A little over 100 years ago, in 1915, Einstein published his theory of general relativity, which is sort of a strange name, but it's a theory that explains gravity. It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass, not because of an instantaneous force, as Newton claimed, but because all matter -- all of us, all the planets -- wrinkles the flexible fabric of space-time.
Пре нешто више од 100 година, 1915. године, Ајнштајн је објавио своју општу теорију релативности, што је помало чудно име, али је теорија која објашњава гравитацију. Она тврди да маса - сва материја, планете - привлачи масу не због непосредне силе, како је тврдио Њутн, већ због тога што сва материја - сви ми, све планете - прави наборе у флексибилној тканини простора-времена.
Space-time is this thing in which we live and that connects us all. It's like when we lie down on a mattress and distort its contour. The masses move -- again, not according to Newton's laws, but because they see this space-time curvature and follow the little curves, just like when our bedmate nestles up to us because of the mattress curvature.
Простор-време је ствар у којој живимо и која нас све повезује. Попут онога је када легнемо на душек и изобличимо његове контуре. Масе се крећу - поново, не према Њутновим законима - већ зато што виде ову укривљеност простора-времена и прате мале криве, као када се наш партнер ушушка поред нас због укривљења душека.
(Laughter)
(Смех)
A year later, in 1916, Einstein derived from his theory that gravitational waves existed, and that these waves were produced when masses move, like, for example, when two stars revolve around one another and create folds in space-time which carry energy from the system, and the stars move toward each other. However, he also estimated that these effects were so minute, that it would never be possible to measure them. I'm going to tell you the story of how, with the work of hundreds of scientists working in many countries over the course of many decades, just recently, in 2015, we discovered those gravitational waves for the first time.
Годину дана након тога, 1916. године, Ајнштајн је из своје теорије извео закључак да гравитациони таласи постоје, а да настају када се масе крећу, као, на пример, када две звезде круже једна око друге и стварају наборе у простору-времену који односе енергију из система, а звезде се крећу једна према другој. Међутим, такође је проценио да су ови ефекти толико мајушни да никада неће бити могуће да се измере. Испричаћу вам како смо, уз рад стотине научника који су радили у многим земљама током много деценија, тек скоро, 2015. године, по први пут открили ове гравитационе таласе.
It's a rather long story. It started 1.3 billion years ago. A long, long time ago, in a galaxy far, far away --
То је прилично дуга прича. Почела је пре 1,3 милијарди година. Пре много, много времена, у веома удаљеној галаксији -
(Laughter)
(Смех)
two black holes were revolving around one another -- "dancing the tango," I like to say. It started slowly, but as they emitted gravitational waves, they grew closer together, accelerating in speed, until, when they were revolving at almost the speed of light, they fused into a single black hole that had 60 times the mass of the Sun, but compressed into the space of 360 kilometers. That's the size of the state of Louisiana, where I live. This incredible effect produced gravitational waves that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.
две црне рупе су се окретале једна око друге - „плешући танго“, како волим да кажем. Почело је споро, али док су емитовале гравитационе таласе постајале су све ближе, убрзавале се, све док се, када су се окретале брзином сличној брзини светлости, нису спојиле у једну црну рупу која је имала масу 60 пута већу од масе нашег Сунца, али сабијену у простор од 360 километара. Толико је велика држава Луизијана, место у коме живим. Ова невероватна последица је произвела гравитационе таласе који су остатку универзума пренели вест о овом космичком загрљају.
It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves, because the way we measure them is by looking for effects in distances. We want to measure longitudes, distances. When these gravitational waves passed by Earth, which was in 2015, they produced changes in all distances -- the distances between all of you, the distances between you and me, our heights -- every one of us stretched and shrank a tiny bit. The prediction is that the effect is proportional to the distance. But it's very small: even for distances much greater than my slight height, the effect is infinitesimal. For example, the distance between the Earth and the Sun changed by one atomic diameter. How can that be measured? How could we measure it?
Било је потребно много времена да разумемо ефекте ових гравитационих таласа јер их меримо тако што тражимо ефекте у раздаљинама. Желимо да измеримо дужине, растојања. Када су ови гравитациони таласи прошли поред Земље, што се десило 2015. године, произвели су разлике у свим растојањима - растојањима између свих вас, растојањима између вас и мене, нашој висини - свако од нас понаособ се мало развукао и сакупио. Предвиђање је да је ефекат пропорционалан раздаљини. Међутим, веома је мали - чак и по раздаљине много веће од моје незнатне висине, ефекат је бескрајно мали. На пример, раздаљина између Земље и Сунца променила се за један пречник атома. Како се ово може измерити? Како бисмо то могли да измеримо?
Fifty years ago, some visionary physicists at Caltech and MIT -- Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss -- thought they could precisely measure distances using lasers that measured distances between mirrors kilometers apart. It took many years, a lot of work and many scientists to develop the technology and develop the ideas. And 20 years later, almost 30 years ago, they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers, in the United States. Each one is four kilometers long; one is in Livingston, Louisiana, in the middle of a beautiful forest, and the other is in Hanford, Washington, in the middle of the desert.
