What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

1.3 billion years ago,

1.3 พันล้านปีก่อน

in a distant, distant galaxy,

ในกาแล็กซีอันห่างไกล

two black holes locked into a spiral,

หลุมดำทั้งสองหมุนเป็นเกลียวเข้าหากัน

falling inexorably towards each other

ในแบบที่ไม่อาจหยุดยั้งได้

and collided,

และเข้าชนกัน

converting three Suns' worth of stuff

เปลี่ยนมวลที่มากพอ ๆ กับดวงอาทิตย์สามดวง

into pure energy in a tenth of a second.

เป็นพลังงานบริสุทธิ์ ในเวลาเพียงหนึ่งในสิบวินาที

For that brief moment in time,

ในช่วงเวลาเพียงเสี้ยววินาที

the glow was brighter than all the stars

แสงนั้นสว่างกว่าดวงดาวทั้งหมด

in all the galaxies

ในกาแล็กซีทั้งหมด

in all of the known Universe.

ในจักรวาลทั้งหมดที่เรารู้จัก

It was a very

มันเป็น

big

บิ๊กแบง

bang.

ที่ใหญ่มาก

But they didn't release their energy in light.

แต่พวกมันไม่ได้ปลดปล่อยพลังงานในรูปแบบแสง

I mean, you know, they're black holes.

ผมหมายถึง เพราะว่าพวกมันเป็นหลุมดำ

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

พลังงานทั้งหมดถูกส่งเข้าไปยังผืนอวกาศ และเวลาเอง

making the Universe explode in gravitational waves.

ทำให้จักรวาลระเบิดเป็นคลื่นความโน้มถ่วง

Let me give you a sense of the timescale at work here.

ให้ผมช่วยคุณทำความเข้าใจ เกี่ยวกับเรื่องอัตราส่วนของเวลานี้กัน

1.3 billion years ago,

1.3 ล้านปีก่อน

Earth had just managed to evolve multicellular life.

โลกเพิ่งมีวิวัฒนาการ ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

Since then, Earth has made and evolved

จากนั้น โลกได้สร้างและมีวิวัฒนาการ

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

ปะการัง ปลา พืช ไดโนเสาร์ ผู้คน และกระทั่ง -- โอ้พระเจ้า -- อินเทอร์เน็ต

And about 25 years ago,

และประมาณ 25 ปีก่อน

a particularly audacious set of people --

กลุ่มคนผู้กล้าหาญกลุ่มหนึ่ง

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

ไร ไวส์ แห่ง MIT คิป ธอร์น และโรนัล ดรีเวอร์ แห่ง Caltech --

decided that it would be really neat

ตัดสินใจว่ามันต้องเจ๋งแน่ ๆ

to build a giant laser detector

ถ้าจะสร้างตัวตรวจจับเลเซอร์ยักษ์

with which to search for the gravitational waves

เอาไว้ค้นหาคลื่นความโน้มถ่วง

from things like colliding black holes.

จากสิ่งที่ชนกันอย่างหลุมดำ

Now, most people thought they were nuts.

ทีนี้ คนส่วนใหญ่คิดว่าพวกเขาบ้า

But enough people realized that they were brilliant nuts

แต่ก็มีคนมากพอตระหนักว่า พวกเขาบ้าดี

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

จนองค์กรวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ ตัดสินใจให้ทุนกับความคิดเพี้ยน ๆ ของพวกเขา

So after decades of development,

ฉะนั้น หลังจากทศวรรษแห่งการพัฒนา

construction and imagination

การก่อสร้าง และจินตนาการ

and a breathtaking amount of hard work,

และการลงแรงมากมาย

they built their detector, called LIGO:

พวกเขาสร้างเครื่องตรวจจับที่เรียกว่า ไลโก (LIGO)

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง เลเซอร์ อินเทอร์ฟีโรมิเตอร์

For the last several years,

ตลอดสองสามปีที่ผ่านมา

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

LIGO ได้พัฒนาไปมากในเรื่องความแม่นยำ

a tremendous improvement in its detection ability.

และมีการพัฒนาไปอย่างมาก ในความสามารถการตรวจจับของมัน

It's now called Advanced LIGO as a result.

จากผลดังกล่าว ทำให้ตอนนี้ มันถูกเรียกว่า Advanced LIGO

In early September of 2015,

ช่วงต้นเดือนกันยายนค.ศ. 2015

LIGO turned on for a final test run

LIGO ถูกเดินเครื่องเพื่อการทดสอบครั้งสุดท้าย

while they sorted out a few lingering details.

