ABOUT THE SPEAKER
Patricia Burchat - Particle physicist
Patricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe.

Why you should listen

Patricia Burchat studies the universe's most basic ingredients -- the mysterious dark energy and dark matter that are massively more abundant than the visible stars and galaxies. She is one of the founders of the BaBar Collaboration at the Stanford Linear Accelerator Center, a project that's hoping to answer the question, "If there are as many anti-particles as there are particles, why can't we see all these anti-particles?"

She's a member of the Large Synoptic Survey Telescope project, which will allow scientists to monitor exploding supernovae and determine how fast the universe is expanding -- and map how mass is distributed throughout the universe. She's also part of Fermilab Experiment E791, studying the production and decay of charmed particles. Burchat received a Guggenheim Fellowship in 2005.

More profile about the speaker
Patricia Burchat | Speaker | TED.com
TED2008

Patricia Burchat: Shedding light on dark matter

پاتریشیا بورخات ماده تاریک را برای ما روشن می کند

Filmed:
1,605,112 views

پاتریشیا بورخات - فیزیکدان - دو مورد جدید از مواد اولیه جهان را برای ما روشن می کند: ماده تاریک و انرژی تاریک. این دو که روی هم رفته بیش از ۹۶ درصد آنچه در جهان وجود دارد را می سازند، قابل اندازه گیری یا مشاهده مستقیم نیستند ولی تاثیرشان در دنیا بسیار زیاد است.
- Particle physicist
Patricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:18
As a particleذره physicistفیزیکدان, I studyمطالعه the elementaryابتدایی particlesذرات
0
0
4000
من به عنوان یک فیزیکدان ذرات، روی ذرات بنیادی و
00:22
and how they interactتعامل on the mostاکثر fundamentalاساسی levelسطح.
1
4000
3000
تعامل آن ها در بنیادی ترین سطح پژوهش می کنم.
00:25
For mostاکثر of my researchپژوهش careerحرفه, I've been usingاستفاده كردن acceleratorsشتاب دهنده ها,
2
7000
3000
بیشتر عمر علمی من صرف کار با شتابدهنده ها شده است،
00:28
suchچنین as the electronالکترون acceleratorشتاب دهنده at Stanfordاستنفورد Universityدانشگاه, just up the roadجاده,
3
10000
3000
مثلا شتابدهنده الکترون ها در دانشگاه استنفورد که بالای همین جاده است،
00:31
to studyمطالعه things on the smallestکوچکترین scaleمقیاس.
4
13000
3000
پژوهش های من روی کوچکترین اجزای این دنیا متمرکز بوده است.
00:34
But more recentlyبه تازگی, I've been turningچرخش my attentionتوجه
5
16000
2000
اما اخیرا من توجه کارهای پژوهشی ام را
00:36
to the universeجهان on the largestبزرگترین scaleمقیاس.
6
18000
3000
به سمت بزرگترین چیزهایی که در این دنیا وجود دارد تغییر داده ام.
00:39
Because, as I'll explainتوضیح to you,
7
21000
2000
چرا که، همینطور که برای شما توضیح خواهم داد،
00:41
the questionsسوالات on the smallestکوچکترین and the largestبزرگترین scaleمقیاس are actuallyدر واقع very connectedمتصل.
8
23000
4000
سوالهایی که در مورد کوچکترین سطح و بزرگترین سطح مطرح است خیلی به هم مرتبط هستند.
00:45
So I'm going to tell you about our twenty-first-centuryقرن بیست و یک viewچشم انداز of the universeجهان,
9
27000
5000
من می خواهم برای شما از تصوری که ما در قرن بیست و یکم از جهان داریم صحبت بکنم.
00:50
what it's madeساخته شده of and what the bigبزرگ questionsسوالات in the physicalفیزیکی sciencesعلوم are --
10
32000
3000
اینکه جهان از چه چیز ساخته شده است و اینکه سوالات اساسی فیزیک کدام هستند.
00:53
at leastکمترین some of the bigبزرگ questionsسوالات.
11
35000
2000
لااقل به بعضی از سوالهای مهم اشاره خواهم کرد.
00:55
So, recentlyبه تازگی, we have realizedمتوجه شدم
12
37000
3000
اخیرا ما متوجه شده ایم که
00:58
that the ordinaryعادی matterموضوع in the universeجهان --
13
40000
2000
ماده معمولی در جهان،
01:00
and by ordinaryعادی matterموضوع, I mean you, me,
14
42000
3000
منظورم از ماده معمولی شما و من است،
01:03
the planetsسیارات, the starsستاره ها, the galaxiesکهکشان ها --
15
45000
2000
و سیاره ها، ستاره ها و کهکشانها،
01:05
the ordinaryعادی matterموضوع makesباعث می شود up only a fewتعداد کمی percentدرصد
16
47000
3000
این ماده معمولی درصد کمی از کل
01:08
of the contentمحتوا of the universeجهان.
17
50000
2000
محتوای جهان را تشکیل می دهد.
01:10
Almostتقریبا a quarterربع, or approximatelyتقریبا a quarterربع
18
52000
3000
ولی نزدیک به یک چهارم
01:13
of the matterموضوع in the universeجهان, is stuffچیز that's invisibleنامرئی.
19
55000
3000
از کل محتوی دنیا را ماده ای که غیر قابل مشاهده است، تشکیل می دهد.
01:16
By invisibleنامرئی, I mean it doesn't absorbجذب in the electromagneticالکترومغناطیسی spectrumطیف.
20
58000
4000
منظورم از غیر قابل مشاهده این است که امواج الکترومغناطیسی را جذب نمی کند،
01:20
It doesn't emitبیرون ریختن in the electromagneticالکترومغناطیسی spectrumطیف. It doesn't reflectمنعکس کننده.
21
62000
3000
امواج الکترومغناطیسی ساتع نمی کند. امواج الکترومغناطیسی را منعکس نمی کند.
01:23
It doesn't interactتعامل with the electromagneticالکترومغناطیسی spectrumطیف,
22
65000
2000
هیچ تعاملی با گستره امواج الکترومغناطیسی ندارند،
01:25
whichکه is what we use to detectتشخیص things.
23
67000
2000
گستره امواج الکترمغتاطیسی ابزارهای ما برای تشخیص اشیاء هستند.
01:27
It doesn't interactتعامل at all. So how do we know it's there?
24
69000
3000
مطلقا هیچ تعاملی بین ماده تاریک و این امواج وجود ندارد. پس ما اصلا چطور از وجود این ماده تاریک خبر داریم؟
01:30
We know it's there by its gravitationalگرانشی effectsاثرات.
25
72000
2000
ما از طریق تاثیرات جاذبه ای ماده تاریک است که می دانیم ماده تاریک وجود دارد.
01:32
In factواقعیت, this darkتاریک است matterموضوع dominatesغالب است
26
74000
3000
در واقع ماده تاریک بر نیروهای جاذبه ای
01:35
the gravitationalگرانشی effectsاثرات in the universeجهان on a largeبزرگ scaleمقیاس,
27
77000
3000
حاکم بر ابعاد بزرگ دنیا موثر است.
01:38
and I'll be tellingگفتن you about the evidenceشواهد for that.
28
80000
2000
من شواهد این ادعا را به شما نشان خواهم داد.
01:40
What about the restباقی مانده of the pieپای?
29
82000
2000
خوب ۷۵ درصد باقیمانده این نمودار از چه تشکیل شده است؟
01:42
The restباقی مانده of the pieپای is a very mysteriousمرموز substanceمواد calledبه نام darkتاریک است energyانرژی.
30
84000
4000
بقیه این نمودار یک چیز خیلی رمز آلود است که ما به آن انرژی تاریک می گوییم.
01:46
More about that laterبعد, OK.
31
88000
2000
بعدا بیشتر در این مورد صحبت خواهیم کرد.
01:48
So for now, let's turnدور زدن to the evidenceشواهد for darkتاریک است matterموضوع.
