I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Я дуже радий бути тут. Радий, що ви тут, тому що інакше було б трохи дивно. Я радий, що ми всі тут. І під словом "тут", я не маю на увазі тут. Або тут. А тут, на Землі. І під словом "ми", я не маю на увазі присутніх в цій аудиторії, а життя, все життя на Землі --
(Laughter)
(Сміх)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
від найскладніших форм до одноклітинних, від плісняви і грибів, до літаючих ведмедів.
(Laughter)
(Сміх)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Цікаво, що Земля -- це єдине місце, де є життя, 8.7 мільйона видів. Ми дослідили багато планет, може не так старанно, як ми могли чи мали, але ми шукали і нічого не знайшли. Земля -- єдина відома планета з ознаками життя. Земля унікальна? Я хотів дізнатися відповідь на це питання ще з дитинства, і я підозрюю, що 80% аудиторії думали про це і хотіли б дізнатися відповідь. Щоб зрозуміти, чи є ще планети в нашій Сонячній системі або поза її межами, на яких присутнє життя, по-перше, треба зрозуміти, що потрібно для життя,
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
Виявляється, для життя тих 8.7 мільйона видів потрібно тільки 3 речі. З одного боку, життя на Землі потребує енергії. Складні організми, як ми, черпають енергію від сонця, але життя глибоко під землею отримує її, наприклад, від хімічних реакцій. Різні джерела енергії доступні на всіх планетах. З іншого боку, для життя потрібна їжа або поживні речовини. З цим уже складніше, особливо, коли ви хочете соковитих помідорів.
(Laughter)
(Сміх)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
Проте, все живе на Землі отримує поживні речовини лише від 6 хімічних елементів, і ці елементи можна знайти на будь-якій планеті нашої Сонячної системи. Таким чином, залишається лише одна річ, яку найважче отримати. Не лось, а вода.
(Laughter)
(Сміх)
Although moose would be pretty cool.
Хоча лось також дуже круто.
(Laughter)
(Сміх)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
Але вода не в твердому чи газоподібному стані, а рідкому. Ось що потрібно всьому живому. На багатьох тілах Сонячної системи немає рідкої води, тому там ми не шукаємо. На інших тілах Сонячної системи може бути рідка вода, навіть більше, ніж на Землі, але вона захована під льодяним покривом, до неї важко дістатися, важко навіть дізнатися, чи є там життя.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Отож, залишається декілька варіантів для пошуку. Давайте зробимо задачу легшою. Давайте розглядати лише рідку воду на поверхні планети. В нашій Сонячній системі є тільки 3 об'єкти, на поверхні яких є вода. За рахунком від Сонця -- це Венера, Земля та Марс. Для того, щоб вода була рідкою, потрібна атмосфера. Але з нею вже складніше. Атмосфера не повинна бути дуже щільна або дуже гаряча, бо планета буде занадто гарячою, як Венера, і на ній не буде рідкої води. Коли ж атмосфера дуже розріджена і дуже холодна, отримаємо Марс. Отож, Венера занадто гаряча, Марс -- холодний, а Земля -- те, що треба. Ви можете подивитися на зображення позаду і відразу зрозумієте, де в нашій Сонячній системі можуть бути живі організми. Це як в казці про трьох ведмедів, і це настільки просто, що навіть дитина зрозуміла б.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Однак, я хотів би вам нагадати про дві речі з казки про трьох ведмедів, над якими ми рідко задумуємося, але які, на мою думку, доречні. Перше: якщо миска мами ведмедиці була холодна, коли дівчинка зайшла в дім, чи значить це, що вона завжди була холодна? Чи могла вона бути коли-небудь теплою? Те, коли дівчинка заходить в дім, визначає те, що ми знаходимо в казці. Те ж саме і з планетами. Вони не статичні. Вони змінюються. Вони змінюються. Вони еволюціонують. Те саме відбувається з атмосферою. Дозвольте навести приклад.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Це одне з моїх улюблених зображень Марсу. Це не найякісніше і не найпривабливіше зображення, це не найновіше зображення, але воно показує русла рік, викарбуваних на поверхні планети. Ці русла створив потік рідкої води; русла, які утворювалися сотні, тисячі або десятки тисяч років. Зараз на Марсі вони не з'являться. Атмосфера на Марсі занадто розріджена і холодна, щоб могла з'явитися рідка вода. Це зображення говорить про те, що атмосфера на Марсі змінилася, кардинально. Але ж колись вона була придатна для життя, коли існували всі 3 життєвонеобхідні елементи. Де ж поділася та атмосфера, яка дозволяла воді бути рідкою.
