كيف يمكنك مراقبة شيئاً لا يمكنك رؤيته؟ هذا سؤال اساسي لأي شخص مهتم بالبحث عن و دراسة الثقوب السوداء لان الثقوب السوداء هي أجسام ذات قوة جاذبية هائلة بحيث أن لا شيئ يمكنه الهروب منها، بما في ذلك الضوء لذلك لا يمكنك رؤيته مباشرة
How do you observe something you can't see? This is the basic question of somebody who's interested in finding and studying black holes. Because black holes are objects whose pull of gravity is so intense that nothing can escape it, not even light, so you can't see it directly.
لذلك فإن قصتي اليوم عن الثقوب السوداء هي عن ثقب أسود محدد أنا مهتمة في ايجاد ما إذا كان هناك حقاً جسم هائل أم لا، ذلك الذي ندعوه ثقب أسود "فائق الكتلة" في مركز مجرتنا و السبب بأهمية ذلك أنه يعطينا فرصة لاثبات فيما اذا كانت هذه الاجسام الشاذة موجودة حقاً و ثانياً، ذلك يعطينا الفرصة لفهم كيف أن هذه الثقوب السوداء الضخمة تتفاعل مع ما يحيطها و لفهم كيف يؤثرون في التشكيل و التطور للمجرات التي تسكنها
So, my story today about black holes is about one particular black hole. I'm interested in finding whether or not there is a really massive, what we like to call "supermassive" black hole at the center of our galaxy. And the reason this is interesting is that it gives us an opportunity to prove whether or not these exotic objects really exist. And second, it gives us the opportunity to understand how these supermassive black holes interact with their environment, and to understand how they affect the formation and evolution of the galaxies which they reside in.
لذلك، لنبدأ نحتاج لفهم ما هو الثقب الأسود بحيث نستطيع فهم اثبات الثقب الأسود لذلك، ما هو الثقب الأسود؟ حسناً، بطرق عديدة الثقب اأسود هو جسم بسيط بشكل لا يصدق لوجود ثلاث خصائص فقط تستطيع أن تصفها: الكتلة الدوران، و الشحنة و سأقوم بالتحدث عن الكتلة فقط لذلك و من هذا المفهوم، انه جسم بسيط جداً و لكن من منطلق آخر، انه جسم معقد جداً نحتاج بشكل نسبي لفيزياء شاذة لوصفه و في بعض الاعتبارات انهيار الفيزياء التي نفهمها عن الكون
So, to begin with, we need to understand what a black hole is so we can understand the proof of a black hole. So, what is a black hole? Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object, because there are only three characteristics that you can describe: the mass, the spin, and the charge. And I'm going to only talk about the mass. So, in that sense, it's a very simple object. But in another sense, it's an incredibly complicated object that we need relatively exotic physics to describe, and in some sense represents the breakdown of our physical understanding of the universe.
و لكن اليوم، الطريقة الي أريدكم ان تفهموا لثقب الاسود لاثبات الثقب الاسود هي بالتفكير به كجسم كتلته محصورة بحجم يساوي الصفر لذلك و بغض النظر عن الحقيقة التي سأتحدث معكم عن جسم هائل الكتلة و سأصل لما يعنيه حقيقةً في خلال دقيقة انه لايملك حجم محدد لذلك هذا شيئ مخادع
But today, the way I want you to understand a black hole, for the proof of a black hole, is to think of it as an object whose mass is confined to zero volume. So, despite the fact that I'm going to talk to you about an object that's supermassive, and I'm going to get to what that really means in a moment, it has no finite size. So, this is a little tricky.