32
90000
3000
خوب الان بیایید در مورد شواهد مربوط به ماده تاریک صحبت بکنیم.
01:51
In these galaxiesکهکشان ها, especiallyبه خصوص in a spiralمارپیچ galaxyکهکشان like this,
33
93000
3000
در این کهکشانها مخصوصا در کهکشانهای مارپیچی شبیه به این،
01:54
mostاکثر of the massجرم of the starsستاره ها is concentratedمتمرکز شده in the middleوسط of the galaxyکهکشان.
34
96000
5000
بیشتر جرم ستاره ها در مرکز کهکشان متمرکز شده است.
01:59
This hugeبزرگ massجرم of all these starsستاره ها keepsنگه می دارد starsستاره ها in circularدایره ای orbitsمدارها in the galaxyکهکشان.
35
101000
7000
جرم بسیار زیاد این ستاره ها باعث می شود که سایر ستاره های کهکشان هم در مدارهای دایره ای به دور مرکز کهکشان در چرخش باشند.
02:06
So we have these starsستاره ها going around in circlesحلقه ها like this.
36
108000
3000
خوب، پس ما ستاره هایی داریم که در مدارهای دایره ای به این شکل در حال چرخش هستند.
02:09
As you can imagineتصور کن, even if you know physicsفیزیک, this should be intuitiveبصری, OK --
37
111000
4000
همینطور که می توانید تصور بکنید - حتی اگر فیزیک هم ندانید - می توانید این را تصور بکنید که
02:13
that starsستاره ها that are closerنزدیک تر to the massجرم in the middleوسط will be rotatingچرخش at a higherبالاتر speedسرعت
38
115000
6000
ستاره هایی که نزدیک تر به این جرم بزرگ مرکزی هستند باید سریع تر از
02:19
than those that are furtherبیشتر out here, OK.
39
121000
3000
ستاره هایی که از مرکز دورتر هستند بچرخند.
02:22
So what you would expectانتظار is that if you measuredاندازه گیری شده the orbitalمدار speedسرعت of the starsستاره ها,
40
124000
5000
پس انتظار داریم که اگر ما سرعت چرخش این ستاره ها را اندازه بگیریم
02:27
that they should be slowerآرام تر on the edgesلبه ها than on the insideداخل.
41
129000
4000
باید در حاشیه کهکشان سرعتشان کمتر از داخل خود کهکشان باشد.
02:31
In other wordsکلمات, if we measuredاندازه گیری شده speedسرعت as a functionعملکرد of distanceفاصله --
42
133000
2000
به بیان دیگر اگر ما سرعت ستاره ها را بر اساس فاصله آنها از مرکز کهکشهان اندازه گیری و رسم بکنیم
02:33
this is the only time I'm going to showنشان بده a graphنمودار, OK --
43
135000
2000
-- این آخرین باری است که من یک نمودار نشان می دهم --
02:35
we would expectانتظار that it goesمی رود down as the distanceفاصله increasesافزایش
44
137000
4000
ما انتظار داریم که با افزایش فاصله از مرکز کهکشان
02:39
from the centerمرکز of the galaxyکهکشان.
45
141000
2000
سرعت چرخش ستاره ها کاهش پیدا کند.
02:41
When those measurementsاندازه گیری ها are madeساخته شده,
46
143000
1000
اما وقتی این اندازه گیری ها انجام شد
02:42
insteadبجای what we find is that the speedسرعت is basicallyاساسا constantثابت,
47
144000
3000
بر خلاف انتظار ما متوجه شدیم که سرعت چرخش اینها ثابت است.
02:45
as a functionعملکرد of distanceفاصله.
48
147000
2000
یعنی وابسته به فاصله از مرکز نیست.
02:47
If it's constantثابت, that meansبه معنای that the starsستاره ها out here
49
149000
3000
اگر سرعت ثابت باشد، یعنی به ستاره هایی که در بیرون قرار دارند
02:50
are feelingاحساس the gravitationalگرانشی effectsاثرات of matterموضوع that we do not see.
50
152000
4000
از طرف جرمی که ما آن را نمی بینیم و از وجودش خبر نداریم، نیروی جاذبه وارد می شود.
02:54
In factواقعیت, this galaxyکهکشان and everyهرکدام other galaxyکهکشان
51
156000
3000
در واقع به نظر می رسد که این کهکشان و همه کهکشانهای دیگر
02:57
appearsظاهر می شود to be embeddedجاسازی شده in a cloudابر of this invisibleنامرئی darkتاریک است matterموضوع.
52
159000
5000
در ابری از ماده تاریک (که ما آن را نمی بینیم و قبلا از وجودش خبر نداشتیم) قرار گرفته اند.
03:02
And this cloudابر of matterموضوع is much more sphericalکروی than the galaxyکهکشان themselvesخودشان,
53
164000
4000
و این ابر ماده تاریک، خیلی کروی تر از خود کهکشان ها است.
03:06
and it extendsگسترش می یابد over a much widerگسترده تر rangeدامنه than the galaxyکهکشان.
54
168000
4000
و این ابر قطری بزرگتر از خود کهکشان دارد.
03:10
So we see the galaxyکهکشان and fixateتثبیت on that, but it's actuallyدر واقع a cloudابر of darkتاریک است matterموضوع
55
172000
4000
پس ما چون کهکشان را می بینیم به آن توجه می کنیم ولی آن ابر ماده تاریک
03:14
that's dominatingحاکم the structureساختار and the dynamicsدینامیک of this galaxyکهکشان.
56
176000
5000
که نقش مهمتری در دینامیک کهکشان دارد را نادیده می گیریم.
03:19
Galaxiesکهکشان ها themselvesخودشان are not strewnپر شده randomlyبه طور تصادفی in spaceفضا;
57
181000
3000
کهکشان ها به طور اتفاقی در فضا پخش نشده اند.
03:22
they tendگرایش داشتن to clusterخوشه.
58
184000
2000
بلکه به صورت خوشه خوشه در کنار هم جمع می شوند.
03:24
And this is an exampleمثال of a very, actuallyدر واقع, famousمشهور clusterخوشه, the Comaکاما clusterخوشه.
59
186000
3000
و این تصویر یک خوشه خیلی معروف به نام خوشه کوما است.
03:27
And there are thousandsهزاران نفر of galaxiesکهکشان ها in this clusterخوشه.
60
189000
3000
در این خوشه هزاران کهکشان قرار دارد.
03:30
They're the whiteسفید, fuzzyدرهم, ellipticalبیضوی things here.
61
192000
3000
در این تصویر کهکشان ها، این چیزهای سفیدِ بیضی شکلِ محو هستند.
03:33
So these galaxyکهکشان clustersخوشه ها -- we take a snapshotعکس فوری now,
62
195000
3000
خوب ما اگر از این خوشه های کهکشانی، امروز یک عکس بگیریم،
03:36
we take a snapshotعکس فوری in a decadeدهه, it'llآن خواهد شد look identicalیکسان.
63
198000
3000
و ده سال بعد هم یک عکس بگیریم، ظاهرا تغییری نکرده اند.
03:39
But these galaxiesکهکشان ها are actuallyدر واقع movingدر حال حرکت at extremelyفوق العاده highبالا speedsسرعت.
64
201000
4000
اما واقعیت این است که اینها با سرعتهای بسیار بسیار بالایی در حرکت هستند.
03:43
They're movingدر حال حرکت around in this gravitationalگرانشی potentialپتانسیل well of this clusterخوشه, OK.
65
205000
5000
اینها به دور حفره ی ناشی از انرژی پتانسیل گرانشی این خوشه در حال چرخش هستند.
03:48
So all of these galaxiesکهکشان ها are movingدر حال حرکت.
66
210000
2000
پس همه این کهکشهان ها در حال حرکت هستند.
03:50
We can measureاندازه گرفتن the speedsسرعت of these galaxiesکهکشان ها, theirخودشان orbitalمدار velocitiesسرعت,
67
212000
4000
ما می توانیم سرعت چرخش این کهکشانها در مدار را اندازه گیری بکنیم.