ในขณะที่พวกเขาจัดการกับรายละเอียด ที่ตกค้างอยู่เล็ก ๆ น้อย ๆ

And on September 14 of 2015,

และในวันที่ 14 เดือนกันยายน ค.ศ. 2015

just days after the detector had gone live,

ไม่กี่วันหลังจากที่มันถูกใช้งาน

the gravitational waves from those colliding black holes

คลื่นความโน้มถ่วงจากการชนกันของหลุมดำ

passed through the Earth.

ก็ถูกส่งมายังโลก

And they passed through you and me.

และพวกมันก็ผ่านคุณและผม

And they passed through the detector.

และพวกมันก็ผ่านมายังตัวตรวจจับ

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

(เสียง) สก๊อต ฮิวส์: มีอยู่สองครั้งในชีวิต

more emotionally intense than that.

ที่มันสะเทือนอารมณ์ไปมากกว่านี้

One is the birth of my daughter.

คือตอนที่ลูกสาวของผมเกิดมา

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

อีกครั้งคือตอนที่ผมต้องบอกลา พ่อของผม ที่กำลังป่วยหนัก

You know, it was the payoff of my career, basically.

รู้ไหมครับ งานของผม มันได้ผลิดอกออกผลแล้วจริง ๆ ครับ

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

ทุกอย่างที่ผมได้ทำมา -- มันไม่เป็น นิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไปแล้ว (เสียงหัวเราะ)

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

อลัน อดัมส์: นั่นคือเพื่อนรักของผม และผู้ประสานงาน สก๊อต ฮิวส์

a theoretical physicist at MIT,

นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่ MIT

who has been studying gravitational waves from black holes

ผู้ทำการศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงจากหลุมดำ

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

และสัญญาณที่พวกเขาสามารถจำแนกได้ จากหอสังเกตการณ์อย่าง LIGO

for the past 23 years.

มาตลอด 23 ปี

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

ให้ผมเล่าให้คุณฟังสั้น ๆ ว่าคลื่นความโน้มถ่วงหมายถึงอะไร

A gravitational wave is a ripple

คลื่นความโน้มถ่วงเป็นระลอกคลื่น

in the shape of space and time.

ในรูปแบบของพื้นที่และเวลา

As the wave passes by,

เมื่อคลื่นผ่านไป

it stretches space and everything in it

มันยืดพื้นที่และทุกอย่างที่อยู่ในนั้น

in one direction,

ในหนึ่งมิติ

and compresses it in the other.

และอัดมิติอื่น ๆ

This has led to countless instructors of general relativity

สิ่งนี้ทำให้บรรดาครูบาอาจารย์ ที่สอนเรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

เต้นแร้งเต้นกาเพื่อสาธิตเรื่อง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในห้องเรียน

"It stretches and expands, it stretches and expands."

"มันยืดและมันขยาย มันยืดและมันขยาย"

So the trouble with gravitational waves

ปัญหาสำหรับคลื่นความโน้มถ่วงก็คือ

is that they're very weak; they're preposterously weak.

พวกมันอ่อนมาก อ่อนอย่างสุด ๆ

For example, the waves that hit us on September 14 --

ยกตัวอย่างเช่น คลื่นที่กระทบเรา ในวันที่ 14 กันยายน --

and yes, every single one of you stretched and compressed

และครับ พวกคุณทุกคนถูกยืดและอัด

under the action of that wave --

ภายใต้การกระทำของคลื่นนี้ --

when the waves hit, they stretched the average person

เมื่อมันเข้ากระทบพวกมันยึดคนปกติ

by one part in 10 to the 21.

ให้ยาวออกหนึ่งส่วนใน 10 ยกกำลัง 21

That's a decimal place, 20 zeroes,

นั่นมีศูนย์อยู่หลังทศนิยม 20 ตัว

and a one.

ก่อนถึงเลขหนึ่ง

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

และทำไมทุกคนคิดว่าคนที่ LIGO บ้า

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

แค่เครื่องตรวจจับเลเซอร์ยาวห้ากิโลเมตร -- นั่นก็เพี้ยนพออยู่แล้ว --

they would have to measure the length of those detectors

พวกเขาจะต้องวัดความยาว ของเครื่องตรวจจับเหล่านั้น

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

ที่น้อยกว่าหนึ่งในพันของรัศมีของนิวเคลียส

of an atom.

ของอะตอม

And that's preposterous.