و لكن لحسن الحظ هناك حجم محدد يمكنك رؤيته و هو يدعى بشعاع (قطر) شوارزشيلد و سمي بذلك باسم الشخص الذي لاحظ لماذا كان هذا الشعاع مهم انه شعاع تخيلي و ليس حقيقي، الثقب الاسود لا يملك أبعاد لذا، لما هو مهم لهذه الدرجة؟ انه مهم لأنه يخبرنا بأن كل جسم بإمكانه أن يكون ثقباً أسوداً ذلك يعني أنت، جارك، هاتفك المحمول المرج يمكن أن تصبحوا ثقباً أسود اذا أمكنك اكتشاف كيف تضغطه الى حجم شعاع شوارزشيلد
But fortunately there is a finite size that you can see, and that's known as the Schwarzschild radius. And that's named after the guy who recognized why it was such an important radius. This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size. So why is it so important? It's important because it tells us that any object can become a black hole. That means you, your neighbor, your cellphone, the auditorium can become a black hole if you can figure out how to compress it down to the size of the Schwarzschild radius.
عند تلك النقطة، ما الذي سيحدث؟ عند تلك النقطة الجاذبية تفوز الجاذبية تفوز على جميع القوى الأخرى المعروفة و يجبر الجسم على الاستمرار بالانهيار الى جسم لا متناهي الصغر و عندها يكون ثقباً أسودا لذلك، اذا ضغطت الكرة الأرضية الى حجم مكعب سكر ستصبح ثقباً أسوداً لأن حجم مكعب السكر هو شعاع شوارزشيلد
At that point, what's going to happen? At that point gravity wins. Gravity wins over all other known forces. And the object is forced to continue to collapse to an infinitely small object. And then it's a black hole. So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube, it would become a black hole, because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.
الآن، المفتاح هنا هو اكتشاف ما هو شعاع شوارزشيلد و تبين أن ذلك حقيقةً شيئ سهل التحديد للغاية انه يعتمد فقط على كتلة الجسم الاجسام الأكبرلها شعاعات شوارزشيلد أكبر الاجسام الاصغر لها شعاعات شوارزشيلد أصغر لذا، اذا اخذنا الشمس و ضغطناها لحجم جامعة أوكسفورد ستصبح ثقباً أسوداً
Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is. And it turns out that it's actually pretty simple to figure out. It depends only on the mass of the object. Bigger objects have bigger Schwarzschild radii. Smaller objects have smaller Schwarzschild radii. So, if I were to take the sun and compress it down to the scale of the University of Oxford, it would become a black hole.
اذاً نحن نعرف الآن ما هو شعاع شوارزشيلد و هو حقيقةً مفهوم مفيد جداً لأنه لا يخبرنا فقط متى سيتشكل الثقب الاسود ولكن سيعطينا المفتاح الأساسي لاثبات الثقب الأسود اريد فقط شيئين اريد أن أفهم كتلة الجسم الذي ادعي بكونه ثقباً أسوداً و ما هو شعاع شوارزشيلد خاصته و كون الكتلة تحدد شعاع شوارزشيلد هنالك شيئ واحد فقط اريد ان أعرفه حقاً
So, now we know what a Schwarzschild radius is. And it's actually quite a useful concept, because it tells us not only when a black hole will form, but it also gives us the key elements for the proof of a black hole. I only need two things. I need to understand the mass of the object I'm claiming is a black hole, and what its Schwarzschild radius is. And since the mass determines the Schwarzschild radius, there is actually only one thing I really need to know.
لذا، عملي من اقناعكم ان هنالك ثقباً أسود ان أظهر ان هناك جسماً ما محصور ضمن شعاع شوارزشيلد و عملكم اليوم أن تكونوا شكاكين حسناً، سأتحدث عن الثقب الأسود الاعتيادي سأتحدث عن الثقب الأسود فائق الكتلة
So, my job in convincing you that there is a black hole is to show that there is some object that's confined to within its Schwarzschild radius. And your job today is to be skeptical. Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole; I'm going to talk about supermassive black holes.
