TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
جيريمي كاسدين: حاجبة النجوم وردية الشكل والتي ستساعدنا على اكتشاف كواكب شبيهة بالأرض.
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
يعتقد العلماء بأن كل نجم في مجرة ما لديه كواكب، وخمس تلك النجوم لديها كوكب قد توجد عليه حياة. لكننا لم نرها، حتى الآن. يحاول جيرمي كاسدين وفريقه تغيير ذلك بهندسة وتصميم قطعة خيالية تدعى "حاجبة النجم" وردية الشكل، والتي ستسمح لتيليسكوب يبعد عنها 50000 كيلومتر بتصوير والتقاط الكواكب. إنها وكما يقول "أروع" علم ممكن.
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
The universe is teeming with planets.
0
515
3603
الكون يزخر بالكواكب.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
أريد، في العقد القادم
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
أن نبني تيليسكوبا
يكون قادرًا على تصوير
يكون قادرًا على تصوير
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
كوكب شمسي شبيه بالأرض
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
ويستنتج ما إذا كان هناك
حياة عليه.
حياة عليه.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
أنا وزملائي في مختبر
ناسا للدفع النفّاث (JPL)
ناسا للدفع النفّاث (JPL)
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
في برينستون نعمل على تكنولوجيا
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
قادرة على فعل ذلك في السنوات المقبلة.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
علماء الفلك الآن يعتقدون بأن كل نجم
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
في المجرة لديه كواكب،
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
ويخمّنون بأن حوالي خمس هذه النجوم
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
لديها كوكب شبيه بالأرض
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
قد يكون عليه حياة
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
لكننا لم نر أيًا منها.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
نحن فقط اكتشفناها بطريقة غير مباشرة.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
هذه صورة النقطة الباهتة الزرقاء
المشهورة لناسا.
المشهورة لناسا.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
أُلتقطت بواسطة القمر الصناعي
فوياجر عام 1990،
فوياجر عام 1990،
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
عندما جعلوه ينعطف
وهو يخرج من النظام الشمسي
وهو يخرج من النظام الشمسي
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
ليلتقط صورة للأرض
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
من بُعد ستة ملايير كيلومتر.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
أريد أن ألتقط ذلك
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
لكوكب شمسي شبيه بالأرض.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
لماذا لم نفعل ذلك إلى الآن؟
لماذا هو بتلك الصعوبة؟
لماذا هو بتلك الصعوبة؟
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
حسنًا لنرى، لنتخيل أننا أخذنا
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
تيليسكوب هابل الفضائي
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
وجعلناه ينعطف ويتحرك
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
باتجاه مدار المريخ.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
سنرى شيئًا مثل هذا،
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
صورة مشوشة قليلًا للأرض،
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
وذلك لأننا تيليسكوب صغير إلى حد ما
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
في مدار المريخ.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
والآن دعونا نبتعد عشر مرات أكثر
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
نحن هنا في مدار أورانوس.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
أصبحت الصورة أصغر،
أقل تفصيلا، وأقل دقة.
أقل تفصيلا، وأقل دقة.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
ما زال بإمكاننا رؤية القمر الصغير،
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
لكن دعونا نبتعد مرة آخرى
عشر مرات أكثر.
عشر مرات أكثر.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
نحن هنا على حافة النظام الشمسي،
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
على حزام كويبر.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
الآن أصبحت الدقة معدومة تمامًا.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
إنها تلك النقطة الزرقاء الباهتة
لكارل ساغان.
لكارل ساغان.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
لكن أيضًا ومرة آخرى
دعونا نبتعد عشر مرات أكثر
دعونا نبتعد عشر مرات أكثر
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
نحن هنا على سحب أوورت،
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
خارج النظام الشمسي،
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
بدأنا نرى أن الشمس
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
قد دخلت في مجال الرؤية
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
وتحركت باتجاه الكوكب.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
مرة أخرى، وعشر مرات أبعد.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
نحن على ألفا سانتوري،
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
أقرب شمس مجاورة لنا،
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
الكوكب قد اختفى.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
كل ما نراه هو صورة كبيرة مشعة للنجم
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
يشع عشرة ملايير ضعف الكوكب
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
والذي يفترض بأن يكون تلك
الدائرة الصغيرة الحمراء.
الدائرة الصغيرة الحمراء.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
ذلك ما نود رؤيته، ذلك هو
سبب صعوبة الأمر.
