When I was a kid, I was afraid of the dark. The darkness is where the monsters are. And I had this little night light outside of my bedroom so that it would never get too dark. But over time, my fear of the dark turned to curiosity. What is out there in the "dark-dark?" And it turns out that trying to understand the darkness is something that's fascinated humans for thousands of years, maybe forever. And we know this because we find their ancient relics of their attempts to map the sky.
В детстве я очень боялась темноты. Ведь в темноте кроются чудовища. И снаружи моей спальни горел ночничок, чтобы не было слишком темно. Но со временем страх темноты сменился любознательностью. Что же там, где «темным-темно»? И оказалось, что попытки понять темноту занимают умы людей уже тысячи лет, а может быть, и всё время существования человечества. Мы пришли к такому выводу, потому что обнаружили древние артефакты попыток создать карту неба.
This tusk is over 30,000 years old. Some people think that it's a carving of Orion or maybe a calendar. We don't know. The Fuxi star map is over 6,000 years old, and it's from a neolithic tomb in ancient China. And that little pile of clamshells underneath the dead guy's foot in the middle -- that's supposed to be the Big Dipper. Maybe. The Nebra disk is uncontroversial. You don't have to be an astronomer to know that you're looking at the Moon phases or the Sun in eclipse. And that little group of seven stars, that's the Pleiades, the Seven Sisters.
Этому бивню более 30 тысяч лет. Некоторые думают, что это гравировка Ориона, а может быть, и календарь. Неизвестно. Звёздной карте Фу Си более шести тысяч лет, её нашли в Древнем Китае в могиле, сохранившейся со времён неолита. А кучка ракушек под ногами мертвеца посредине — это, должно быть, Большая Медведица. Возможно. Диск из Небры сомнений не вызывает. Не нужно быть астрономом, чтобы распознать фазы Луны или солнечное затмение. А маленькая группа из семи звёзд — это Плеяды, или Семь Сестёр.
But in any case, the point is clear: astronomers have been mapping the sky for a long time. Why? It's our calling card as a species in the galaxy to figure things out. We know our planet, we cure our diseases, we cook our food, we leave our planet. But it's not easy. Understanding the universe is battle. It is unrelenting, it is time-varying, and it is one we are all in together. It is a battle in the darkness against the darkness. Which is why Orion has weapons. In any case, if you're going to engage in this battle, you need to know the battlefield.
Но в любом случае смысл понятен: астрономы уже с давних времён начали создавать карту неба. Для чего? Это визитная карточка человечества как вида, существующего в галактике, попытка понять что к чему. Мы знаем свою планету, умеем лечить болезни и готовить пищу, способны летать в космос. Но это непросто. Познание Вселенной — это битва. Беспощадная битва в постоянно меняющемся окружении, в которой участвуем все мы. Это сражение в темноте и против темноты. Вот почему у Ориона есть оружие. В любом случае, прежде чем вступать в бой, необходимо разведать поле битвы.
So at its core, mapping the sky involves three essential elements. You've got objects that are giving off light, you've got telescopes that are collecting that light, and you've got instruments that are helping you understand what that light is. Many of you have mapped the Moon phases over time with your eyes, your eyes being your more basic telescope. And you've understood what that means with your brains, your brains being one of your more basic instruments. Now, if you and a buddy get together, you would spend over 30 years, you would map 1,000 stars extremely precisely. You would move the front line to the battle. And that's what Tycho Brahe and his buddy, or his assistant, really, Johannes Kepler did back in the 1600s. And they moved the line, figured out how planets worked, how they moved around the Sun.
Так что, по сути, картографирование неба включает в себя три элемента. Испускающие свет объекты, собирающие этот самый свет телескопы и помогающие понять природу этого света инструменты. Многие из вас уже когда-то создавали карту фаз Луны, используя в качестве телескопов глаза. А инструментом, позволяющим постичь увиденное, является ваш мозг. На пáру с приятелем и более чем за 30 лет вы смогли бы создать сверхточную карту для тысячи звёзд. Тем самым вы сдвинули бы линию фронта в сражении. Именно это сделал Тихо Браге со своим приятелем, а точнее помощником, Иоганном Кеплером ещё в XVII веке. И они сдвинули линию фронта, выяснили, как устроены и как вращаются вокруг Солнца планеты.
But it wasn't until about 100 years ago that we realized it's a big universe. It seems like the universe is just infinite, which it is, but the observable universe is finite. Which means we can win the battle. But if you're going to map the universe, you're not going to do it with one or two of your besties. Mapping the universe takes an army, an army of curious, creative, craftspeople who, working together, can accomplish the extraordinary. I lead this army of creatives, in the fifth generation of the Sloan Digital Sky Survey, SDSS. And this is how astronomers have managed to shepherd individual curiosity through its industrial age, preserving the individual ability to make discoveries but putting into place mega machinery to truly advance the frontier.