لذا، سأقول بضعة كلمات عن ماهية الثقب الأسود الاعتيلدي كما لو أنه هناك شيئ يدعى ثقب أسود اعتيادي الثقب الاسود الاعتيادي اعتبر على أنه نهاية حالة حياة نجم ضخم حقيقي لذلك اذا بدأت حياة نجم بكتلة أضخم من كتلة الشمس بالأفول سينهي حياته بانفجار و يترك خلفه بقايا تلك المستعرات النجمية التي نراها هنا و داخل بقايا تلك المستعرات النجمية سيكون هناك ثقبا أسود صغير بكتلة أكبر بقليل من ثلاث أضعاف كتلة الشمس علي المقياس الفلكي ذلك ثقب أسود صغير جداً
So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is, as if there could be such a thing as an ordinary black hole. An ordinary black hole is thought to be the end state of a really massive star's life. So, if a star starts its life off with much more mass than the mass of the Sun, it's going to end its life by exploding and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here. And inside that supernova remnant is going to be a little black hole that has a mass roughly three times the mass of the Sun. On an astronomical scale that's a very small black hole.
و الآن ما أود الحديث عنه هو الثقوب السوداء فائقة الكتلة و الثقوب السوداء فائقة الكتلة اعتبرت انها تستوطن مركز المجرات هذه صورة جميلة مأخوذة بواسطة تلسكوب هابل تظهر لكم أن المجرات تأتي بكل الأشكال و الأحجام هناك الكبيرة و هناك الصغيرة و تقريباً كل جسم في تلك الصورة هناك هو مجرة و هناك لولب جميل جداً في الزاوية العلوية اليسرى و هناك مائة بليون نجم في تلك المجرة فقط لاعطيكم الاحساس بالحجم و كل الضوء الذي ترونه من مجرة تقليدية مثل المجرات التي نرى هنا يأتي من ضوء النجوم لذلك نرى المجرة بسبب ضوء النجوم
Now, what I want to talk about are the supermassive black holes. And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies. And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope shows you that galaxies come in all shapes and sizes. There are big ones. There are little ones. Almost every object in that picture there is a galaxy. And there is a very nice spiral up in the upper left. And there are a hundred billion stars in that galaxy, just to give you a sense of scale. And all the light that we see from a typical galaxy, which is the kind of galaxies that we're seeing here, comes from the light from the stars. So, we see the galaxy because of the star light.
الآن هناك قليل من المجرات الشاذة بشكل نسبي احب ان اسميهم السيدة الاولى في عالم المجرات لأنهم نوعاً ما يستعرضون و ندعوهم نوى المجرات النشطة و ندعوهم كذلك بسبب نواتهم أو مركزهم كونه ناشط جداً لذلك، عند المركز، هناك حقاً يأتي منه معظم ضوء النجوم و للآن ما تراه فعلاً هو ضوء لا يمكن وصفه بضوء النجوم انه عالي الطاقة بطبيعته في الحقيقة، بأمثلة قليلة انه يشبه ما نراه هنا و هناك أيضاً دفقات تنبعث من المركز ثانيةً، مصدر طاقة عصي عن التفسير اذا كنت تظن ان المجرات مؤلفة من نجوم
Now, there are a few relatively exotic galaxies. I like to call these the prima donna of the galaxy world, because they are kind of show offs. And we call them active galactic nuclei. And we call them that because their nucleus, or their center, are very active. So, at the center there, that's actually where most of the starlight comes out from. And yet, what we actually see is light that can't be explained by the starlight. It's way more energetic. In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here. There are also jets emanating out from the center. Again, a source of energy that's very difficult to explain if you just think that galaxies are composed of stars.
لذلك ما فكر فيه الناس انه ربما هناك ثقوب سوداء فائقة الكتلة بحيث تسقط المادة فيها لذلك لا يمكنك رؤية الثقب الاسود نفسه ولكن يمكن ان تحول الطاقة الجاذبة للثقب الاسود لضوء يمكنك رؤيته لذلك هناك اعتقاد انه ربما الثقوب السوداء فائقة الكتلة تتواجد بمراكز المجرات و لكن ذلك نوع من المجادلة الغير مباشرة
So, what people have thought is that perhaps there are supermassive black holes which matter is falling on to. So, you can't see the black hole itself, but you can convert the gravitational energy of the black hole into the light we see. So, there is the thought that maybe supermassive black holes exist at the center of galaxies. But it's a kind of indirect argument.