03:54
and figureشکل out how much massجرم is in this clusterخوشه.
68
216000
2000
و از روی این سرعت می توانیم جرم خوشه را محاسبه بکنیم.
03:56
And again, what we find is that there is much more massجرم there
69
218000
4000
این محاسبه هم نشان می دهد که خیلی بیش از مجموع جرم کهکشان هایی که درون یک خوشه دیده می شوند،
04:00
than can be accountedحساب شده for by the galaxiesکهکشان ها that we see.
70
222000
4000
در یک خوشه باید جرم وجود داشته باشد.
04:04
Or if we look in other partsقطعات of the electromagneticالکترومغناطیسی spectrumطیف,
71
226000
2000
اگر ما به قسمتهای دیگر گستره الکترمغناطیسی غیر از نور مرئی نگاه کنیم،
04:06
we see that there's a lot of gasگاز in this clusterخوشه, as well.
72
228000
3000
می بینیم که مقدار زیادی گاز نیز در این خوشه وجود دارد.
04:09
But that cannotنمی توان accountحساب for the massجرم eitherیا.
73
231000
2000
ولی وجود این گاز نیز برای توجیه این جرم بزرگ کافی نیست.
04:11
In factواقعیت, there appearsظاهر می شود to be about tenده timesبار as much massجرم here
74
233000
3000
در واقع به نظر می رسد که ده برابر بیشتر
04:14
in the formفرم of this invisibleنامرئی or darkتاریک است matterموضوع
75
236000
3000
از ماده ای که مشاهده می شود،
04:17
as there is in the ordinaryعادی matterموضوع, OK.
76
239000
4000
ماده تاریک غیر قابل مشاهده در این خوشه وجود دارد.
04:21
It would be niceخوب if we could see this darkتاریک است matterموضوع a little bitبیت more directlyبه طور مستقیم.
77
243000
4000
خیلی خوب بود اگر ما می توانستیم این ماده تاریک را به نحوی مستقیم تر مشاهده کنیم.
04:25
I'm just puttingقرار دادن this bigبزرگ, blueآبی blobلکه on there, OK,
78
247000
2000
من این دایره بزرگ آبی رنگ را اینجا گذاشته ام
04:27
to try to remindیادآوری کن you that it's there.
79
249000
2000
که به شما یاد آوری کنم که این جرم آنجا وجود دارد.
04:29
Can we see it more visuallyبصری? Yes, we can.
80
251000
3000
آیا ما می توانیم بهتر این ماده تاریک را ببینیم؟ بله می توانیم.
04:32
And so let me leadسرب you throughاز طریق how we can do this.
81
254000
2000
بگذارید من برایتان توضیح بدهم که چطور می توانیم این کار را انجام بدهیم.
04:34
So here'sاینجاست an observerمشاهده کننده:
82
256000
2000
فرض کنید که یک ناظر اینجا ایستاده باشد.
04:36
it could be an eyeچشم; it could be a telescopeتلسکوپ.
83
258000
2000
این ناظر می تواند یک چشم یا یک تلسکوپ باشد.
04:38
And supposeفرض کنید there's a galaxyکهکشان out here in the universeجهان.
84
260000
2000
فرض کنیم یک کهکشان هم این طرف در این قسمت از جهان وجود داشته باشد.
04:40
How do we see that galaxyکهکشان?
85
262000
2000
این ناظر چطور این کهکشان را می بینید؟
04:42
A rayاشعه of lightسبک leavesبرگها the galaxyکهکشان and travelsسفر می کند throughاز طریق the universeجهان
86
264000
3000
یک شعاع نور از آن کهکشان جدا می شود و از این مسیر طولانی در عرض جهان می گذرد،
04:45
for perhapsشاید billionsمیلیاردها دلار of yearsسالها
87
267000
2000
و شاید میلیاردها سال طول می کشد تا
04:47
before it entersوارد می شود the telescopeتلسکوپ or your eyeچشم.
88
269000
3000
به چشم ناظر یا تلسکوپ برسد.
04:50
Now, how do we deduceنتیجه گیری کنید where the galaxyکهکشان is?
89
272000
3000
خوب ناظر چطور می فهمد که این کهکشان کجا قرار دارد؟
04:53
Well, we deduceنتیجه گیری کنید it by the directionجهت that the rayاشعه is travelingمسافرت
90
275000
3000
از امتداد مسیر حرکت شعاع نور می تواند جهت آن کهکشان را بفهمد.
04:56
as it entersوارد می شود our eyeچشم, right?
91
278000
2000
درست است؟
04:58
We say, the rayاشعه of lightسبک cameآمد this way;
92
280000
2000
می گوییم شعاع نور از آن طرف می آید،
05:00
the galaxyکهکشان mustباید be there, OK.
93
282000
2000
بنابراین کهکشان مورد نظر باید آن طرف باشد.
05:02
Now, supposeفرض کنید I put in the middleوسط a clusterخوشه of galaxiesکهکشان ها --
94
284000
4000
حالا فرض کنید یک خوشه از کهکشان ها در این مسیر قرار گرفته باشد.
05:06
and don't forgetفراموش کردن the darkتاریک است matterموضوع, OK.
95
288000
2000
ماده تاریک را فراموش نکنید.
05:08
Now, if we considerدر نظر گرفتن a differentناهمسان rayاشعه of lightسبک, one going off like this,
96
290000
4000
حالا،‌ اگر ما یک شعاع دیگر نور را هم در نظر بگیریم که به این طرف در حال حرکت است.
05:12
we now need to take into accountحساب
97
294000
2000
البته باید به این مساله هم توجه کنیم که
05:14
what Einsteinانیشتین predictedپیش بینی شده when he developedتوسعه یافته generalعمومی relativityنسبیت.
98
296000
3000
همانطور که انیشتین در نظریه نسبیت عام پیش بینی کرده بود،
05:17
And that was that the gravitationalگرانشی fieldرشته, dueناشی از to massجرم,
99
299000
4000
هر جا به خاطر وجود یک جرم، میدان جاذبه ای
05:21
will deflectانحراف not only the trajectoryمسیر of particlesذرات,
100
303000
3000
وجود داشته باشد،‌ نه فقط مسیر حرکت ذراتی که از میدان عبور می کنند،
05:24
but will deflectانحراف lightسبک itselfخودش.
101
306000
3000
بلکه مسیر حرکت نور نیز تحت تاثیر میدان جاذبه، خمیده می شود.
05:27
So this lightسبک rayاشعه will not continueادامه دهید in a straightسر راست lineخط,
102
309000
3000
پس این شعاع نوری روی یک خط راست حرکت نخواهد کرد.
05:30
but would ratherنسبتا bendخم شدن and could endپایان up going into our eyeچشم.
103
312000
4000
بلکه خمیده خواهد شد و به این شکل به چشم شما وارد می شود.
05:34
Where will this observerمشاهده کننده see the galaxyکهکشان?
104
316000
3000
از دید این ناظر کهکشهان مورد نظر کجا قرار گرفته است؟
05:37
You can respondپاسخ دادن. Up, right?
105
319000
4000
جواب بدهید. بالا؟ موافقید؟
05:41
We extrapolateاستخراج backwardsعقب and say the galaxyکهکشان is up here.
106
323000
3000
اگر ما این خط را ادامه بدهیم خواهیم گفت که کهکشان ما در این بالا واقع شده است.
05:44
Is there any other rayاشعه of lightسبک
107
326000
1000
آیا اشعه نوری دیگری هم
05:45
that could make into the observer'sناظر eyeچشم from that galaxyکهکشان?
108
327000
3000
از آن کهکشان به چشم ناظر ما خواهد رسید؟
05:48
Yes, great. I see people going down like this.
