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Space, the final frontier.
翻訳: Tomoyuki Suzuki 校正: Masako Kigami
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I first heard these words when I was just six years old,
「宇宙 それは究極のフロンティア」
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and I was completely inspired.
この言葉を初めて耳にしたのは まだ6歳の時のことです
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I wanted to explore strange new worlds.
その言葉に心を躍らせて
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I wanted to seek out new life.
この不思議な新世界を 探求したいと思いました
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I wanted to see everything that the universe had to offer.
新たな生命を探し出し
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And those dreams, those words, they took me on a journey,
宇宙から来るものは 全て見たいと思いました
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a journey of discovery,
この夢と言葉に導かれ 発見を目指す道のりを歩み
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through school, through university,
この夢と言葉に導かれ 発見を目指す道のりを歩み
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to do a PhD and finally to become a professional astronomer.
学校、大学で学び
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Now, I learned two amazing things,
博士号を取得して ついには 天文学者になりました
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one slightly unfortunate,
さて 私は驚くべきことを 2つ学びました
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when I was doing my PhD.
そのうちの1つは
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I learned that the reality was
博士課程の時に学んだ すこし残念なことです
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I wouldn't be piloting a starship anytime soon.
それは近い将来に
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But I also learned that the universe is strange, wonderful and vast,
自分が宇宙船を操縦するなどということは 実現しないということです
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actually too vast to be explored by spaceship.
しかし同時に 宇宙は奇妙で 素晴らしく しかも 広大であるということも学びました
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And so I turned my attention to astronomy, to using telescopes.
あまりにも広大なので 宇宙船では探求できないほどです
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Now, I show you before you an image of the night sky.
そこで 望遠鏡を使って天文学を 研究することにしました
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You might see it anywhere in the world.
ご覧になっているのは 夜空の写真です
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And all of these stars are part of our local galaxy, the Milky Way.
世界の至る所で見ることが できるようなものです
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Now, if you were to go to a darker part of the sky,
ここに映し出されているのは全て 我々が住んでいる銀河系の星です
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a nice dark site, perhaps in the desert,
より暗い部分に目を向けてみると
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you might see the center of our Milky Way galaxy
砂漠といった 真っ暗な場所に行けば
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spread out before you, hundreds of billions of stars.
銀河系の中心部を 見ることができるかもしれません
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And it's a very beautiful image.
そこには何千億という星が 広がっています
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It's colorful.
とても美しい画像です
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And again, this is just a local corner of our universe.
カラフルです
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You can see there's a sort of strange dark dust across it.
でもやはり ここは宇宙の ほんの片隅に過ぎません
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Now, that is local dust
横に広がった不思議な 暗い塵のようなものが見えます
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that's obscuring the light of the stars.
これは局所的に分布する塵で
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But we can do a pretty good job.
星が発した光を ぼんやりとさせています
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Just with our own eyes, we can explore our little corner of the universe.
でも我々には 高度な技術があります
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It's possible to do better.
裸眼でも この宇宙の片隅を 探索することができますが
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You can use wonderful telescopes like the Hubble Space Telescope.
もっと良く見ることも可能です
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Now, astronomers have put together this image.
素晴らしい望遠鏡 ハッブル宇宙望遠鏡による観測です
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It's called the Hubble Deep Field,
宇宙学者が繋ぎ合わせた画像が これです
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and they've spent hundreds of hours observing just a tiny patch of the sky
「ハッブル・ディープ・フィールド」は
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no larger than your thumbnail held at arm's length.
空のほんの僅かな領域を 何百時間もかけて観測したもので
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And in this image
その視野は 腕を伸ばした時の 親指の大きさよりも狭い程度です
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you can see thousands of galaxies,
この画像には
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and we know that there must be hundreds of millions, billions of galaxies
何千もの銀河が映っていますが
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in the entire universe,
全宇宙には 何千億の銀河があるはずだと
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some like our own and some very different.