ومع هذا، انه يعطي دفعة لنظرية انه لربما ليس فقط السيدات الأول تلك التي تملك ثقوب سوداء فائقة الكتلة و لكن كل المجرات لربما تستضيف تلك الثقوب السوداء الفائقة في مراكزها و اذا كانت تلك هي القضية -- و هذا مثال عن مجرة عادية ما نراه هو ضوء النجوم و اذا كان هناك ثقب أسود فائق الكتلة ما نريد افتراضه انه ثقب اسود في حالة حمبة لأن تلك هي الطريقة لاخماد ظاهرة الطاقة التي نرى في نواة المجرة النشطة
Nonetheless, it's given rise to the notion that maybe it's not just these prima donnas that have these supermassive black holes, but rather all galaxies might harbor these supermassive black holes at their centers. And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy; what we see is the star light. And if there is a supermassive black hole, what we need to assume is that it's a black hole on a diet. Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see in active galactic nuclei.
اذا كنا سنبحث عن تلك الثقوب السوداء الشبح في مركز المجرات المكان الأفضل للبحث هو في مجرتنا، درب التبانة و هذه صورة عريضة مأخوذة لمركز درب التبانة و ما نراه هو خط النجوم وهذا بسبب ان المجرة التي نعيش فيها مسطحة على شكل قرص و نعيش في منتصفها، لذلك عندما ننظر للمركز نرى منبسط يبين انبساط مجرتنا او خط يحدد انبساط مجرتنا
If we're going to look for these stealth black holes at the center of galaxies, the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way. And this is a wide field picture taken of the center of the Milky Way. And what we see is a line of stars. And that is because we live in a galaxy which has a flattened, disk-like structure. And we live in the middle of it, so when we look towards the center, we see this plane which defines the plane of the galaxy, or line that defines the plane of the galaxy.
الآن، الميزة من دراسة مجرتنا ببساطة هي انها المثال الأقرب لمركز مجرة يمكن لنا الحصول عليها أبداً، لأن المجرة التالية الاقرب هي١٠٠ مرة أبعد لذلك يمكن رؤية تفاصيل أكثر في مجرتنا عن أي مكان آخر و كما سترون في دقيقة، قابلية رؤية التفاصيل هو المفتاح لهذه التجربة
Now, the advantage of studying our own galaxy is it's simply the closest example of the center of a galaxy that we're ever going to have, because the next closest galaxy is 100 times further away. So, we can see far more detail in our galaxy than anyplace else. And as you'll see in a moment, the ability to see detail is key to this experiment.
لذا، كيف يثبت علماء الفضاء أن هناك كثير من الكتلة في داخل حيز صغير؟ حيث أنه العمل الذي ينبغي أن أريه اليوم و الأداة التي نستخدمها هي مراقبة طريقة دوران النجوم في مدار الثقب الأسود ستدور النجوم في مسار الثقب الأسود بنفس الطريقة التي تدور الكواكب حول الشمس انها القوة الجاذبة التي تجعل الأشياء تشكل مدارات. اذا لم يكن هناك أجسام ضخمة ستذهب هذه الاجسام مبتعدة أو على الأقل ستسير بمعدل أبطأ بكثير لأن ما يحدد دورانهم هو كمية الكتلة الموجودة في مدارهم
So, how do astronomers prove that there is a lot of mass inside a small volume? Which is the job that I have to show you today. And the tool that we use is to watch the way stars orbit the black hole. Stars will orbit the black hole in the very same way that planets orbit the sun. It's the gravitational pull that makes these things orbit. If there were no massive objects these things would go flying off, or at least go at a much slower rate because all that determines how they go around is how much mass is inside its orbit.
لذلك، هذا رائع، لأن عملي اذا تذكرت هو لأري أن هناك الكثير من المادة في حيز صغير لذا، كنت أعرف سرعة الدوران، فسأعرف الكتلة و إذا عرفت مقياس المدار فسأعرف قطره لذا، اريد رؤية النجوم القريبة من مركز المجرة بقدر الامكان لأني اريد أن أري الكتلة داخل منطقة صغيرة قدر الامكان لذلك، هذا يعني أن أرى الكثير من التفاصيل و هذا هو سبب استخدامنا لهذه التجربة أكبر منظار في العالم
So, this is great, because remember my job is to show there is a lot of mass inside a small volume. So, if I know how fast it goes around, I know the mass. And if I know the scale of the orbit I know the radius. So, I want to see the stars that are as close to the center of the galaxy as possible. Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible. So, this means that I want to see a lot of detail. And that's the reason that for this experiment we've used the world's largest telescope.