Но только порядка сотни лет тому назад мы осознали, насколько огромна Вселенная. Кажется, что она бесконечна, и так оно и есть, но обозримая Вселенная ограничена. А это значит, что сражение выиграть можно. Но чтобы создать карту Вселенной, парочки лучших друзей недостаточно. Потребуется целая армия, армия любознательных, креативных, одарённых людей, которые сообща смогут создать нечто исключительное. Я возглавляю такую армию креативщиков в пятом поколении проекта «Слоановский цифровой небесный обзор» — СЦНО. Благодаря ему, астрономам удалось сохранить собственное творческое начало в индустриальном веке, и, совместив свою изобретательность с возможностями супертехники, значительно продвинуть вперёд линию фронта.
In SDSS, we divide the sky into three mappers: one for the stars, one for the black holes and one for the galaxies. My survey has two hemispheres, five telescopes, or 11, depending on how you count, 10 spectrographs and millions of objects. It's a monster. So let's go through the mappers.
В пятой фазе СЦНО мы разделили небо по направлениям исследования на три части: одну — для звёзд, вторую — для чёрных дыр, третью — для галактик. Мои исследования охватывают два полушария и миллионы объектов, и делаются при помощи пяти телескопов — или 11, смотря как их считать, — и 10 спектографов. Это огромный масштаб. Давайте пройдёмся по направлениям.
The Milky Way galaxy has 250 billion plus or minus a few hundred billion stars. That is not a number that you hold in your head. That is a number that doesn't make practical sense to pretty much anybody. You never get 250 billion jelly beans in your hand. You know? We're nowhere near mapping all of those stars yet. So we have to choose the most interesting ones. In SDSS-V, we're mapping six million stars where we think we can measure their age. Because if you can measure the age of a star, that's like having six million clocks spread all throughout the Milky Way. And with that information, we can unravel the history and fossil record of our galaxy and learn how it formed.
Галактика Млечный Путь насчитывает порядка 250 миллиардов звёзд. Это число непросто осознать. И мало для кого оно может иметь практическое значение. Понимаете, нельзя удержать в руке 250 миллиардов жевательных конфет. И мы пока ещё далеки от возможности запечатлеть на карте все эти звёзды. Поэтому приходится выбирать самые интересные. В пятой фазе СЦНО мы создаём карту тех 6 миллионов звёзд, чей возраст представляется возможным вычислить. Потому что вычисление возраста звезды равносильно размещению 6 миллионов часов по всему Млечному Пути. И с помощью этой информации мы сможем понять историю и возраст нашей галактики и узнать, как она образовалась.
I'm just going to cut right to the chase here. Black holes are among the most perplexing objects in the universe. Why? Because they are literally just math incarnate, in a physical form, that we barely understand. It's like the number zero being animated and walking around the corridors here. That would be super weird. These are weirder. And it's not just like a basketball that you smoosh down into a little point and it's super dense and that's weird. No, smooshed basketballs have a surface. These things don't have surfaces, and we know that now. Because we've seen it. Or the lack of it. What's really interesting about black holes is that we can learn a lot about them by studying the material just as it passes through that point of no information return. Because at that point, it's emitting lots of X-rays and optical and UV and radio waves. We can actually learn how these objects grow. And in SDSS, we're looking at over half a million supermassive black holes, to try to understand how they formed.
Перейду прямо к делу. Чёрные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Почему? Потому что это чистая математика, воплощённая в физической форме. Мы едва ли можем её понять. Представьте, что цифра ноль ожила и бродит здесь по коридорам. Это было бы совершенной дикостью. Чёрные дыры — это ещё бо́льшая дикость. И это вам не баскетбольный мяч, сплюснутый до размеров очень маленькой точки, что само по себе дико. У сплющенных баскетбольных мячей хотя бы есть поверхность. А у чёрных дыр, как мы теперь знаем, её нет. Потому что мы эту поверхность увидели. Точнее её отсутствие. Чрезвычайно интересно, что мы можем многое узнать о чёрных дырах, изучая, как материя проходит через точку, после которой информация уже не возвращается. Потому что в этой точке излучается множество рентгеновских, оптических, ультрафиолетовых лучей и радиоволн. Фактически мы можем узнать, как растут чёрные дыры. В СЦНО мы наблюдаем за более чем полумиллиона сверхмассивных чёрных дыр, пытаясь понять, как они образовались.