Пре педесет година, неки визионарски физичари на Калтеху и МИТ-у - Кип Торн, Рон Дривер, Реј Вајс - мислили су да могу да прецизно измере удаљености користећи ласере који мере растојања између огледала која су била удаљена километрима. Било је потребно много година, много рада и пуно научника да се развију технологија и идеје. И, након 20 година, скоро пре 30 година, почели су да граде два детектора гравитационих таласа, два интерферометра, у Сједињеним Државама. Сваки је дуг четири километара; један је у Ливингстону у Луизијани, усред прелепе шуме, а други је у Ханфорду у Вашингтону, усред пустиње.
The interferometers have lasers that travel from the center through four kilometers in-vacuum, are reflected in mirrors and then they return. We measure the difference in the distances between this arm and this arm. These detectors are very, very, very sensitive; they're the most precise instruments in the world. Why did we make two? It's because the signals that we want to measure come from space, but the mirrors are moving all the time, so in order to distinguish the gravitational wave effects -- which are astrophysical effects and should show up on the two detectors -- we can distinguish them from the local effects, which appear separately, either on one or the other.
Интерферометри имају ласере који путују из центра кроз четири километра вакуума, одбијају се у огледалима и затим се враћају. Меримо разлику у удаљености између овог и овог крака. Ови детектори су веома, веома осетљиви - они су најпрецизнији инструменти на свету. Зашто смо направили два? То је због тога што сигнали које желимо да измеримо долазе из свемира, али се огледала померају стално, а да бисмо разликовали ефекте гравитационих таласа - који су астрофизички ефекти и треба да се појаве на два детектора - можемо да их разликујемо од локалних ефеката, који се јављају одвојено, на једном или на другом огледалу.
In September of 2015, we were finishing installing the second-generation technology in the detectors, and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted -- we're still not, even now, two years later -- but we wanted to gather data. We didn't think we'd see anything, but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data. And then nature surprised us.
Септембра 2015. године завршавали смо постављање технологије друге генерације у детекторе и још увек нисмо достигли оптималну осетљивост коју смо желели - а још увек нисмо, чак ни сада, две године касније - али смо желели да прикупимо податке. Нисмо мислили да ћемо ишта видети, али смо се спремали да започнемо прикупљање података од неколико месеци, а онда нас је природа изненадила.
On September 14, 2015, we saw, in both detectors, a gravitational wave. In both detectors, we saw a signal with cycles that increased in amplitude and frequency and then go back down. And they were the same in both detectors. They were gravitational waves. And not only that -- in decoding this type of wave, we were able to deduce that they came from black holes fusing together to make one, more than a billion years ago. And that was --
Четрнаестог септембра 2015. године уочили смо на оба детектора гравитациони талас. На оба детектора смо уочили сигнал у циклусима који се појачавао у амплитуди и учесталости, а затим се смањивао. Био је исти на оба детектора. Били су то гравитациони таласи. Не само то - приликом дешифровања ове врсте таласа, успели смо да закључимо да потичу од црних рупа које се спајају у једну пре више од милијарду година, а то је било -
(Applause)
(Аплауз)
that was fantastic.
то је било фантастично.
At first, we couldn't believe it. We didn't imagine this would happen until much later; it was a surprise for all of us. It took us months to convince ourselves that it was true, because we didn't want to leave any room for error. But it was true, and to clear up any doubt that the detectors really could measure these things, in December of that same year, we measured another gravitational wave, smaller than the first one. The first gravitational wave produced a difference in the distance of four-thousandths of a proton over four kilometers. Yes, the second detection was smaller, but still very convincing by our standards. Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves, we like to put them into loudspeakers and listen to them. We call this "the music of the universe." I'd like you to listen to the first two notes of that music.
Нисмо могли да верујемо испрве. Мислили смо да ће се ово десити много касније; било је то изненађење за све нас. Били су потребни месеци да се убедимо да се ово стварно десило јер нисмо желели да оставимо простор за било какву грешку. Међутим, стварно се десило, а да бисмо отклонили сваку сумњу и утврдили да детектори заиста могу да измере овакве ствари, децембра исте те године измерили смо још један гравитациони талас, мањи него први. Први гравитациони талас је произвео разлику у раздаљини од четири хиљадитих делова протона на дужини од четири километара. Да, друго уочавање је било мање, али ипак веома убедљиво према нашим стандардима. Упркос чињеници да су ово таласи простора-времена, а не звучни, волимо да их пропустимо кроз звучнике и да их слушамо. Ово зовемо „музика универзума“. Желим да чујете прве две ноте те музике.
(Chirping sound)
(Цвркутави звук)
(Chirping sound) The second, shorter sound was the last fraction of a second of the two black holes which, in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy -- so much energy, it was like three Suns converting into energy, following that famous formula, E = mc2. Remember that one? We love this music so much we actually dance to it. I'm going to have you listen again.
(Цвркутави звук) Други, краћи звук био је последњи делић секунде две црне рупе које су, у том делићу секунде емитовале огромне количине енергије - толико енергије, као да се три Сунца претварају у енергију и прате познату формулу, E = mc2. Да ли је се сећате? Толико волимо ову музику да играмо уз њу. Пустићу вам је поново да је одслушате.