انه مرصد كيك. الذي يأوي منظارين بمرآة قطرها ١٠ أمتار، الذي تقريباً أبعاد حلبة التنس الآن، هذا رائع لأن الحملة بالتلسكوبات الكبيرة تعد بأن كلما كبر المنظار، كلما أمكننا رؤية تفاصل أدق لكن وجدنا أن هذه التلسكوبات، أو أي تلسكوب على الأرض لديه تحدي صغير لاضطلاع بهذا الوعد و هو بسبب الغلاف الجوي الغلاف الجوي عظيم لنا، أنه يمكنّنا من النجاة على سطح الأرض و لكنه يشكل تحدياً نسبياً للفلكيين الذين يودون النظر عبر الجو للمصادر الفلكية
This is the Keck observatory. It hosts two telescopes with a mirror 10 meters, which is roughly the diameter of a tennis court. Now, this is wonderful, because the campaign promise of large telescopes is that is that the bigger the telescope, the smaller the detail that we can see. But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise. And that is because of the atmosphere. Atmosphere is great for us; it allows us to survive here on Earth. But it's relatively challenging for astronomers who want to look through the atmosphere to astronomical sources.
لذا، لاعطائكم معنى ذلك بشكل حسي انه كالنظر لحصاة في قاع جدول النظر لحصاة في قاع جدول، و الجدول يتحرك و يموج بشكل دائم، و هذا يجعل من الصعب جداً رؤية الحصاة في القاع و بشكل مشابه جداً بنفس الطريقة، انه لمن الصعب جداً رؤية المصادر الفلكية، بسبب الغلاف الجوي الذي يترك بشكل دائم
So, to give you a sense of what this is like, it's actually like looking at a pebble at the bottom of a stream. Looking at the pebble on the bottom of the stream, the stream is continuously moving and turbulent, and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream. Very much in the same way, it's very difficult to see astronomical sources, because of the atmosphere that's continuously moving by.
لذا، قضيت الكثير في مهنتي في العمل على طرق لتصحيح الجو، ليعطينا منظراً أوضح و هذا يعطينا تقريباً معامل بحدود ٢٠ و أظن أن كل ما يمكنكم الموافقة عليه أنه إذا كان بإمكاننا ايجاد كيف يمكن تحسين الحياة بمعامل ٢٠ لربما طورنا نمط حياتنا بشكل كبير لنقل راتبك، يمكنك ملاحظته، أو أولادك
So, I've spent a lot of my career working on ways to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view. And that buys us about a factor of 20. And I think all of you can agree that if you can figure out how to improve life by a factor of 20, you've probably improved your lifestyle by a lot, say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.
و هذا الفلم يريكم مثال عن التقنيات المستخدمة، المدعوة البصريات المتكيفة انكم تشاهدون فلماً يدور حول مثال عما سترونه اذا لم تستخدم تلك التقنيات بكلمات أخرى، صورة ترينا النجوم و الصندوق متمركز في مركز المجرة حيث نعتقد بوجود الثقب الأسود لذلك، بدون هذه التقنية لايمكننا رؤية النجوم و بهذه التقنية فجأة اصبحت تراها تلك التقنية تعمل بعرض مرآة في نظام التلسكوب البصري ذلك يعدل بشكل دائم لمواجهة ما يعمله الجو لك لذا، انها تشبه نظارات جميله لمنظارك
And this animation here shows you one example of the techniques that we use, called adaptive optics. You're seeing an animation that goes between an example of what you would see if you don't use this technique -- in other words, just a picture that shows the stars -- and the box is centered on the center of the galaxy, where we think the black hole is. So, without this technology you can't see the stars. With this technology all of a sudden you can see it. This technology works by introducing a mirror into the telescope optics system that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you. So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.