109
330000
3000
بله. درست است. همانطور که بعضی از شما اشاره می کنید،
05:51
So a rayاشعه of lightسبک could go down, be bentخم شده
110
333000
2000
یک شعاع نور می تواند به سمت پایین حرکت کند و بعد به این شکل خم شود
05:53
up into the observer'sناظر eyeچشم,
111
335000
2000
و به چشم ناظر ما وارد شود.
05:55
and the observerمشاهده کننده seesمی بیند a rayاشعه of lightسبک here.
112
337000
2000
و ناظر ما یک شعاع نور در این جهت خواهد دید.
05:57
Now, take into accountحساب the factواقعیت that we liveزنده in
113
339000
2000
خوب حالا توجه داشته باشید که ما
05:59
a three-dimensionalسه بعدی universeجهان, OK,
114
341000
2000
در یک دنیای سه بعدی زندگی می کنیم.
06:01
a three-dimensionalسه بعدی spaceفضا.
115
343000
2000
در یک فضای سه بعدی.
06:03
Are there any other raysاشعه ها of lightسبک that could make it into the eyeچشم?
116
345000
3000
خوب، آیا اشعه دیگری همه وجود دارند که از آن کهکشان به چشم ما برسد؟
06:06
Yes! The raysاشعه ها would lieدروغ on a -- I'd like to see -- yeah, on a coneمخروطی.
117
348000
6000
بله! این اشعه ها روی یک - بله درست است - روی یک مخروط قرار می گیرند.
06:12
So there's a wholeکل rayاشعه of lightسبک -- raysاشعه ها of lightسبک on a coneمخروطی --
118
354000
2000
بله. پس اشعه نور روی یک مخروط قرار می گیرند.
06:14
that will all be bentخم شده by that clusterخوشه
119
356000
2000
و همه توسط آن خوشه خمیده می شوند.
06:16
and make it into the observer'sناظر eyeچشم.
120
358000
3000
و نهایتا به چشم ناظر ما می رسند.
06:19
If there is a coneمخروطی of lightسبک comingآینده into my eyeچشم, what do I see?
121
361000
5000
اگر مخروطی از نور به چشم من برسد من چه شکلی را می بینم؟
06:24
A circleدایره, a ringحلقه. It's calledبه نام an Einsteinانیشتین ringحلقه. Einsteinانیشتین predictedپیش بینی شده that, OK.
122
366000
4000
یک دایره، یک حلقه. به این دایره، حلقه انیشتین می گوییم. انیشتین این را پیش بینی کرده بود.
06:28
Now, it will only be a perfectکامل ringحلقه if the sourceمنبع, the deflectorانفجار
123
370000
5000
خوب این حلقه فقط وقتی یک دایره کامل خواهد بود که منبع و منحرف کننده و چشم ناظر،
06:33
and the eyeballابرو, in this caseمورد, are all in a perfectlyکاملا straightسر راست lineخط.
124
375000
5000
یعنی کهکشان مورد نظر و خوشه سر راه و چشم ما در یک امتداد و بر یک خط راست باشند.
06:38
If they're slightlyکمی skewedتکان دهنده, we'llخوب see a differentناهمسان imageتصویر.
125
380000
3000
اگر اینها اندکی جابجا بشوند تصویر دیگری به چشم خواهد رسید.
06:41
Now, you can do an experimentآزمایشی tonightامشب over the receptionپذیرش, OK,
126
383000
3000
امشب شما موقع شام می توانید یک آزمایش انجام بدهید.
06:44
to figureشکل out what that imageتصویر will look like.
127
386000
3000
برای اینکه بفهمید آن تصویر چه شکلی خواهد بود.
06:47
Because it turnsچرخش out that there is a kindنوع of lensلنز that we can deviseطراحی شده,
128
389000
4000
ما می توانیم یک نوع لنز تهیه کنیم که به ما نشان بدهد که
06:51
that has the right shapeشکل to produceتولید کردن this kindنوع of effectاثر.
129
393000
3000
که آن تصویر به چه شکلی باید دیده بشود.
06:54
We call this gravitationalگرانشی lensingلنز.
130
396000
2000
ما به این پدیده لنز جاذبه ای می گوییم.
06:56
And so, this is your instrumentابزار, OK.
131
398000
3000
خوب این ابزار شما است.
06:59
(Laughterخنده).
132
401000
1000
(خنده)
07:00
But ignoreچشم پوشی the topبالا partبخشی.
133
402000
3000
قسمت بالایی را نادیده بگیرید.
07:03
It's the baseپایه that I want you to concentrateتمرکز, OK.
134
405000
3000
به پایه این لیوان توجه کنید.
07:06
So, actuallyدر واقع, at home, wheneverهر زمان که we breakزنگ تفريح a wineglasswineglass,
135
408000
2000
هر وقت توی خانه ی ما یک لیوان شراب می شکند،
07:08
I saveصرفه جویی the bottomپایین, take it over to the machineدستگاه shopفروشگاه.
136
410000
2000
من پایه لیوان را به یک کارگاه می برم،
07:10
We shaveتراشیدن it off, and I have a little gravitationalگرانشی lensلنز, OK.
137
412000
4000
و آن را تراش می دهم تا یک لنز جاذبه ای کوچک تهیه کنم.
07:14
So it's got the right shapeشکل to produceتولید کردن the lensingلنز.
138
416000
2000
شکل این پایه لیوان، برای ایجاد پدیده لنز جاذبه ای مناسب است.
07:16
And so the nextبعد thing you need to do in your experimentآزمایشی
139
418000
2000
قدم بعدی برای انجام این آزمایش این است که
07:18
is grabگرفتن a napkinدستمال سفره. I grabbedگرفتار شد a pieceقطعه of graphنمودار paperکاغذ -- I'm a physicistفیزیکدان. (Laughterخنده)
140
420000
4000
یک دستمال بردارید، البته من چون فیزیکدان هستم یک کاغذ شطرنجی برداشته ام (خنده)
07:22
So, a napkinدستمال سفره. Drawقرعه کشی a little modelمدل galaxyکهکشان in the middleوسط.
141
424000
4000
پس یک دستمال بر می دارید و یک کهکشان وسط آن نقاشی می کنید.
07:26
And now put the lensلنز over the galaxyکهکشان,
142
428000
3000
حالا لنز را روی آن کهکشان می گذارید.
07:29
and what you'llشما خواهید بود find is that you'llشما خواهید بود see a ringحلقه, an Einsteinانیشتین ringحلقه.
143
431000
3000
شما کهکشان را به شکل یک حلقه می بینید. حلقه انیشتین.
07:32
Now, moveحرکت the baseپایه off to the sideسمت,
144
434000
3000
حالا پایه لیوان را کمی به یک سمت حرکت دهید.
07:35
and the ringحلقه will splitشکاف up into arcsقوس, OK.
145
437000
3000
می بینید که حلقه تبدیل به دو هلال می شود.
07:38
And you can put it on topبالا of any imageتصویر.
146
440000
2000
شما می توانید این لنز را روی هر عکسی بگذارید.
07:40
On the graphنمودار paperکاغذ, you can see
147
442000
1000
روی این کاغذ شطرنجی شما می بینید که
07:41
how all the linesخطوط on the graphنمودار paperکاغذ have been distortedتحریف شده.
148
443000
2000
چطور این خطوط خمیده شده اند.
07:43
And again, this is a kindنوع of an accurateدقیق modelمدل
149
445000
3000
این یک مدل نسبتا دقیق
07:46
of what happensاتفاق می افتد with the gravitationalگرانشی lensingلنز.
150
448000
2000
از آنچه در اثر لنز جاذبه ای رخ می دهد است.
07:48
OK, so the questionسوال is: do we see this in the skyآسمان?
151
450000
4000
حتما می پرسید: در آسمان چه چیزی می بینیم؟
07:52
Do we see arcsقوس in the skyآسمان when we look at, say, a clusterخوشه of galaxiesکهکشان ها?
152
454000
4000
آیا ما وقتی به کهکشان ها یا خوشه های کهکشانی نگاه می کنیم هلال می بینیم؟
07:56
And the answerپاسخ is yes.