และมันจึงเป็นเรื่องจิปะถะมาก ๆ

So towards the end of his classic text on gravity,

ในช่วงท้าย ๆ ของข้อความอมตะของเขา เกี่ยวกับความโน้มถ่วง

LIGO co-founder Kip Thorne

คิป ธอร์น ผู่ร่วมก่อตั้ง LIGO

described the hunt for gravitational waves as follows:

อธิบายการตามล่าหาคลื่นความโน้มถ่วง ดังต่อไปนี้

He said, "The technical difficulties to be surmounted

เขากล่าวว่า "ความยากทางเทคนิค ที่จะเอาชนะ

in constructing such detectors

ในการสร้างเครื่องตรวจจับดังกล่าวได้นั้น

are enormous.

ยิ่งใหญ่มาก

But physicists are ingenious,

แต่นักฟิสิกส์นั้นชาญฉลาด

and with the support of a broad lay public,

และด้วยการสนับสนุน จากสาธารณะชนหลายแขนง

all obstacles will surely be overcome."

อุปสรรคต่าง ๆ ก็จะถูกเอาชนะได้อย่างแน่นอน"

Thorne published that in 1973,

ธอร์น ตีพิมพ์เอาไว้ในปี ค.ศ. 1973

42 years before he succeeded.

42 ปีก่อนที่เขาจะประสบความสำเร็จ

Now, coming back to LIGO,

ตอนนี้ กลับมาที่ LIGO

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

สก๊อต ชอบบอกว่า LIGO ทำหน้าที่เหมือนหู

more than it does like an eye.

มากกว่าจะเป็นตา

I want to explain what that means.

ผมอยากจะอธิบายว่านั่นหมายความว่าอย่างไร

Visible light has a wavelength, a size,

แสงที่เรามองเห็นมีความยาวคลื่น มีขนาด

that's much smaller than the things around you,

ที่เล็กกว่าสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ตัวคุณมาก

the features on people's faces,

ส่วนต่าง ๆ บนหน้าของมนุษย์

the size of your cell phone.

ขนาดโทรศัพท์มือถือของุคุณ

And that's really useful,

และนั่นก็มีประโยชน์มาก

because it lets you make an image or a map of the things around you,

เพราะว่ามันทำให้คุณสร้างภาพและแผนผัง ของสิ่งต่าง ๆ รอบตัวคุณได้

by looking at the light coming from different spots

โดยการมองไปที่แสดงที่มาจากจุดต่าง ๆ

in the scene about you.

ในฉากรอบ ๆ ตัวคุณ

Sound is different.

เสียงนั้นต่างออกไป

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

เสียงที่เราได้ยินมีความยาวคลื่น ที่สามารถสูงได้ถึง 50 ฟุต

And that makes it really difficult --

และนั่นทำให้มันยากมาก --

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

อันที่จริง ในทางปฏิบัติแล้ว เป็นไปไม่ได้ -- ที่จะสร้างภาพ

of something you really care about.

หรืออะไรบางอยางที่คุณจะสนใจ

Your child's face.

รูปหน้าลูกของคุณ

Instead, we use sound to listen for features like pitch

แทนที่จะเป็นเช่นนั้น เราใช้เสียงเพื่อฟังส่วนต่าง ๆ เช่น ระดับ

and tone and rhythm and volume

และคุณภาพเสียง และจังหวะ และความดัง

to infer a story behind the sounds.

เพื่อตีความเรื่องราวที่อยู่เบื้องหลังเสียง

That's Alice talking.

ที่อลิสกำลังพูด

That's Bob interrupting.

ที่บ๊อบกำลังขัดคอ

Silly Bob.

เจ้าบ๊อบโง่

So, the same is true of gravitational waves.

ฉะนั้น มันเป็นเหมือนกัน สำหรับคลื่นความโน้มถ่วง

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

เราไม่สามารถทำให้มันสร้างภาพที่ง่าย ๆ ของสิ่งที่อยู่ในอวกาศได้

But by listening to changes

แต่ด้วยการฟังการเปลี่ยนแปลง

in the amplitude and frequency of those waves,

ในช่วงกว้างและความถี่ของคลื่นเหล่านี้

we can hear the story that those waves are telling.

เราสามารถได้ยินเรื่องราว ที่คลื่นเหล่านี้กำลังบอกเล่า

And at least for LIGO,

และอย่างน้อย สำหรับ LIGO

the frequencies that it can hear are in the audio band.

