наша, и это здорово.

We think that the Milky Way, and all the Milky Ways,

Мы думаем, что у Млечного Пути и всех ему подобных,

have this really disturbing past

было исключительно бурное прошлое:

of literally blowing themselves apart.

они буквально рвались на части.

It's like every average guy you know

Это как если бы каждый ваш обычный знакомый

has a history as a punk rock teenager.

увлекался в юности панк-роком.

That's very bizarre.

Это было бы просто дико.

Stars are blowing up in these systems,

В таких галактиках взрываются звёзды,

black holes are growing at their centers

а чёрные дыры растут прямо у них в центре,

and emitting a tremendous amount of energy.

они излучают огромное количество энергии.

How does that happen, how does this transformation happen?

Как же происходят все эти трансформации?

And at SDSS, we're going to the bellies of the beast

В СЦНО мы подбираемся к самому логову зверя

and zooming way in,

и при максимальном увеличении

to look at these processes where they are occurring

изучаем процессы прямо на месте,

in order to understand how Sid Vicious grows up into Ward Cleaver.

чтобы понять, как мятежный подросток превращается в образцового семьянина.

My arsenal.

Вот моё оружие.

These are my two big telescopes.

Два больших телескопа.

The Apache Point Observatory hosts the Sloan telescope in New Mexico,

Один телескоп находится в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико,

and the Las Campanas Observatory in Chile

а другой, 2,5-метровый «Дюпон», —

hosts the two-and-a-half-meter telescope, the du Pont.

в обсерватории Лас-Кампанас в Чили.

Two and a half meters is the size of our mirror,

Да, размер нашей «зеркалки» — два с половиной метра,

which was huge for Tycho and Kepler.

просто гигант для Тихо и Кеплера.

But it's actually not so big today.

Но по нынешним меркам это не так уж и много.

There are way bigger telescopes out there.

Сейчас есть телескопы намного больше.

But in SDSS we use new instruments on these old telescopes

Но в СЦНО мы используем новые инструменты на старых телескопах,

to make them interesting.

чтобы сделать их более интересными.

We capture light from all of those objects into our aperture,

Диафрагма телескопа улавливает свет от всех объектов,

and that light is then focused at the focal plane,

а затем этот свет фокусируется в фокальной плоскости,

where our instruments sit and process that light.

где находятся обрабатывающие инструменты.

What's new in SDSS-V

В СЦНО-5 применяется новинка —

is that we're making the focal plane entirely robotic.

полностью роботизированная фокальная плоскость.

That's right: robots.

Вы не ослышались: роботы.

(Laughter)

(Смех)

So I'm going to show them to you,

Сейчас я вам их покажу,

but they're fierce and terrifying,

но они страшные и вселяют ужас,

and I want you all to just take a breath.

так что затаите дыхание на секунду.

(Exhales) Trigger warning.

(Выдох) Барабанная дробь.

And with no apologies to all the Blade Runners among you,

И не щадя чувств присутствующих «Бегущих по лезвию», —

here they are.

вот они, знакомьтесь.

(Laughter)

(Смех)

I have 1,000 of these,

У меня тысяча таких вот,

500 in the focal plane of each telescope in each hemisphere.

по 500 в фокальной плоскости каждого телескопа в обоих полушариях.

And this is how they move on the sky.

А вот как они движутся по небу.

So these are our objects and a star field,

Это наши объекты в звёздном поле —

so you've got stars, galaxies, black holes.

звёзды, галактики и чёрные дыры.

And our robots move to those objects as we pass over them

По мере обхода этих объектов, роботы передвигаются к ним,

in order to capture the light

чтобы поймать свет

from those stars and galaxies and black holes, and yes,

от тех самых звёзд, галактик и чёрных дыр;

it is weird to capture black hole light,

«поймать свет чёрной дыры» звучит нелепо,

but we've already gone over that black holes are weird.

но мы уже обсудили странности чёрных дыр.

One more thing.

И вот ещё что.

Stars are exploding all the time,

Звёзды взрываются постоянно,

like this one did back in 1987 in our cosmic backyard.

как, например, вот эта, в 1987 году, на наших «космических задворках».

Black holes are growing all the time.

Чёрные дыры постоянно увеличиваются.

There is a new sky every night.

И каждую ночь — новое небо.

Which means we can't just map the sky one time.

Это значит, что нельзя создать одну карту неба на все времена.

We have to map the sky multiple times.

Необходимо постоянно картографировать небо.

So in SDSS-V, we're going back to each part of the sky multiple times

В СЦНО-5 мы пересматриваем каждый участок неба по многу раз,

in order to see how these objects change over time.

чтобы отследить изменения по времени.

Because those changes in time encode the physics,

Потому что изменения по времени двигают физику вперёд,

and they encode how these objects are growing and changing.

помогая понять закономерности роста и изменений этих объектов.

Mow the sky.

«Прочёсывание» неба.

OK, let me just recap.

Подведём итоги.