153
458000
2000
جواب این است: بله
07:58
And so, here'sاینجاست an imageتصویر from the Hubbleهابل Spaceفضا Telescopeتلسکوپ.
154
460000
2000
این تصویر را تلسکوپ هابل تهیه کرده است.
08:00
Manyبسیاری of the imagesتصاویر you are seeingدیدن
155
462000
2000
خیلی از این تصویر هایی که شما می بینید
08:02
are earlierقبلا from the Hubbleهابل Spaceفضا Telescopeتلسکوپ.
156
464000
2000
قبل از تلسکوپ هابل تهیه شده اند.
08:04
Well, first of all, for the goldenطلایی shapeشکل galaxiesکهکشان ها --
157
466000
2000
این کهکشانهای طلایی را می بینید؟
08:06
those are the galaxiesکهکشان ها in the clusterخوشه.
158
468000
3000
اینها کهکشانهایی هستند که خوشه مورد نظر را می سازند،
08:09
They're the onesآنهایی که that are embeddedجاسازی شده in that seaدریا of darkتاریک است matterموضوع
159
471000
4000
اینها کهکشانهایی هستند که در دریای ماده تاریک قرار گرفته اند،
08:13
that are causingباعث می شود the bendingخم شدن of the lightسبک
160
475000
2000
و باعث خمیده شدن اشعه نور می شوند.
08:15
to causeسبب می شود these opticalنوری illusionsتوهمات, or miragesمیراژ, practicallyعملا,
161
477000
3000
و خطای دیدی که در مورد آن صحبت کردیم را
08:18
of the backgroundزمینه galaxiesکهکشان ها.
162
480000
2000
در مشاهده کهکشانهایی که پشت آنها قرار گرفته اند به وجود می آورند.
08:20
So the streaksرگه ها that you see, all these streaksرگه ها,
163
482000
3000
این رگه هایی که اینجا می بینید، همه این رگه ها
08:23
are actuallyدر واقع distortedتحریف شده imagesتصاویر of galaxiesکهکشان ها that are much furtherبیشتر away.
164
485000
4000
در واقع تصاویر تغییر شکل پیدا کرده کهکشانهای دور دست تر هستند.
08:27
So what we can do, then, is basedمستقر on how much distortionاعوجاج
165
489000
3000
حالا ما می توانیم با توجه به میزان تغییر شکل این کهکشانها
08:30
we see in those imagesتصاویر, we can calculateمحاسبه how much massجرم
166
492000
4000
جرم خوشه را
08:34
there mustباید be in this clusterخوشه.
167
496000
2000
محاسبه کنیم.
08:36
And it's an enormousعظیم amountمیزان of massجرم.
168
498000
2000
و این جرم ها خیلی خیلی زیاد هستند.
08:38
And alsoهمچنین, you can tell by eyeچشم, by looking at this,
169
500000
2000
همینطور با نگاه کردن به این شکل هم
08:40
that these arcsقوس are not centeredمرکزی on individualفردی galaxiesکهکشان ها.
170
502000
4000
می بینید که این هلال ها روی یک کهکشان خاص متمرکز نشده اند.
08:44
They are centeredمرکزی on some more spreadانتشار دادن out structureساختار,
171
506000
4000
این هلال ها گرد ساختاری بزرگتر از یک کهکشان متمرکز شده اند.
08:48
and that is the darkتاریک است matterموضوع
172
510000
4000
و این ساختار همان ماده تاریک است.
08:52
in whichکه the clusterخوشه is embeddedجاسازی شده, OK.
173
514000
3000
که خوشه درون آن قرار گرفته است.
08:55
So this is the closestنزدیکترین you can get to kindنوع of seeingدیدن
174
517000
2000
این بهترین تصویری است که شما می توانید با چشم غیر مسلح
08:57
at leastکمترین the effectsاثرات of the darkتاریک است matterموضوع with your nakedبرهنه eyeچشم.
175
519000
3000
از ماده تاریک یا لااقل آثار آن بدست بیاورید.
09:00
OK, so, a quickسریع reviewمرور then, to see that you're followingذیل.
176
522000
3000
خوب، برای اینکه مطمئن بشویم شما مطالب را تا اینجا متوجه شده اید، سریع مرور بکنیم.
09:03
So the evidenceشواهد that we have
177
525000
2000
شواهدی که ما برای اثبات وجود ماده تاریک داریم،
09:05
that a quarterربع of the universeجهان is darkتاریک است matterموضوع --
178
527000
2000
برای اینکه نشان بدهیم یک چهارم جهان از ماده تاریک تشکیل شده است،
09:07
this gravitationallyگرانشی attractingجذب stuffچیز --
179
529000
2000
همین میدان های جاذبه ای است،
09:09
is that galaxiesکهکشان ها, the speedسرعت with whichکه starsستاره ها orbitingدر حال چرخش galaxiesکهکشان ها
180
531000
4000
همان مطلب که در کهکشان ها سرعت گردش ستاره ها به دور مرکز کهکشان
09:13
is much too largeبزرگ; it mustباید be embeddedجاسازی شده in darkتاریک است matterموضوع.
181
535000
3000
خیلی بیش از حد پیش بینی است و این نشان دهنده وجود ماده تاریک در کهکشان ها است.
09:16
The speedسرعت with whichکه galaxiesکهکشان ها withinدر داخل clustersخوشه ها are orbitingدر حال چرخش is much too largeبزرگ;
182
538000
4000
سرعت چرخش کهکشان ها درون خوشه ها نیز خیلی زیاد تر از حد انتظار است.
09:20
it mustباید be embeddedجاسازی شده in darkتاریک است matterموضوع.
183
542000
2000
این هم نشان دهنده وجود ماده تاریک در خوشه ها است.
09:22
And we see these gravitationalگرانشی lensingلنز effectsاثرات, these distortionsتحریفات
184
544000
4000
و پدیده لنزهای جاذبه ای را نیز دیدیم.
09:26
that say that, again, clustersخوشه ها are embeddedجاسازی شده in darkتاریک است matterموضوع.
185
548000
3000
که باز نشان می دهد خوشه ها درون ماده تاریک قرار گرفته اند.
09:29
OK. So now, let's turnدور زدن to darkتاریک است energyانرژی.
186
551000
4000
خوب، حالا بیایید سراغ انرژی تاریک برویم.
09:33
So to understandفهمیدن the evidenceشواهد for darkتاریک است energyانرژی, we need to discussبحث و گفتگو something
187
555000
3000
برای اینکه شواهد مربوط به انرژی تاریک را درک کنیم باید به مساله ای که
09:36
that Stephenاستفان Hawkingهاوکینگ referredمعرفی شده to in the previousقبلی sessionجلسه.
188
558000
4000
استفان هاوکینگ در جلسه قبل مطرح کرد برگردیم.
09:40
And that is the factواقعیت that spaceفضا itselfخودش is expandingگسترش.
189
562000
4000
این مساله که خودِ «مکان» در حال اتساع است.
09:44
So if we imagineتصور کن a sectionبخش of our infiniteبي نهايت universeجهان --
190
566000
5000
خوب ما اگر یک قسمت از جهان بی پایانمان را در نظر بگیریم،
09:49
and so I've put down fourچهار spiralمارپیچ galaxiesکهکشان ها, OK --
191
571000
3000
مثلا من اینجا قسمتی از جهان را با چهار کهکشان مارپیچ نشان داده ام.
09:52
and imagineتصور کن that you put down a setتنظیم of tapeنوار measuresمعیارهای,
192
574000
4000
فرض کنید که چهار تا خط کش داریم.
09:56
so everyهرکدام lineخط on here correspondsمطابق است to a tapeنوار measureاندازه گرفتن,
193
578000
2000
هر یک از این خط ها یکی از این خطکش ها را نشان می دهد.
09:58
horizontalافقی or verticalعمودی, for measuringاندازه گیری where things are.