Like I said, we live in the Milky Way, you guys are all familiar with that. The Milky Way is a completely average galaxy. Nothing funny going on. But it's ours, which is great. We think that the Milky Way, and all the Milky Ways, have this really disturbing past of literally blowing themselves apart. It's like every average guy you know has a history as a punk rock teenager. That's very bizarre. Stars are blowing up in these systems, black holes are growing at their centers and emitting a tremendous amount of energy. How does that happen, how does this transformation happen? And at SDSS, we're going to the bellies of the beast and zooming way in, to look at these processes where they are occurring in order to understand how Sid Vicious grows up into Ward Cleaver.
Как я уже говорила, мы обитаем в галактике Млечный Путь, и вы это прекрасно знаете. Млечный Путь — это совершенно заурядная галактика. Ничего странного не происходит. Но она наша, и это здорово. Мы думаем, что у Млечного Пути и всех ему подобных, было исключительно бурное прошлое: они буквально рвались на части. Это как если бы каждый ваш обычный знакомый увлекался в юности панк-роком. Это было бы просто дико. В таких галактиках взрываются звёзды, а чёрные дыры растут прямо у них в центре, они излучают огромное количество энергии. Как же происходят все эти трансформации? В СЦНО мы подбираемся к самому логову зверя и при максимальном увеличении изучаем процессы прямо на месте, чтобы понять, как мятежный подросток превращается в образцового семьянина.
My arsenal. These are my two big telescopes. The Apache Point Observatory hosts the Sloan telescope in New Mexico, and the Las Campanas Observatory in Chile hosts the two-and-a-half-meter telescope, the du Pont. Two and a half meters is the size of our mirror, which was huge for Tycho and Kepler. But it's actually not so big today. There are way bigger telescopes out there. But in SDSS we use new instruments on these old telescopes to make them interesting. We capture light from all of those objects into our aperture, and that light is then focused at the focal plane, where our instruments sit and process that light.
Вот моё оружие. Два больших телескопа. Один телескоп находится в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико, а другой, 2,5-метровый «Дюпон», — в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Да, размер нашей «зеркалки» — два с половиной метра, просто гигант для Тихо и Кеплера. Но по нынешним меркам это не так уж и много. Сейчас есть телескопы намного больше. Но в СЦНО мы используем новые инструменты на старых телескопах, чтобы сделать их более интересными. Диафрагма телескопа улавливает свет от всех объектов, а затем этот свет фокусируется в фокальной плоскости, где находятся обрабатывающие инструменты.
What's new in SDSS-V is that we're making the focal plane entirely robotic. That's right: robots.
В СЦНО-5 применяется новинка — полностью роботизированная фокальная плоскость. Вы не ослышались: роботы.
(Laughter)
(Смех)
So I'm going to show them to you, but they're fierce and terrifying, and I want you all to just take a breath. (Exhales) Trigger warning. And with no apologies to all the Blade Runners among you, here they are.
Сейчас я вам их покажу, но они страшные и вселяют ужас, так что затаите дыхание на секунду. (Выдох) Барабанная дробь. И не щадя чувств присутствующих «Бегущих по лезвию», — вот они, знакомьтесь.
(Laughter)
(Смех)
I have 1,000 of these, 500 in the focal plane of each telescope in each hemisphere. And this is how they move on the sky. So these are our objects and a star field, so you've got stars, galaxies, black holes. And our robots move to those objects as we pass over them in order to capture the light from those stars and galaxies and black holes, and yes, it is weird to capture black hole light, but we've already gone over that black holes are weird.
У меня тысяча таких вот, по 500 в фокальной плоскости каждого телескопа в обоих полушариях. А вот как они движутся по небу. Это наши объекты в звёздном поле — звёзды, галактики и чёрные дыры. По мере обхода этих объектов, роботы передвигаются к ним, чтобы поймать свет от тех самых звёзд, галактик и чёрных дыр; «поймать свет чёрной дыры» звучит нелепо, но мы уже обсудили странности чёрных дыр.
One more thing. Stars are exploding all the time, like this one did back in 1987 in our cosmic backyard. Black holes are growing all the time. There is a new sky every night. Which means we can't just map the sky one time. We have to map the sky multiple times. So in SDSS-V, we're going back to each part of the sky multiple times in order to see how these objects change over time. Because those changes in time encode the physics, and they encode how these objects are growing and changing. Mow the sky.
И вот ещё что. Звёзды взрываются постоянно, как, например, вот эта, в 1987 году, на наших «космических задворках». Чёрные дыры постоянно увеличиваются. И каждую ночь — новое небо. Это значит, что нельзя создать одну карту неба на все времена. Необходимо постоянно картографировать небо. В СЦНО-5 мы пересматриваем каждый участок неба по многу раз, чтобы отследить изменения по времени. Потому что изменения по времени двигают физику вперёд, помогая понять закономерности роста и изменений этих объектов. «Прочёсывание» неба.