سبب صعوبة الأمر.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
شعاع نور النجم يحيد،
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
إنه ينتشر داخل التيليسكوب،
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
مولدًا تلك الصورة المشعة
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
والتي تحجب رؤية الكوكب.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
ولكي نرى الكوكب،
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
يجب أن نفعل شيئا حيال ذلك الشعاع.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
يجب أن نتخلص منه.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
لدي الكثير من الزملاء يعملون
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
على تكنولوجيا رائعة لفعل ذلك،
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
واليوم أريد إخباركم بأحدها
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
والتي أعتقد أنها الأفضل،
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
والتي ستساعدنا على الأرجح
على رؤية أرض
على رؤية أرض
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
في العقد المقبل.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
من اقترح هذه الفكرة كان لايمان سبيتزر،
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
صاحب فكرة تيليسكوب الفضاء،
عام 1962،
عام 1962،
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
وقد استلهم الفكرة من الكسوف.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
كلكم قد رأيتموه، كسوف الشمس.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
القمر يتحرك أمام الشمس.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
فيحجب أغلب أشعتها
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
وعندها نستطيع رؤية الهالة المحيطة بها.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
سيحدث نفس الشي لو وضعت إبهامي
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
وحجبت أشعة ذلك النور
المتجه نحو عيني،
المتجه نحو عيني،
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
أستطيع رؤيتكم في الصف الخلفي.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
حسنًا، مالذي يحدث هنا؟
02:49
Well the moon
78
157579
1945
حسنا، القمر
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
يحدث ظلًا في الأسفل على الأرض
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
فلو وضعنا تيليسكوبا
أو كاميرا في ذلك الظل،
أو كاميرا في ذلك الظل،
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
ونظرنا إلى الشمس
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
بعد أن حُجبت أشعتها
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
نستطيع أن نرى ذلك الضوء الخافت
والتفاصيل الدقيقة في الهالة المحيطة.
والتفاصيل الدقيقة في الهالة المحيطة.
03:02
in the corona.
84
170415
1275
وقد اقترح سبيتزر أن نفعل ذلك في الفضاء.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
نبني شاشة عملاقة، ونرسلها إلى الفضاء
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
ونجعلها تتحرك أمام النجم.
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
فتحجب أغلب أشعته،
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
ثم نرسل تيليسكوب فضائي
إلى الظل المحدث،
إلى الظل المحدث،
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
وعندها ياللروعة، سنرى الكواكب.
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
سيبدو ذلك تقريبًا كهذا.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
تلك هي الشاشة العملاقة،
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
وهناك لا نرى أية كواكب،
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
لأنها للأسف لا تعمل بالشكل المطلوب،
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
ذلك بسبب أن الأشعة
والموجات الضوؤية
والموجات الضوؤية
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
تحيد حول الشاشة
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
بنفس الطريقة مع التيليسكوب.
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
ذلك مثل موجات الماء الجاري
الملتفة حول صخرة
الملتفة حول صخرة
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
وكل ذلك الشعاع يشوه الظل
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
وكل ذلك الضوء يخرب الظل.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
إنه ظل فظيع. لا يمكننا رؤية الكواكب.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
لكن سبيتزر قد وجد الحل.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
لو استطعنا تعديل
وتنعيم تلك الحواف
وتنعيم تلك الحواف
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
وتحكمنا في حيود الضوء،
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
عندها فقط، سنستطيع رؤية كوكب،
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
وخلال العشر سنوات الماضية، استطعنا
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
أن نجد الحل الأنسب لفعل ذلك.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
سيبدو شيئًا كهذا.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
وقد أسميناه ب"بتلات الوردة الحاجبة للنجم".
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
لو استطعنا جعل حواف هذه البتلات مناسبة تمامًا،
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
لو تحكمنا في شكلها،
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
سنستطيع التحكم في حيود الضوء،
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
وسيصبح لدينا الآن ظل رائع.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
أعتم بـ 10 ملايير مرة من السابق،
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
سنستطيع عندها رؤية الكواكب تظهر هكذا.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
وذلك بالطبع، يجب أن يكون أكبر من إبهامي.