194
580000
4000
با استفاده از این خطکش ها می خواهیم بدانیم که هر یک از این کهکشانها نسبت به هم کجا قرار دارند.
10:02
If you could do this, what you would find
195
584000
2000
اگر چنین کاری ممکن بود شما متوجه می شدید که
10:04
that with eachهر یک passingگذراندن day, eachهر یک passingگذراندن yearسال,
196
586000
3000
با گذشت زمان با گذشت هر روز و هر سال،
10:07
eachهر یک passingگذراندن billionsمیلیاردها دلار of yearsسالها, OK,
197
589000
3000
و با گذشت هر یک میلیارد سال،
10:10
the distanceفاصله betweenبین galaxiesکهکشان ها is gettingگرفتن greaterبزرگتر.
198
592000
3000
فاصله بین این کهکشان ها در حال افزایش است.
10:13
And it's not because galaxiesکهکشان ها are movingدر حال حرکت
199
595000
1000
و این افزایش فاصله به خاطر این نیست که خود این کهکشان ها در حال حرکت هستند
10:14
away from eachهر یک other throughاز طریق spaceفضا.
200
596000
3000
و در فضا از هم دور می شوند.
10:17
They're not necessarilyلزوما movingدر حال حرکت throughاز طریق spaceفضا.
201
599000
2000
اینها لزوما درون فضا در حال حرکت نیستند.
10:19
They're movingدر حال حرکت away from eachهر یک other
202
601000
2000
بلکه اینها به این خاطر از هم دور می شوند که
10:21
because spaceفضا itselfخودش is gettingگرفتن biggerبزرگتر, OK.
203
603000
3000
«مکان» در حال گسترش است.
10:24
That's what the expansionگسترش of the universeجهان or spaceفضا meansبه معنای.
204
606000
4000
این معنی اتساع جهان یا بزرگ شدن مکان است.
10:28
So they're movingدر حال حرکت furtherبیشتر apartجدا از هم.
205
610000
2000
به هر حال اینها در حال دور شدن از هم هستند.
10:30
Now, what Stephenاستفان Hawkingهاوکینگ mentionedذکر شده, as well,
206
612000
4000
چیزی که استفان هاوکینز مطرح کرد این بود که
10:34
is that after the Bigبزرگ Bangانفجار, spaceفضا expandedمنبسط at a very rapidسریع rateنرخ.
207
616000
6000
بعد از بیگ بنگ «مکان» با سرعت بسیار زیادی شروع به اتساع کرد.
10:40
But because gravitationallyگرانشی attractingجذب matterموضوع
208
622000
4000
اما به خاطر اینکه ماده ی دارای خاصیتِ جاذبه
10:44
is embeddedجاسازی شده in this spaceفضا,
209
626000
2000
در این فضای رو به گسترش قرار گرفته است،
10:46
it tendsتمایل دارد to slowآرام down the expansionگسترش of the spaceفضا, OK.
210
628000
3000
انتظار می رود که این گسترش کند تر و کند تر بشود.
10:49
So the expansionگسترش slowsکند می شود down with time.
211
631000
3000
پس سرعت این اتساع باید با گذر زمان رو به کاهش باشد.
10:52
So, in the last centuryقرن, OK, people debatedبحث شد
212
634000
4000
در قرن گذشته مردم در این باره بحث هایی کردند.
10:56
about whetherچه this expansionگسترش of spaceفضا would continueادامه دهید foreverبرای همیشه;
213
638000
5000
که مثلا آیا این اتساع فضا تا ابد ادامه خواهد یافت؟
11:01
whetherچه it would slowآرام down, you know,
214
643000
2000
یا این اتساع کند خواهد شد؟
11:03
will be slowingکند شدن down, but continueادامه دهید foreverبرای همیشه;
215
645000
2000
یا این اتساع کند تر خواهد شد ولی به هر حال تا ابد ادامه خواهد یافت؟
11:05
slowآرام down and stop, asymptoticallyبه طور متناوب stop;
216
647000
5000
یا کند تر می شود و متوقف می شود و متوقف باقی می ماند؟
11:10
or slowآرام down, stop, and then reverseمعکوس, so it startsشروع می شود to contractقرارداد again.
217
652000
5000
یا اینکه کند می شود و متوقف می شود و سپس شروع به انقباض می کند؟
11:15
So a little over a decadeدهه agoپیش,
218
657000
2000
حدود ده سال قبل،
11:17
two groupsگروه ها of physicistsفیزیکدانان and astronomersاخترشناسان
219
659000
5000
دو گروه از فیزیک دان ها و اختر شناسها
11:22
setتنظیم out to measureاندازه گرفتن the rateنرخ at whichکه
220
664000
2000
تصمیم به اندازه گیری
11:24
the expansionگسترش of spaceفضا was slowingکند شدن down, OK.
221
666000
4000
سرعت کند شدن اتساع فضا گرفتند.
11:28
By how much lessکمتر is it expandingگسترش todayامروز,
222
670000
2000
یعنی این سوال که: امروز اتساع مکان چقدر کند تر از مثلا
11:30
comparedمقایسه کرد to, say, a coupleزن و شوهر of billionبیلیون yearsسالها agoپیش?
223
672000
3000
یک میلیارد سال پیش رخ می دهد؟
11:33
The startlingهیجان انگیز answerپاسخ to this questionسوال, OK, from these experimentsآزمایشات,
224
675000
5000
نتیجه شگفت آور این آزمایشات این بود که
11:38
was that spaceفضا is expandingگسترش at a fasterسریعتر rateنرخ todayامروز
225
680000
4000
سرعت اتساع مکان امروز
11:42
than it was a fewتعداد کمی billionبیلیون yearsسالها agoپیش, OK.
226
684000
3000
بیش تر از سرعت اتساع مکان در چند میلیارد سال قبل است.
11:45
So the expansionگسترش of spaceفضا is actuallyدر واقع speedingسرعت بالا up.
227
687000
3000
یعنی سرعت اتساع مکان رو به افزایش است.
11:48
This was a completelyبه صورت کامل surprisingشگفت آور resultنتيجه.
228
690000
3000
این نتیجه کاملا غیر منتظره بود.
11:51
There is no persuasiveمتقاعد کننده theoreticalنظری argumentبحث و جدل for why this should happenبه وقوع پیوستن, OK.
229
693000
6000
هیچ توجیه قابل قبولی برای اینکه چطور چنین چیزی ممکن است وجود ندارد.
11:57
No one was predictingپیش بینی aheadدر پیش of time this is what's going to be foundپیدا شد.
230
699000
3000
هیچ کس پیش بینی نمی کرد که چنین نتیجه ای از این آزمایش ها بدست بیاید.
12:00
It was the oppositeمخالف of what was expectedانتظار می رود.
231
702000
2000
اینها دقیقا خلاف آنچه انتظار می رفت هستند.
12:02
So we need something to be ableتوانایی to explainتوضیح that.
232
704000
3000
پس ما نیاز به چیزی داریم که این نتایج را به کمک آن توضیح بدهیم.
12:05
Now it turnsچرخش out, in the mathematicsریاضیات,
233
707000
2000
معلوم شد که به لحاظ ریاضی
12:07
you can put it in as a termدوره that's an energyانرژی,
234
709000
4000
شما می توانید یک مولفه «انرژی» به معادلات اضافه کنید.
12:11
but it's a completelyبه صورت کامل differentناهمسان typeتایپ کنید of energyانرژی
235
713000
1000
البته این انرژی متفاوت با همه
12:12
from anything we'veما هستیم ever seenمشاهده گردید before.
236
714000
2000
انرژی هایی است که قبلا دیده ایم.
12:14
We call it darkتاریک است energyانرژی,
237
716000
2000
برای همین ما به این انرژی، انرژی تاریک می گوییم.
12:16
and it has this effectاثر of causingباعث می شود spaceفضا to expandبسط دادن.
238
718000
3000
و تاثیر آن این است که باعث اتساع فضا می شود.