الآن، في الشرائح القادمة، سأقوم فقط بالتركيز على المربع الصغير هناك لذلك سنقوم بالنظر الى النجوم في ذلك المربع الصغير فقط على الرغم من اننا نظرنا اليهم جميعاً لذا أود رؤية كيف تحركت تلك الأشياء و خلال مدة هذه التجربة تحركت هذه النجوم بمقدار هائل و كنا نقوم بهذه التجربة لـ ١٥ عام و نرى النجوم تسير بكل الاتجاهات
Now, in the next few slides I'm just going to focus on that little square there. So, we're only going to look at the stars inside that small square, although we've looked at all of them. So, I want to see how these things have moved. And over the course of this experiment, these stars have moved a tremendous amount. So, we've been doing this experiment for 15 years, and we see the stars go all the way around.
و الآن معظم الفلكيين لديهم نجمهم المفضل و نجمي اليوم هو المسمى هناك، SO-2 بهو بشكل مطلق نجمي المفضل في العالم و ذلك لأنه يدور هناك فقط في١٥ عاماً و لجعلكم تحسون كم ذلك قصير تأخذ الشمس ٢٠٠ مليون سنة لتدور حول مركز المجرة و النجوم التي عرفناها من قبل القريبة من مركز المجرة بقدر الامكان تستغرق ٥٠٠ سنة و هذا النجم، يدور في غضون حياة المرء ذلك عميق بشكل
Now, most astronomers have a favorite star, and mine today is a star that's labeled up there, SO-2. Absolutely my favorite star in the world. And that's because it goes around in only 15 years. And to give you a sense of how short that is, the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy. Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy as possible, take 500 years. And this one, this one goes around in a human lifetime. That's kind of profound, in a way.
و لكنه المفتاح لتلك التجربة. يخبرني المدار كم من الكتلة داخل القطر الصغير جداً لذا نرى لاحقاً هنا الصورة التي اريكم قبل هذه التجربة حجم ما يحجز كتلة مركز المجرة ما نعلمه سابقاً انه كان اربعة ملايين مرة أكبر من كتلة الشمس في داخل تلك الدائرة و كما ترون، هناك الكثير من الاشياء الاخرى داخل الدائرة يمكنك رؤية العديد من النجوم لذا كان هناك الكثير من البدائل لفكرة كون هنالك ثقب أسود بالغ الكتلة في مركز المجرة لأنه يمكنكم وضع الكثير من الأشياء هناك
But it's the key to this experiment. The orbit tells me how much mass is inside a very small radius. So, next we see a picture here that shows you before this experiment the size to which we could confine the mass of the center of the galaxy. What we knew before is that there was four million times the mass of the sun inside that circle. And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle. You can see a lot of stars. So, there was actually lots of alternatives to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy, because you could put a lot of stuff in there.
ولكن في هذه التجربة حصرنا هذه الكتلة الضخمة في حجم أصغر 10 آلاف مرة أصغر و بسبب ذلك، كنا قادرين أن نري أن هناك ثقب أسود بالغ الكتلة لاعطائكم فكرة عن صغر حجمه انه حجم نظامنا الشمسي لذلك نحن نتكلم عن أربعة ملايين مرة حجم الشمس في ذلك الحجم الصغير
But with this experiment, we've confined that same mass to a much smaller volume that's 10,000 times smaller. And because of that, we've been able to show that there is a supermassive black hole there. To give you a sense of how small that size is, that's the size of our solar system. So, we're cramming four million times the mass of the sun into that small volume.
الآن الحقيقة في الاعلان اليس كذلك؟ اخبرتكم ان عملي ان اصغره لحجم شعاع شوارزشيلدز و الحقيقة انني لست هناك تماماً و لكن ليس لدينا بديل اليوم لنشرح ذلك التركيز في الكتلة و في الحقيقة، انه الدليل الأفضل لدينا لليوم في انه ليس وجود ثقب أسود بالغ الكتلة في مركز مجرتنا، بل في كامل كوننا لذا ما التالي؟ أنا أظن حقيقة انه جيد بقدر ما نعمله بتقنيتنا الحالية لذلك لنكمل في مسألتنا
Now, truth in advertising. Right? I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius. And the truth is, I'm not quite there. But we actually have no alternative today to explaining this concentration of mass. And, in fact, it's the best evidence we have to date for not only existence of a supermassive black hole at the center of our own galaxy, but any in our universe. So, what next? I actually think this is about as good as we're going to do with today's technology, so let's move on with the problem.