Global survey, two hemispheres,

Глобальный обзор, два полушария,

five telescopes, 10 spectrographs, millions of objects, mow the sky,

пять телескопов, 10 спектрографов, миллионы объектов, «прочёсывание» неба,

creative army, robots, yeah.

армия креативщиков и роботов.

So you're thinking, "Wow.

Вы, наверное, думаете: «Круто!

She must have this industrial machine going,

С такой серьёзной аппаратурой

no room for the individual, curious, lone wolf genius," right?

наверняка нет нужды в любознательных гениях-самородках», верно?

And you'd be 100 percent wrong.

И будете абсолютно неправы.

Meet Hanny's Voorwerp.

Знакомьтесь — «Объект Ханни».

Hanny van Arkel was a Dutch schoolteacher

Учительница из Нидерландов Ханни ван Аркел,

who was analyzing the public versions of the SDSS data,

изучая общедоступную версию данных СЦНО,

when she found this incredibly rare type of object,

обнаружила этот невероятно редкий тип объекта,

which is now a subject of major study.

который сейчас является предметом пристального внимания учёных.

She was able to do this

Ей удалось это сделать,

because SDSS, since its beginning and by mandate from the Sloan Foundation,

благодаря тому, что СЦНО с самого начала и по поручению Фонда Слоана

has made its data both publicly available

сделал свои данные доступными

and usable to a broad range of audiences.

и пригодными для использования общественностью.

She's a citizen -- yeah, clap for that.

Она обыкновенный человек, поаплодируйте, пожалуйста, этому.

Clap for that.

Поаплодируйте, пожалуйста.

(Applause)

(Аплодисменты)

Hanny is a citizen scientist,

Ханни — исследователь-любитель,

or as I like to call them,

или, как я обычно таких называю, —

"citizen warriors."

«боец в гражданском».

And she shows that you don't have to be a fancy astrophysicist to participate.

Она доказала, что для участия не нужно быть выдающимся астрофизиком.

You just have to be curious.

Просто нужно быть любознательным.

A few years ago,

Несколько лет назад

my four-year-old asked, "Can moons have moons?"

мой четырёхлетний ребёнок спросил: «А у спутников могут быть спутники?»

And I set about to answer this question

И я задалась целью найти ответ на этот вопрос,

because even though many four-year-olds over all of time

потому что, хотя многие четырёхлетки

have probably asked this question,

наверняка постоянно задавали этот вопрос,

many experts, including myself, didn't know the answer.

масса экспертов, включая и меня, не знали на него ответ.

These are the moons in our solar system that can host hypothetical submoons.

В нашей Солнечной системе гипотетически могут быть спутники со спутниками.

And that just goes to show you that there are so many basic questions

Это говорит лишь о том, что существует очень много простых вопросов,

left to be understood.

на которые ещё предстоит найти ответы.

And this brings me to the most important point about SDSS.

И сейчас наступил момент, чтобы рассказать вам о сути СЦНО.

Because, yeah, the stars, the galaxies, the black holes, the robots --

Потому что, да, звёзды, галактики, чёрные дыры, роботы —

that's all super cool.

это всё суперкруто.

But the coolest thing of all

Но самая крутое это то,

is that eensy-weensy creatures on a rubble pile

что крохотные существа на куче щебня

around a totally average star in a totally average galaxy

вокруг абсолютно заурядной звезды в совершенно заурядной галактике

can win the battle to understand their world.

могут выиграть сражение, цель которого — понять их собственный мир.

Every dot in this video is a galaxy.

В этом видео каждая точка представляет галактику.

Every dot.

Каждая точка.

(Cheers) (Applause)

(Одобрительные возгласы) (Аплодисменты)

I'm showing here the number of galaxies

Я показываю то количество галактик,

that astronomers have mapped in large surveys since about 1980.

которое астрономы нанесли на карту примерно с 1980 года.

You can see SDSS kick in around Y2K.

Как видите, СЦНО появляется где-то в районе 2000 года.

If we stay on this line,

Если мы сохраним тенденцию, то уже к 2060 году

we will map every large galaxy in the observable universe by 2060.

нанесём на карту каждую большую галактику в наблюдаемой Вселенной.

Think about that.

Задумайтесь об этом.

Think about it: we've gone from arranging clamshells

Задумайтесь: мы прошли путь от моллюсков

to general relativity to SDSS in a few thousand years --

до теории относительности и СЦНО за несколько тысяч лет,

and if we hang on 40 more,

и если продержимся еще 40 лет,

we can map all the galaxies.

то нанесём на карту все галактики.

But we have to stay on the line.

Но для этого надо сохранить тенденцию.

Will that be our choice?

Каков будет наш выбор?

There are dark forces in this world

В этом мире есть тёмные силы,

that will rob our entire species of our right to understand our universe.

которые хотят отнять у нашего рода право понять Вселенную.

Don't be afraid of the dark.

Не бойтесь темноты.

Fight back.

Дайте ей отпор.

Join us.

Присоединяйтесь к нам.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)