12:19
But we don't have a good motivationانگیزه
239
721000
2000
ولی خوب هنوز ما انگیزش کافی
12:21
for puttingقرار دادن it in there at this pointنقطه, OK.
240
723000
2000
برای اینکه این مساله را بپذیریم نداریم.
12:23
So it's really unexplainedناشناخته است as to why we need to put it in.
241
725000
3000
یعنی هنوز برای ما روشن نیست چرا باید این فاکتور را وارد معادلات کنیم.
12:26
Now, so at this pointنقطه, then, what I want to really emphasizeاهمیت دادن to you,
242
728000
4000
در اینجا چیزی که من باید واقعا برای شما تاکید کنم،
12:30
is that, first of all, darkتاریک است matterموضوع and darkتاریک است energyانرژی
243
732000
2000
این است که اولا ماده تاریک و انرژی تاریک،
12:32
are completelyبه صورت کامل differentناهمسان things, OK.
244
734000
2000
دو چیز کاملا متفاوت هستند.
12:34
There are really two mysteriesاسرار out there as to what makesباعث می شود up mostاکثر of the universeجهان,
245
736000
4000
این دو، دو راز متفاوت در مورد ماده تشکیل دهنده قسمت عمده جهان هستند.
12:38
and they have very differentناهمسان effectsاثرات.
246
740000
3000
و تاثیرات خیلی متفاوتی نیز در دنیا دارند.
12:41
Darkتاریکی matterموضوع, because it gravitationallyگرانشی attractsجذب می کند,
247
743000
3000
ماده تاریک، به خاطر کشش جاذبه ای اش،
12:44
it tendsتمایل دارد to encourageتشويق كردن the growthرشد of structureساختار, OK.
248
746000
4000
به تشکیل ساختارها و رشد آنها کمک می کند.
12:48
So clustersخوشه ها of galaxiesکهکشان ها will tendگرایش داشتن to formفرم,
249
750000
3000
برای همین خوشه های کهکشانی تشکیل می شوند،
12:51
because of all this gravitationalگرانشی attractionجاذبه.
250
753000
2000
به خاطر همین کشش جاذبه ای است که خوشه های کهکشانی شکل می گیرند.
12:53
Darkتاریکی energyانرژی, on the other handدست,
251
755000
2000
در مقابل، انرژی تاریک،
12:55
is puttingقرار دادن more and more spaceفضا betweenبین the galaxiesکهکشان ها,
252
757000
4000
فاصله کهکشان ها را مدام افزایش می دهد.
12:59
makesباعث می شود it, the gravitationalگرانشی attractionجاذبه betweenبین them decreaseنزول کردن,
253
761000
3000
و باعث کاهش کشش جاذبه ای بین آنها می شود.
13:02
and so it impedesمانع می شود the growthرشد of structureساختار.
254
764000
3000
و به همین خاطر رشد این ساختارها را کند می کند.
13:05
So by looking at things like clustersخوشه ها of galaxiesکهکشان ها,
255
767000
3000
بنابراین با مشاهده چیزهایی مثل خوشه های کهکشانی،
13:08
and how they -- theirخودشان numberعدد densityچگالی,
256
770000
4000
و اینکه چطور تشکیل شده اند و تعداد آنها و چگالی آنها،
13:12
how manyبسیاری there are as a functionعملکرد of time --
257
774000
2000
و تعداد آنها بر حسب زمان،
13:14
we can learnیاد گرفتن about how darkتاریک است matterموضوع and darkتاریک است energyانرژی
258
776000
4000
ما می توانیم اطلاعات بیشتری در مورد ماده تاریک و انرژی تاریک بدست آوریم.
13:18
competeرقابت کن againstدر برابر eachهر یک other in structureساختار formingشکل گیری.
259
780000
3000
و اینکه چگونه رقابت اینها باعث تشکیل این ساختارها می شود.
13:21
In termsاصطلاحات of darkتاریک است matterموضوع, I said that we don't have any,
260
783000
3000
من گفتم که ما هنوز
13:24
you know, really persuasiveمتقاعد کننده argumentبحث و جدل for darkتاریک است energyانرژی.
261
786000
4000
استدلال قانع کننده ای برای وجود انرژی تاریک نداریم.
13:28
Do we have anything for darkتاریک است matterموضوع? And the answerپاسخ is yes.
262
790000
3000
آیا برای وجود ماده تاریک استدلال قانع کننده ای وجود دارد؟ جواب مثبت است.
13:31
We have well-motivatedخوب انگیزه candidatesنامزدهای for the darkتاریک است matterموضوع.
263
793000
3000
ما نامزدهایی با پشتوانه قوی برای ماده تاریک داریم.
13:34
Now, what do I mean by well motivatedانگیزه?
264
796000
3000
خوب منظور من از پشتوانه قوی چیست؟
13:37
I mean that we have mathematicallyاز نظر ریاضی consistentاستوار theoriesنظریه ها
265
799000
5000
منظور من تئوری هایی است که به لحاظ ریاضی همخوان هستند،
13:42
that were actuallyدر واقع introducedمعرفی کرد
266
804000
2000
و در واقع از اول برای
13:44
to explainتوضیح a completelyبه صورت کامل differentناهمسان phenomenonپدیده, OK,
267
806000
3000
توضیح پدیده های دیگری وضع شده اند.
13:47
things that I haven'tنه even talkedصحبت کرد about,
268
809000
2000
چیزهایی که ما در موردشان صحبت نکردیم.
13:49
that eachهر یک predictپیش بینی the existenceوجود داشتن
269
811000
3000
ولی این تئوری ها وجود ذرات جدیدی
13:52
of a very weaklyضعیف interactingتعامل, newجدید particleذره.
270
814000
3000
که به طور ضعیف با سایر ذرات تعامل دارند را پیش بینی کرده اند.
13:55
So, this is exactlyدقیقا what you want in physicsفیزیک:
271
817000
2000
این دقیقا چیزی است که در فیزیک ما دنبال آن می گردیم.
13:57
where a predictionپیش بینی comesمی آید out of a mathematicallyاز نظر ریاضی consistentاستوار theoryتئوری
272
819000
4000
وقتی یک پیش بینی از نظریه ای که به لحاظ ریاضی هم خوان است بیرون می آید،
14:01
that was actuallyدر واقع developedتوسعه یافته for something elseچیز دیگری.
273
823000
2000
که آن نظریه از اول برای حل مساله دیگری ارائه شده است،
14:03
But we don't know if eitherیا of those
274
825000
3000
ولی ما نمی دانیم که آیا هیچ یک از این ها
14:06
are actuallyدر واقع the darkتاریک است matterموضوع candidateنامزد, OK.
275
828000
3000
همان نامزد مورد نظر ما برای ماده تاریک هستند.
14:09
One or bothهر دو, who knowsمی داند? Or it could be something completelyبه صورت کامل differentناهمسان.
276
831000
3000
یکی یا دو تا از این نامزدها می توانند جواب سوال ما باشند. شاید هم جواب چیز دیگری باشد.
14:12
Now, we look for these darkتاریک است matterموضوع particlesذرات
277
834000
2000
فعلا ما به دنبال این ذرات ماده تاریک هستیم،
14:14
because, after all, they are here in the roomاتاق, OK,
278
836000
3000
چونکه به هر حال اینها اینجا در این اتاق هم هستند،
14:17
and they didn't come in the doorدرب.
279
839000
1000
و البته اینها از درِ اتاق وارد نشده اند.
14:18
They just passعبور throughاز طریق anything.
280
840000
2000
اینها از درونِ همه چیز رد می شوند،
14:20
They can come throughاز طریق the buildingساختمان, throughاز طریق the Earthزمین --
281
842000
2000
اینها از لابلای ساختمان، از درون زمین رد شده اند،
14:22
they're so non-interactingغیر تعامل.
282
844000
2000
اینها با هیچ چیز تعامل نمی کنند و در نتیجه می توانند از همه چیز رد بشوند.