OK, let me just recap. Global survey, two hemispheres, five telescopes, 10 spectrographs, millions of objects, mow the sky, creative army, robots, yeah. So you're thinking, "Wow. She must have this industrial machine going, no room for the individual, curious, lone wolf genius," right? And you'd be 100 percent wrong.
Подведём итоги. Глобальный обзор, два полушария, пять телескопов, 10 спектрографов, миллионы объектов, «прочёсывание» неба, армия креативщиков и роботов. Вы, наверное, думаете: «Круто! С такой серьёзной аппаратурой наверняка нет нужды в любознательных гениях-самородках», верно? И будете абсолютно неправы.
Meet Hanny's Voorwerp. Hanny van Arkel was a Dutch schoolteacher who was analyzing the public versions of the SDSS data, when she found this incredibly rare type of object, which is now a subject of major study. She was able to do this because SDSS, since its beginning and by mandate from the Sloan Foundation, has made its data both publicly available and usable to a broad range of audiences. She's a citizen -- yeah, clap for that. Clap for that.
Знакомьтесь — «Объект Ханни». Учительница из Нидерландов Ханни ван Аркел, изучая общедоступную версию данных СЦНО, обнаружила этот невероятно редкий тип объекта, который сейчас является предметом пристального внимания учёных. Ей удалось это сделать, благодаря тому, что СЦНО с самого начала и по поручению Фонда Слоана сделал свои данные доступными и пригодными для использования общественностью. Она обыкновенный человек, поаплодируйте, пожалуйста, этому. Поаплодируйте, пожалуйста.
(Applause)
(Аплодисменты)
Hanny is a citizen scientist, or as I like to call them, "citizen warriors." And she shows that you don't have to be a fancy astrophysicist to participate. You just have to be curious.
Ханни — исследователь-любитель, или, как я обычно таких называю, — «боец в гражданском». Она доказала, что для участия не нужно быть выдающимся астрофизиком. Просто нужно быть любознательным.
A few years ago, my four-year-old asked, "Can moons have moons?" And I set about to answer this question because even though many four-year-olds over all of time have probably asked this question, many experts, including myself, didn't know the answer. These are the moons in our solar system that can host hypothetical submoons. And that just goes to show you that there are so many basic questions left to be understood.
Несколько лет назад мой четырёхлетний ребёнок спросил: «А у спутников могут быть спутники?» И я задалась целью найти ответ на этот вопрос, потому что, хотя многие четырёхлетки наверняка постоянно задавали этот вопрос, масса экспертов, включая и меня, не знали на него ответ. В нашей Солнечной системе гипотетически могут быть спутники со спутниками. Это говорит лишь о том, что существует очень много простых вопросов, на которые ещё предстоит найти ответы.
And this brings me to the most important point about SDSS. Because, yeah, the stars, the galaxies, the black holes, the robots -- that's all super cool. But the coolest thing of all is that eensy-weensy creatures on a rubble pile around a totally average star in a totally average galaxy can win the battle to understand their world. Every dot in this video is a galaxy. Every dot.
И сейчас наступил момент, чтобы рассказать вам о сути СЦНО. Потому что, да, звёзды, галактики, чёрные дыры, роботы — это всё суперкруто. Но самая крутое это то, что крохотные существа на куче щебня вокруг абсолютно заурядной звезды в совершенно заурядной галактике могут выиграть сражение, цель которого — понять их собственный мир. В этом видео каждая точка представляет галактику. Каждая точка.
(Cheers) (Applause)
(Одобрительные возгласы) (Аплодисменты)
I'm showing here the number of galaxies that astronomers have mapped in large surveys since about 1980. You can see SDSS kick in around Y2K. If we stay on this line, we will map every large galaxy in the observable universe by 2060. Think about that. Think about it: we've gone from arranging clamshells to general relativity to SDSS in a few thousand years -- and if we hang on 40 more, we can map all the galaxies. But we have to stay on the line. Will that be our choice?
Я показываю то количество галактик, которое астрономы нанесли на карту примерно с 1980 года. Как видите, СЦНО появляется где-то в районе 2000 года. Если мы сохраним тенденцию, то уже к 2060 году нанесём на карту каждую большую галактику в наблюдаемой Вселенной. Задумайтесь об этом. Задумайтесь: мы прошли путь от моллюсков до теории относительности и СЦНО за несколько тысяч лет, и если продержимся еще 40 лет, то нанесём на карту все галактики. Но для этого надо сохранить тенденцию. Каков будет наш выбор?
There are dark forces in this world that will rob our entire species of our right to understand our universe. Don't be afraid of the dark. Fight back. Join us.
В этом мире есть тёмные силы, которые хотят отнять у нашего рода право понять Вселенную. Не бойтесь темноты. Дайте ей отпор. Присоединяйтесь к нам.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)