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Існую ідея, що вона зникла в космосі. Частки атмосфери отримали енергію та звільнилися від гравітації планет, вирвались в космос та не повернулися. Це відбувається зі всіма тілами в атмосфері. Комети мають хвости, які чітко показують на витік атмосфери. Венера також має атмосферу, яка з часом зникає, так, як на Марсі і на Землі. Питання лише в ступені та масштабі. Отож, ми хочемо вияснити, скільки ж атмосфери зникло, щоб пояснити ці зміни.
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
Звідки атмосфера бере енергію для виходу? Як частинки отримують достатньо енергії? Є 2 способи. Перший - сонячне світло. Воно поглинається частинками атмосфери та нагріває їх. Так, я танцюю, але...
(Laughter)
(Сміх)
Oh my God, not even at my wedding.
Боже, на своєму весіллі не танцював.
(Laughter)
(Сміх)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Вони отримують енергію для втечі від гравітації планети тільки за рахунок нагрівання. Інший спосіб для отримання енергії -- сонячний вітер. Ці частинки, маса, матеріал, покинувши поверхню сонця, несуться через Сонячну систему зі швидкістю 400 км за секунду, інколи швидше під час сонячних бурь. Вони мчать через космічний простір назустріч планетам та їх атмосферам, і можуть наділяти енергією частинки атмосфери, щоб ті втікли.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
Це мене цікавить, у відношенні до придатності життя. Я говорив, що є дві речі, пов'язані з казкою про трьох ведмедів, на які я хочу звернути вашу увагу. Друга -- більш тонка. Якщо тарілка тата ведмедя занадто гаряча, а мами ведмедиці -- занадто холодна, чи повинна миска ведмежати бути ще холоднішою, якщо логічно думати? Річ, в яку ви вірили все життя, при детальнішому розгляді може бути не такою і простою. Звичайно, відстань від сонця визначає температуру планети. Це впливає на придатність для життя. Але, можливо, треба взяти й інші фактори до уваги. Можливо, самі тарілки визначають результат історії, що є "те, що треба".
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Я міг би розповідати вам про безліч характеристик цих трьох планет, що впливають на придатність життя, але через егоїзм, пов'язаний з моїм дослідженням, і через те, що не ви, а я стою тут та тримаю перемикач...
(Laughter)
(Сміх)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
Я хотів би поговорити хвилину або дві про магнітні поля. У Землі воно є, а у Венери та Марсу -- немає. Магнітні поля створюються в надрах планети потоками електропровідної рідкої речовини, яка створює це велике стародавнє магнітне поле навколо Землі. Якщо у вас є компас, він покаже, де північ. На Венері та Марсі цього немає. Якщо у вас є компас на Венері чи Марсі, мої вітання, ви загубились.
(Laughter)
(Сміх)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Чи це впливає на придатність для життя? Або як могло б вплинути? Багато вчених думають, що магнітне поле планети слугує щитом для атмосфери, відганяючи віл планети частинки сонячного вітру, ніби створюючи ефект силового поля, що має відношення до цих електрично заряджених частинок. Мені ж це здається перегородкою між салатом та чхаючими відвідувачами.
(Laughter)
(Сміх)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
Мої колеги, які подивляться це потім, зрозуміють, що вперше в історії нашої общини сонячний вітер зрівняли зі слизом.