لذا ما سأقوله لكم بشكل مختصر هو بضع أمثلة عن الإثارة بما يمكننا عمله اليوم في مركز المجرة، نعرف الآن أن هنالك أو على الأقل نحن نعتقد أن هنالك ثقب أسود هائل هناك و الجزء الممتع في هذه التجربة هو أنه بينما كنا نقوم بامتحان أفكارنا حول نتائج الثقب الأسود العملاق الموجود في مركز مجرتنا تقريباً كل واحد كان متناقضاً مع ما نراه حقاً و هذا هو الممتع.
So, what I want to tell you, very briefly, is a few examples of the excitement of what we can do today at the center of the galaxy, now that we know that there is, or at least we believe, that there is a supermassive black hole there. And the fun phase of this experiment is, while we've tested some of our ideas about the consequences of a supermassive black hole being at the center of our galaxy, almost every single one has been inconsistent with what we actually see. And that's the fun.
لذلك، دعوني اعطيكم مثالين يمكنكم السؤال، " ماذا تتوقعون للنجوم المعمرة، النجوم التي كانت حول مركز المجرة لمدة طويلة، كان لديهم الوقت الكافي لتتفاعل مع الثقب الأسود ما تتوقعه هناك تلك النجوم المعمرة متجمعة بشكل كبير حول الثقب الأسود ينبغي أن ترى الكثير من النجوم بقرب الثقب الأسود
So, let me give you the two examples. You can ask, "What do you expect for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole." What you expect there is that old stars should be very clustered around the black hole. You should see a lot of old stars next to that black hole.
علـى نفس النمط، للنجوم الشابة، أو بشكل تبايني لا يجب أن تكون هناك الثقب الأسود لا يشكل جاراً طيباً لحضانة النجوم لتشكيل النجم، يلزمك كرة كبيرة من الغاز و الغبار لتنهار. و هو كيان هش جداً و ماذا يفعل الثقب الأسود؟ انه يشرّح سحابة الغاز لأجزاء انه يسحب من جانب بشكل أكبر من الآخر و السحابة تتفتت لأجزاء في الحقيقة، نحن توقعنا أن تشكيل النجوم لايجب أن يستمر في هذه البيئة
Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars, they just should not be there. A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery. To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse. And it's a very fragile entity. And what does the big black hole do? It strips that gas cloud apart. It pulls much stronger on one side than the other and the cloud is stripped apart. In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.
لذا، لايجب رؤية النجوم الشابة لذا، ما الذي نراه؟ باستخدام مراقب غير التي رأيناها اليوم، يمكننا حقاً معرفة أيها الجديدة و أيها المعمرة. المعمرة هي الحمراء و الشابة هي الزرقاء. و الصفراء لا نعرف للآن ما هي. لذلك، يمكنك رؤية مفاجأة هناك ندرة بالنجوم المعمرة. هناك كثرة من النجوم الشابة، و هو عكس ما كان متوقع
So, you shouldn't see young stars. So, what do we see? Using observations that are not the ones I've shown you today, we can actually figure out which ones are old and which ones are young. The old ones are red. The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet. So, you can already see the surprise. There is a dearth of old stars. There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.