(Chirping sound)
(Цвркутави звук)
(Chirping sound) It's the music of the universe!
(Цвркутави звук) То је музика универума!
(Applause)
(Аплауз)
People frequently ask me now: "What can gravitational waves be used for? And now that you've discovered them, what else is there left to do?" What can gravitational waves be used for?
Људи ме сада често питају: „У које сврхе се могу користити гравитациони таласи? И сада, када сте их открили, шта је још остало да се уради?“ У које сврхе се могу користити гравитациони таласи?
When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?" he, in turn, answered, "What's the purpose of dawn? What's the purpose of caresses? What's the purpose of the smell of coffee?" He answered, "The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."
Када су питали Борхеса: „Која је сврха поезије?“ он је одговорио: „Која је сврха свитања? Која је сврха миловања? Која је сврха мириса кафе?“ Одговорио је: „Сврха поезије је задовољство због осећаја, због живота.“
And understanding the universe, this human curiosity for knowing how everything works, is similar. Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids -- when we look up at the sky for the first time and see the stars, we wonder, "What are stars?" That curiosity is what makes us human. And that's what we do with science.
Разумевање универзума, ова људска радозналост да се сазна како све функционише је сличнa. Од древних времена, човечанство - сви ми, свако, као деца - када погледамо у небо први пут и видимо звезде, запитамо се: „Шта су звезде?“ Та радозналост нас чини људима, а то је оно што ми радимо са науком.
We like to say that gravitational waves now have a purpose, because we're opening up a new way to explore the universe. Until now, we were able to see the light of the stars via electromagnetic waves. Now we can listen to the sound of the universe, even of things that don't emit light, like gravitational waves.
Волимо да кажемо да гравитациони таласи сада имају сврху, јер откривамо нови начин за истраживање универзума. До сада смо могли да видимо светлост звезда помоћу електромагнетних таласа. Сада можемо да слушамо звук универзума, чак и ствари које не емитују светлост, као што су гравитациони таласи.
(Applause)
(Аплауз)
Thank you.
Хвала вам.
(Applause)
(Аплауз)
But are they useful? Can't we derive any technology from gravitational waves?
Али, да ли су корисни? Да ли можемо да изградимо технологију из гравитационих таласа?
Yes, probably. But it will probably take a lot of time. We've developed the technology to detect them, but in terms of the waves themselves, maybe we'll discover 100 years from now that they are useful. But it takes a lot of time to derive technology from science, and that's not why we do it. All technology is derived from science, but we practice science for the enjoyment. What's left to do? A lot. A lot; this is only the beginning.
Можемо, вероватно, али ће вероватно бити потребно много времена. Развили смо технологију да их уочимо, али што се тиче самих таласа, можда ћемо за 100 година открити да су корисни. Међутим, потребно је много времена да се технологија изгради на основу науке, а то није разлог због чега ми ово радимо. Сва технологија је настала из науке, али ми се бавимо науком због задовољства. Шта је остало да се уради? Пуно тога. Пуно тога; ово је тек почетак.
As we make the detectors more and more sensitive -- and we have lots of work to do there -- not only are we going to see more black holes and be able to catalog how many there are, where they are and how big they are, we'll also be able to see other objects. We'll see neutron stars fuse and turn into black holes. We'll see a black holes being born. We'll be able to see rotating stars in our galaxy produce sinusoidal waves. We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy. We'll be seeing a whole spectrum of new sources.
Док правимо све осетљивије детекторе - а ту имамо пуно посла - не само да ћемо наилазити на још црних рупа и моћи да региструјемо колико их има, где су и колико су велике, већ ћемо моћи да видимо и друге ствари. Видећемо како се неутронске звезде спајају и претварају у црне рупе. Видећемо настанак црних рупа. Моћи ћемо да видимо ротирајуће звезде у нашој галаксији док производе синусне таласе. Моћи ћемо да видимо експлозије супернова у нашој галаксији. Видећемо цео спектар нових извора.
We like to say that we've added a new sense to the human body: now, in addition to seeing, we're able to hear. This is a revolution in astronomy, like when Galileo invented the telescope. It's like when they added sound to silent movies. This is just the beginning. We like to think that the road to science is very long -- very fun, but very long -- and that we, this large, international community of scientists, working from many countries, together as a team, are helping to build that road; that we're shedding light -- sometimes encountering detours -- and building, perhaps, a highway to the universe.
Волимо да кажемо да смо додали ново чуло људском телу; сада, поред тога што видимо, можемо и да чујемо. Ово представља револуцију у астрономији, попут онога када је Галилео изумео телескоп. Налик је ономе када су додали звук немим филмовима. Ово је тек почетак. Волимо да мислимо да је пут до науке веома дуг - веома забаван, али дуг - и да ми, ова огромна, интернационална заједница научника, која ради у многим земљама, заједно као тим помажемо да се изгради тај пут; да осветљавамо пут, а некада наилазимо и на странпутице, и да градимо можда аутопут ка универзуму.
Thank you.
Хвала вам.
(Applause)
(Аплауз)