(Laughter)
(Сміх)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Отож, таким чином Земля могла бути захищеною протягом мільярдів років завдяки магнітному полю. Атмосфера не могла пропасти. Марс, в свою чергу, був не захищеним через нестачу магнітного поля, можливо, за мільярди років достатньо атмосфери покинуло планету, зумовивши перехід від придатної для життя планети, до тої, яку ми бачимо сьогодні.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Інші вчені думають, що магнітні поля більш схожі до вітрил на кораблі, дозволяючи планеті взаємодіяти з більшою кількістю сонячної енергії, ніж вона могла отримати самостійно. Вітрила можуть збирати енергію сонячного вітру. Магнітні поля можуть збирати енергію сонячного вітру, що дозволяє зникнути більшій кількості частинок атмосфери. Цю ідею ще потрібно перевірити, але ефект та механізм роботи здаються очевидними. Тому що ми знаємо, що енергія сонячного вітру накопичується в нашій атмосфері тут, на Землі. Ця енергія проводиться вздовж магнітних ліній до полярних регіонів, в результаті цього виникає полярне сяйво. Якщо ви коли-небудь бачили це чудове явище. Ми знаємо, що отримуємо енергію. Ми намагаємося визначити кількість частинок, які губляться, і чи впливає на цей процес магнітне поле.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Отже, я зазначив проблему, але ще не маю рішення. В нас немає рішення. Але ми працюємо над ним. Як ми працюємо над ним? Ми відправили космічні апарати на три планети. Деякі з них ще на орбітах, включаючи MAVEN, який зараз на орбіті Марса. Я залучений в цей проект, який ведеться звідси, з Колорадського університету. Його ціль -- визначити вихід атмосферних часток. Також вимірювання проведені на Венері та Землі. Коли ми отримаємо всі вимірювання, ми зможемо їх всі співставити і зрозуміти, як ці планети взаємодіють з космічним простором та зі своїм оточенням. Ми зможемо вияснити, чи впливають магнітні поля на придатність для життя чи ні.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
Чому вас повинна турбувати відповідь? Особисто мене це хвилює... в тому числі і фінансово.
(Laughter)
(Сміх)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
По-перше, відповідь на це питання розповість нам більше про ці три планети: Венеру, Землю та Марс, не тільки про їх взаємодію з навколишнім середовищем сьогодні, але й як це було мільярди років тому, чи були вони коли-небудь заселені чи ні? Ми дізнаємось більше про атмосфери, які нас оточують нас та близьких до нас. Те, що ми дізнаємось про ці планети, може застосовуватись до будь-яких планет, включаючи планети, які ми спостерігаємо навколо інших зірок. Наприклад, супутник "Кеплер", збудований тут в Боулдері та контролюється звідси ж, вивчає область, розміром з поштову марку на небі, вже декілька років, та знайшов тисячі планет на цій крихітній ділянці космосу, яка, на наш погляд, не відрізняється від інших ділянок космосу.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
За 20 років від незнання ні одної планети за межами Сонячної системи до такої кількості, що не можемо вирішити, яку дослідити першу. Будь-яка інформація вжлива. На підставі даних супутника "Кеплер" та інших аналогічних даних ми дійшли висновку, що з 200 мільярдів зірок в одній лише галактиці Молочний Шлях, в середньому кожна зірка має щонайменше одну планету. Більш того, за оцінками, існує від 40 мільярдів до 100 мільярдів планет з придатними для життя умовами тільки в нашій галактиці.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
Ми спостерігаємо за цими планетами, але ще не знаємо, які з них придатні для життя. Це ніби потрапити в пастку в червоному колі...
(Laughter)
(Сміх)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
на сцені і знати, що десь є ще інші світи, і відчайдушно хотіти дізнатися про них більше, жадати опитати їх і виявити, що, можливо, одна або дві з них трохи схожі на нас. Але ви не зможете зробити це. Туди поки не добратись. Через те доводиться використовувати інструменти, створені для вивчення Венери, Землі та Марсу. застосовувати їх для інших випадків і надіятись, що ваші висновки з цих даних правдиві, і що ви зумієте визначити найкращих кандидатів на придатні і непридатні для життя планети.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Нарешті, принаймні зараз наше червоне коло саме тут. Це єдина відома нам планета, придатна для життя, хоча, можливо, скоро ми дізнаємось про нові планети. Але на сьогодні це єдина заселена планета, і це наше червоне коло. Я дуже радий, що ми тут.
Thanks.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)