14:24
So one way to look for them is to buildساختن detectorsآشکارسازها
283
846000
3000
خوب یک راه برای تشخیص اینها ساختن آشکارگر هایی است
14:27
that are extremelyفوق العاده sensitiveحساس to a darkتاریک است matterموضوع particleذره comingآینده throughاز طریق and bumpingتندباد it.
284
849000
4000
که خیلی خیلی به ذرات ماده تاریک که وارد آن می شوند و به آن بر خورد می کنند حساس هستند.
14:31
So a crystalکریستال that will ringحلقه if that happensاتفاق می افتد.
285
853000
3000
مثل یک بلوری که با برخورد اینها می لرزد.
14:34
So one of my colleaguesهمکاران up the roadجاده and his collaboratorsمشارکت کنندگان
286
856000
2000
یکی از همکاران من که آخر همین خیابان کار می کند با کمک همکارانش
14:36
have builtساخته شده suchچنین a detectorآشکارساز.
287
858000
2000
یک آشکارگر ساخته اند.
14:38
And they'veآنها دارند put it deepعمیق down in an ironاهن mineمال خودم in Minnesotaمینه سوتا,
288
860000
3000
و این آشکار گر را در اعماق یک معدن آهن در مینسوتا قرار داده اند.
14:41
OK, deepعمیق underزیر the groundزمینی, and in factواقعیت, in the last coupleزن و شوهر of daysروزها
289
863000
3000
در اعماق زمین. و همین دو سه روز پیش
14:44
announcedاعلام کرد the mostاکثر sensitiveحساس resultsنتایج so farدور.
290
866000
3000
دقیق ترین نتایج شان را منتشر کردند. نتیجه کارشان این است که
14:47
They haven'tنه seenمشاهده گردید anything, OK, but it putsقرار می دهد limitsمحدودیت ها on what the massجرم
291
869000
3000
هنوز هیچ چیزی پیدا نکرده اند! این یافته منفی خودش می تواند محدوده ی جستجو را مشخص تر کند.
14:50
and the interactionاثر متقابل strengthاستحکام of these darkتاریک است matterموضوع particlesذرات are.
292
872000
3000
و قدرت تعامل ذرات ماده تاریک را مشخص تر کند.
14:53
There's going to be a satelliteماهواره telescopeتلسکوپ launchedراه اندازی شد laterبعد this yearسال
293
875000
4000
قرار است اواخر امسال یک تلسکوپ فضایی به فضا فرستاده شود،
14:57
and it will look towardsبه سمت the middleوسط of the galaxyکهکشان,
294
879000
3000
که به سمت مرکز کهکشان نگاه خواهد کرد،
15:00
to see if we can see darkتاریک است matterموضوع particlesذرات annihilatingنابود کردن
295
882000
2000
تا شاید بتواند از بین رفتن ذرات ماده تاریک را که
15:02
and producingتولید gammaگاما raysاشعه ها that could be detectedشناسایی شده with this.
296
884000
4000
باعث انتشار امواج گاما می شود ثبت کند.
15:06
The Largeبزرگ Hadronهادرون ColliderCollider, a particleذره physicsفیزیک acceleratorشتاب دهنده,
297
888000
3000
LHC که یک شتابگر ذرات بنیادی است،
15:09
that we'llخوب be turningچرخش on laterبعد this yearسال.
298
891000
3000
قرار است امسال راه اندازی شود.
15:12
It is possibleامکان پذیر است that darkتاریک است matterموضوع particlesذرات mightممکن be producedتولید شده
299
894000
3000
ممکن است که ذرات ماده تاریک در LHC
15:15
at the Largeبزرگ Hadronهادرون ColliderCollider.
300
897000
2000
تولید بشوند.
15:17
Now, because they are so non-interactiveغیر تعاملی,
301
899000
1000
از آنجا که این ذرات خیلی غیر تعاملی هستند،
15:18
they will actuallyدر واقع escapeدر رفتن the detectorآشکارساز,
302
900000
3000
در واقع از دست آشکارگرها فرار خواهند کرد.
15:21
so theirخودشان signatureامضا will be missingگم شده energyانرژی, OK.
303
903000
3000
در نتیجه رد پای این ذرات به شکل انرژی گم شده خواهد بود.
15:24
Now, unfortunatelyمتاسفانه, there is a lot of newجدید physicsفیزیک
304
906000
3000
البته متاسفانه در فیزیکِ ذراتِ جدید، ذراتِ ناشناخته ی زیادی وجود دارد که
15:27
whoseکه signatureامضا could be missingگم شده energyانرژی,
305
909000
2000
آنها هم امضایی به شکل انرژی گم شده دارند.
15:29
so it will be hardسخت to tell the differenceتفاوت.
306
911000
2000
و این قضیه را کمی سخت خواهد کرد.
15:31
And finallyسرانجام, for futureآینده endeavorsتلاش می کند, there are telescopesتلسکوپ beingبودن designedطراحی شده
307
913000
5000
در آخر باید بگویم که برای اکتشافات آینده تلسکوپ های جدیدی در حال طراحی است،
15:36
specificallyبه طور مشخص to addressنشانی the questionsسوالات of darkتاریک است matterموضوع and darkتاریک است energyانرژی --
308
918000
4000
اختصاصا برای پاسخ به سوالهایی که ما درباره ماده تاریک و انرژی تاریک داریم.
15:40
ground-basedمبتنی بر زمین telescopesتلسکوپ, and there are threeسه space-basedبر اساس فضا telescopesتلسکوپ
309
922000
3000
چند تلسکوپ زمینی و ۳ تلسکوپ فضایی در حال ساخت هستند.
15:43
that are in competitionرقابت right now
310
925000
2000
این ۳ تلسکوپ فضایی فعلا در حال رقابت با هم هستند.
15:45
to be launchedراه اندازی شد to investigateتحقیق کردن darkتاریک است matterموضوع and darkتاریک است energyانرژی.
311
927000
3000
که کدام زودتر به فضا فرستاده شوند و پژوهش بر ماده تاریک و انرژی تاریک را شروع کنند.
15:48
So in termsاصطلاحات of the bigبزرگ questionsسوالات:
312
930000
2000
خوب سوالهای مهم اینها هستند:
15:50
what is darkتاریک است matterموضوع? What is darkتاریک است energyانرژی?
313
932000
2000
ماده تاریک چیست؟ انرژی تاریک چیست؟
15:52
The bigبزرگ questionsسوالات facingروبرو شدن physicsفیزیک.
314
934000
2000
اینها سوالات مهم فیزیک هستند.
15:54
And I'm sure you have lots of questionsسوالات,
315
936000
3000
مطمئن هستم که شما هم خیلی سوال دارید.
15:57
whichکه I very much look forwardرو به جلو to addressingخطاب به
316
939000
2000
من امیدوارم که در این ۷۲ ساعتی
15:59
over the nextبعد 72 hoursساعت ها, while I'm here. Thank you.
317
941000
2000
که اینجا هستم بتوانم به آنها جواب بدهم. متشکرم.
16:01
(Applauseتشویق و تمجید)
318
943000
3000
(تشویق)
Translated by Ali Moeeny
Reviewed by Hasan Moeeni

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Patricia Burchat - Particle physicist
Patricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe.

Why you should listen

Patricia Burchat studies the universe's most basic ingredients -- the mysterious dark energy and dark matter that are massively more abundant than the visible stars and galaxies. She is one of the founders of the BaBar Collaboration at the Stanford Linear Accelerator Center, a project that's hoping to answer the question, "If there are as many anti-particles as there are particles, why can't we see all these anti-particles?"

She's a member of the Large Synoptic Survey Telescope project, which will allow scientists to monitor exploding supernovae and determine how fast the universe is expanding -- and map how mass is distributed throughout the universe. She's also part of Fermilab Experiment E791, studying the production and decay of charmed particles. Burchat received a Guggenheim Fellowship in 2005.

More profile about the speaker
Patricia Burchat | Speaker | TED.com