و هذا هو الجزء الممتع و في الحقيقة، اليوم هذا ما نحاول أن ندركه ذلك الغموض حول كيفية الحصول-- كيف يمكنك حل هذا التناقض لذا طلابي المتخرجون موجودون الآن و في هذه الحظة عند المنظار في هاواي، يقومون بالمراقبة لايصالنا للمرحلة المقبلة حيث يمكننا بحث هذا السؤال حول لماذا هناك العديد من النجوم الشابة، و القليل من النجوم المعمرة لتحقيق تقدم أكبر نحتاج حقاً للنظر الى مدارات النجوم الأبعد لنقوم بذلك نحتاج على الأرجح تقنية أكثر تعقيداً من التي لدينا اليوم
So, this is the fun part. And in fact, today, this is what we're trying to figure out, this mystery of how do you get -- how do you resolve this contradiction. So, in fact, my graduate students are, at this very moment, today, at the telescope, in Hawaii, making observations to get us hopefully to the next stage, where we can address this question of why are there so many young stars, and so few old stars. To make further progress we really need to look at the orbits of stars that are much further away. To do that we'll probably need much more sophisticated technology than we have today.
لأنه، في الحقيقة، بينما أقول كنا نصحح تأثيرات الغلاف الجوي، فنحن بالحقيقة نصحح فقط نصف الأخطاء الناتجة نقوم بذلك بإطلاق ليزر الى الغلاف الجوي، و ما نظن أننا نفعله اننا اذا قمنا بزيادة اللمعان قليلاً سنصحح الباقي و هذا ما نأمل بفعله في السنوات القليلة القادمة و بمقياس زمني أكبر، ما نأمل بفعله هو بناء مناظير أكبر، لأنه، اذا تتذكرون، كلما كان أكبر كلما كان أفضل في علم الفلك
Because, in truth, while I said we're correcting for the Earth's atmosphere, we actually only correct for half the errors that are introduced. We do this by shooting a laser up into the atmosphere, and what we think we can do is if we shine a few more that we can correct the rest. So this is what we hope to do in the next few years. And on a much longer time scale, what we hope to do is build even larger telescopes, because, remember, bigger is better in astronomy.
لذا، نريد بناء منظار طوله 30 متر و بهذا المنظار يجب أن نكون قادرين على رؤية النجوم التي هي أقرب من مركز المجرة. و نأمل أن نكون قادرين على اختبار بعض من نظرية اينشتاين حول النسبية العامة بعض الأفكار في علم الكون حول كيفية تشكل المجرات لذا، نظن أن مستقبل هذه التجربة مثير حقاً
So, we want to build a 30 meter telescope. And with this telescope we should be able to see stars that are even closer to the center of the galaxy. And we hope to be able to test some of Einstein's theories of general relativity, some ideas in cosmology about how galaxies form. So, we think the future of this experiment is quite exciting.
لذا، و كنتيجة، سأريكم فيلم يري بشكل أساسي كيف هذه المدارات تتحرك، في ثلاث أبعاد. و آمل، ان لم يكن شيئ آخر، أن أكون قد أقنعتكم أولاً، آننا فعلاً لدينا ثقب أسود عملاق في مركز المجرة. و هذا يعني أن هذه الأشياء موجودة في كوننا و نحن راضين بهذا، يجب علينا أن نشرح كيف يمكننا الحصول على هذه الأجسام في عالمنا الواقعي.
So, in conclusion, I'm going to show you an animation that basically shows you how these orbits have been moving, in three dimensions. And I hope, if nothing else, I've convinced you that, one, we do in fact have a supermassive black hole at the center of the galaxy. And this means that these things do exist in our universe, and we have to contend with this, we have to explain how you can get these objects in our physical world.
ثانياً، أمكننا النظر لذلك التفاعل حول كيفية تفاعل الثقوب السوداء العملاقة، و ربما فهم، الدور الذي تلعبه بتشكيل المجرات بشكاها الحالي، و كيف تعمل
Second, we've been able to look at that interaction of how supermassive black holes interact, and understand, maybe, the role in which they play in shaping what galaxies are, and how they work.
و أخيراً، و ليس آخراً لا شيئ من ذلك سيحدث بدون حلول التقدم الهائل الذي حدث على صعيد التقنية و نعتقد انه المجال الذي يتقدم بسرعة لا تصدق و يخبئ الكثير في جعبته للمستقبل شكرا جزيلاً (تصفيق)
And last but not least, none of this would have happened without the advent of the tremendous progress that's been made on the technology front. And we think that this is a field that is moving incredibly fast, and holds a lot in store for the future. Thanks very much. (Applause)