ความถี่ที่มันสามารถได้ยินอยู่ในช่วงการรับฟัง

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

ฉะนั้น ถ้าเราเปลี่ยนรูปแบบคลื่น ไปเป็นความดันคลื่นและอากาศ ไปเป็นเสียง

we can literally hear the Universe speaking to us.

เราสามารถได้ยินจักรวาลพูดกับเราได้

For example, listening to gravity, just in this way,

ยกตัวอย่างเช่น ฟังความโน้มถ่วงด้วยวิธีนี้

can tell us a lot about the collision of two black holes,

สามารถบอกเราได้มากมาย เกี่ยวกับการชนกันของหลุมดำทั้งสอง

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

บางอย่างที่สก๊อตเพื่อนร่วมงานของผม ใช้เวลามากมายครุ่นคิดเกี่ยวกับมัน

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

(เสียง) สก๊อต: ถ้าหลุมดำทั้งสองไม่หมุน

you get a very simple chirp: whoop!

คุณจะได้การชนแบบธรรมดา: วู๊บ

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

ถ้ามวลทั้งสองกำลังหมุนอย่างรวดเร็ว ผมจะได้การชนแบบเดียวกัน

but with a modulation on top of it,

แต่มีกระบวนการผสมคลื่นสัญญาณด้วย

so it kind of goes: whir, whir, whir!

มันก็จะออกมาแบบ: หึ่ง หึ่ง หึ่ง

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

มันเหมือนกับคำศัพท์เกี่ยวกับการหมุน ถูกฝังอยู่ในรูปแบบของคลื่น

AA: So on September 14, 2015,

อลัน: ฉะนั้น ในวันที่ 14 กันยายน ค.ศ. 2015

a date that's definitely going to live in my memory,

วันที่ผมจะจดจำเอาไว้ในความทรงจำ

LIGO heard this:

LIGO ได้ยินสิ่งนี้

[Whirring sound]

[เสียงหึ่ง ๆ]

So if you know how to listen, that is the sound of --

และถ้าคุณรู้ว่าจะต้องฟังอย่างไรแล้วล่ะก็ นั่นคือเสียงของ --

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

(เสียง) สก๊อต: ... หลุมดำทั้งสอง แต่ละอันมีมวลเท่ากับดาวฤกษ์สัก 30 ดวง

that were whirling around at a rate

ที่กำลังหมุนอยู่ที่อัตรา

comparable to what goes on in your blender.

ที่เทียบเท่ากับ สิ่งที่เกิดขึ้นในเครื่องปั่นของคุณ

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

อลัน: มันน่าลองมาคิดดูนะครับ ว่านั่นหมายความว่าอย่างไร

Two black holes, the densest thing in the Universe,

หลุมดำทั้งสอง สิ่งที่มีความหนาแน่น มากที่สุดในจักรวาล

one with a mass of 29 Suns

หนึ่งหลุมดำมีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์ 29 ดวง

and one with a mass of 36 Suns,

และอีกหลุมดำหนึ่งมีมวลเท่ากับ ดวงอาทิตย์ 36 ดวง

whirling around each other 100 times per second

หมุนไปรอบ ๆ กันและกันร้อยครั้งต่อวินาที

before they collide.

ก่อนที่พวกมันจะชนกัน

Just imagine the power of that.

ลองนึกถึงพลังของมันสิครับ

It's fantastic.

มันยอดมาก

And we know it because we heard it.

และเรารู้เพราะว่าเราได้ยินมัน

That's the lasting importance of LIGO.

นั่นเป็นความสำคัญอันยืนยงของ LIGO

It's an entirely new way to observe the Universe

มันเป็นวิธีการใหม่ในการสังเกตจักรวาล

that we've never had before.

ที่เราไม่เคยมีมาก่อน

It's a way that lets us hear the Universe

มันเป็นวิธีที่ทำให้เราได้ยินจักรวาล

and hear the invisible.

และได้ยินสิ่งที่มองไม่เห็น

And there's a lot out there that we can't see --

และมีอะไรอีกมากมายที่เรามองไม่เห็น --

in practice or even in principle.

ในทางทฤษฎีหรือทางปฏิบัติ

So supernova, for example:

ยกตัวอย่างเช่น ซุปเปอร์โนวา

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

ผมอยากที่จะรู้ว่าทำไมดาวที่ใหญ่มาก ๆ จึงระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา

They're very useful;

พวกมันมีประโยชน์มาก

we've learned a lot about the Universe from them.