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
حجم حاجبة النجم تلك
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
نصف مساحة ملعب كرة قدم
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
وعليها أن تبتعد مسافة 50000 كيلومتر
من التيليسكوب
من التيليسكوب
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
الذي يجب أن يكون مثبّت تحت ظلها،
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
وعندها سنرى تلك الكواكب.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
يبدو ذلك صعبًا جدًا،
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
لكن المهندسين العباقرة،
زملائي في JPL،
زملائي في JPL،
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
ابتكروا تصميم رائع للغاية لكيفية عمل ذلك
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
وسيبدو كهذا.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
في البداية سيكون ملتفًا حول محور.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
ثم ينفصل عن التيليسكوب.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
فتنتشر البتلات وتتفتح،
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
بعدها ينعطف التيليسكوب.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
ثم سترونها تنقلب وتطير مبتعدة
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
بـ50000 كيلومترا عن التيليسكوب.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
سوف تتحرك أمام النجم
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
كما ترون تمامًا، مولدةً ظل رئع.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
يا سلام، التقطنا الكواكب وهي تدور حوله.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(تصفيق)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
شكرًا لكم.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
ذلك ليس بخيال علمي.
04:59
We've been working on this
for the last five or six years.
for the last five or six years.
137
287950
2563
نحن نعمل على ذلك منذ خمس
أو ست سنوات.
أو ست سنوات.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
في الصيف السابق،
أجرينا اختبارا رهيبا
أجرينا اختبارا رهيبا
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
في شركة نورثروب غرومان
في كاليفورنيا.
في كاليفورنيا.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
تلك أربع بتلات.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
حاجبات شمس صغيرة.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
نصف حجم التي رأيتموها سابقًا.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
تشاهدون الآن البتلات وهي تتفتح.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
تلك الأربع بتلات
صممها أربعة تلاميذ
صممها أربعة تلاميذ
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
أثناء تدريبهم الصيفي في الـ JPL.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
تشاهدونها الآن وهي تنتشر.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
يجب أن تتناوب تلك البتلات في المكان.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
قاعدة تلك البتلات
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
يجب أن تنتقل كل مرة إلى نفس المكان
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
في حدود عُشر المليمتر
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
أجرينا هذا الاختبار 16 مرة،
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
وفي الـ 16 مرة، انتقلت
إلى نفس المكان تمامًا
إلى نفس المكان تمامًا
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
إلى عُشر المليمتر.
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
يجب أن تكون هذه العملية دقيقة جدًا.
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
لو استطعنا عمل ذلك،
لو استطعنا بناء هذه التكونولوجيا،
لو استطعنا بناء هذه التكونولوجيا،
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
ثم استطعنا إطلاقها إلى الفضاء،
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
قد تستطيعون عندها
مشاهدة شيء كهذا.
مشاهدة شيء كهذا.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
تلك الصورة لواحد
من أقرب النجوم المجاورة لنا
من أقرب النجوم المجاورة لنا
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
ألتقطت بالتيليسكوب الفضائي هابل.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
لو استطعنا أن نأخذ
تيليسكوبا فضائيا مشابها،
تيليسكوبا فضائيا مشابها،
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
أكبر منه قليلًا،
05:49
put it out there,
162
337956
1422
ونرسله إلى هناك،
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
ونضع هذه الستارة أمامه،
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
سيكون ما نراه شيئًا شبيها ً بهذا -
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
تلك عائلتنا المتخيلة للمجموعة الشمسية -
لكنها ليست مجموعتنا.
لكنها ليست مجموعتنا.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
نتمنى أن تكون المجموعة الشمسية
لآخرين
لآخرين
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
كما تُرى عن طريق الستارة،
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
أو من خلال حاجبة النجم تلك.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
تستطيعون مشاهدة المشتري، وزحل،
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
وأورانوس، ونيبتون، وهناك في المنتصف،
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
بجانب الضوء الخافت
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
إنها النقطة الزرقاء الباهتة.
إنها الأرض.
إنها الأرض.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
نريد أن نرى ذلك، أن نرى الماء،
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
والأكسجين، والأوزون،
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
وتلك الأشياء التي قد تخبرنا بوجود حياة.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
أعتقد أن هذا هو أروع علم ممكن.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
وهذا ما دفعني لعمل ذلك،
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
لإيماني بأن ذلك سيغير العالم.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
ذلك سيغير كل شئ عندما
نتمكن من رؤية ذلك.
نتمكن من رؤية ذلك.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
شكرًا لكم.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finderUsing innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds.
Why you should listen
At Princeton’s High Contrast Imaging Laboratory, Jeremy Kasdin is collaborating on a revolutionary space-based observatory that will unveil previously unseen (and possibly Earth-like) planets in other solar systems.
One of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
More profile about the speakerOne of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com