พวกเราได้เรียนรู้มากมาย เกี่ยวกับจักรวาลจากพวกมัน

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

ปัญหาก็คือ ฟิสิกส์ที่น่าสนใจทั้งหมด เกิดขึ้นในแกนกลาง

and the core is hidden behind thousands of kilometers

และแกนกลางนี้เองถูกซ่อนอยู่ หลังเหล็ก และคาร์บอน และซิลิคอน

of iron and carbon and silicon.

เป็นพัน ๆ กิโลเมตร

We'll never see through it, it's opaque to light.

พวกเราไม่อาจมองทะลุผ่านมันไปได้ มันทึบแสง

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

คลื่นความโน้มถ่วงผ่านเหล็ก ราวกับว่ามันเป็นกระจก --

totally transparent.

ที่โปร่งใส

The Big Bang: I would love to be able to explore

บิ๊กแบง: ผมอยากที่จะสำรวจ

the first few moments of the Universe,

วินาทีแรก ๆ ในจักรวาล

but we'll never see them,

แต่ผมคงจะไปดูมันไม่ได้

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

เพราะว่าบิ๊กแบงเองนั้น ถูกบดบังโดยการเปล่งแสงของมันเอง

With gravitational waves,

ด้วยคลื่นความโน้มถ่วง

we should be able to see all the way back to the beginning.

พวกเราควรที่จะสามารถเห็นมัน ย้อนกับไปที่จุดเริ่มต้น

Perhaps most importantly,

บางที สิ่งที่สำคัญที่สุด

I'm positive that there are things out there

ผมมองโลกในแง่ดีนะครับ

that we've never seen

คือเราไม่เคยเห็น

that we may never be able to see

สิ่งที่เราไม่สามารถเห็นได้มาก่อน

and that we haven't even imagined --

และสิ่งที่เราไม่เคยจะจินตนาการถึง

things that we'll only discover by listening.

สิ่งที่เราจะค้นพบได้ก็ต่อเมื่อฟัง

And in fact, even in that very first event,

และอันที่จริง แม้แต่ในเหตุการณ์แรก

LIGO found things that we didn't expect.

LIGO พบสิ่งที่เราไม่คาดคิด

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

นี่คือเพื่อนร่วมงานของผม และหนึ่งในสมาชิก คนสำคัญของความร่วมมือกับ LIGO

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

แมทท์ อีเวนส์ เพื่อนร่วมงานของผมที่ MIT กล่าวเอาไว้ว่า

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

(เสียง) แมทท์ อีเวนส์: ชนิดของดวงดาว ซึ่งสร้างหลุมดำ

that we observed here

ที่เราสังเกตอยู่นี้

are the dinosaurs of the Universe.

คือไดโนเสาร์แห่งจักรวาล

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

พวกมันคือสิ่งที่มีขนาดใหญ่ ที่มีอายุมาก แห่งยุคก่อนประวัติศาสตร์

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

และหลุมดำก็เป็นเหมือนกระดูกไดโนเสาร์

with which we do this archeology.

ทางโบราณคดีสำหรับเรา

So it lets us really get a whole nother angle

มันทำให้เราได้มุมมองที่เหนือกว่า

on what's out there in the Universe

สำหรับสิ่งที่อยู่ในจักรวาล

and how the stars came to be, and in the end, of course,

และการที่ดาวถือกำเนิด และแน่ล่ะ ในตอนจบด้วย

how we came to be out of this whole mess.

เราเกิดขึ้นจากความยุ่งเหยิงนั่นได้อย่างไร

AA: Our challenge now

อลัน: ความท้าทายตอนนี้

is to be as audacious as possible.

คือกล้าบ้าบิ่นให้มากที่สุด

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

ต้องขอของคุณ LIGO เรารู้ว่าจะสร้าง เครื่องตรวจจับที่ยอดเยี่ยม

that can listen to the Universe,

ที่จะสามารถฟังจักรวาล

to the rustle and the chirp of the cosmos.

ฟังเสียงกร๊อบแกร๊บและจุกจิก ของอวกาศ

Our job is to dream up and build new observatories --

หน้าที่ของเราคือฝัน และสร้างหอสังเกตการณ์ใหม่

a whole new generation of observatories --

รูปแบบใหม่ของหอสังเกตการณ์

on the ground, in space.

บนภาคพื้นดิน ในอวกาศ

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

ผมหมายถึง อะไรที่จะอลังการไปกว่า การฟังเสียงบิ๊กแบงเสียเอง

Our job now is to dream big.

หน้าที่ของเราคือฝันให้ไกล

Dream with us.

ฝันไปกับเราสิครับ

Thank you.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)