考えられています
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So you think, OK, well, I can continue this journey.
中には我が銀河系と似たものも とても異なるものもあります
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This is easy. I can just use a very powerful telescope
「良く分かった」とお思いでしょうが 私の探求はまだ続きます
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and just look at the sky, no problem.
とても高性能な望遠鏡を 使えば簡単にできることで
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It's actually really missing out if we just do that.
空を見上げるだけでOKです
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Now, that's because everything I've talked about so far
でも それだけでは 実は見落として しまうことがあるのです
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is just using the visible spectrum, just the thing that your eyes can see,
なぜかというと これまで話してきたことは
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and that's a tiny slice,
人の目で見ることができる 可視光だけを使っており
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a tiny, tiny slice of what the universe has to offer us.
それはほんの僅かな情報―
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Now, there's also two very important problems with using visible light.
宇宙が発している情報の ほんの一断片に過ぎないからです
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Not only are we missing out on all the other processes
可視光だけによる観測には 2つの重大な問題があります
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that are emitting other kinds of light,
異なる種類の光を生じる
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but there's two issues.
別の物理過程を見逃すだけでなく
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Now, the first is that dust that I mentioned earlier.
他にも2つの問題が潜んでいます
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The dust stops the visible light from getting to us.
1つ目は 先ほど言及した 塵に関するものです
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So as we look deeper into the universe, we see less light.
塵は可視光が我々に届くのを 妨げています
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The dust stops it getting to us.
ですから遠くの宇宙を探ろうとするほど 届く光は弱くなります
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But there's a really strange problem with using visible light
塵が我々に光が届くのを妨げています
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in order to try and explore the universe.
しかし 可視光で宇宙の探求を行なう時 実はある奇妙な問題が
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Now take a break for a minute.
付きまとっているのです
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Say you're standing on a corner, a busy street corner.
少しの間 話を宇宙から外します
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There's cars going by.
交通量の多い街角に 立っているとしましょう
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An ambulance approaches.
車が通り過ぎます
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It has a high-pitched siren.
救急車が近づいてくると
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(Imitates a siren passing by)
音程の上がったサイレンが聞こえます
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The siren appeared to change in pitch
(通り過ぎるサイレンの音のまね)
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as it moved towards and away from you.
救急車が通り過ぎた時に 音の高さが変わったように聞こえます
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The ambulance driver did not change the siren just to mess with you.
救急車の運転手が わざわざ サイレンの音を変えたのではありません
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That was a product of your perception.
これは音を聞く側がそう感じるのです
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The sound waves, as the ambulance approached,
救急車が近づくとき
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were compressed,
音の波は圧縮され
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and they changed higher in pitch.
音程が高くなります
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As the ambulance receded, the sound waves were stretched,
逆に救急車が遠ざかるとき 音の波は伸ばされて
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and they sounded lower in pitch.
音程は低くなります
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The same thing happens with light.
同じようなことが 光でも起こります
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Objects moving towards us,
我々に近づく天体が発する光の波は
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their light waves are compressed and they appear bluer.
圧縮されて より青い色に見えます
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Objects moving away from us,
天体が遠ざかるときには
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their light waves are stretched, and they appear redder.
光の波の間隔が広がり より赤い色に見えます
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So we call these effects blueshift and redshift.
これらの効果を 青方偏移、赤方偏移と言います
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Now, our universe is expanding,
さて 宇宙は膨張しているので
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so everything is moving away from everything else,
全ての天体は どの天体からみても遠ざかっており
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and that means everything appears to be red.
全てが赤方偏移を受けて見えます
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And oddly enough, as you look more deeply into the universe,
さらにとても不思議なことに 遠くの宇宙を深部を見るほど
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more distant objects are moving away further and faster,
つまり遠くの天体を見るほど 天体はより速い速度で遠ざかっており
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so they appear more red.
より赤く見えます
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So if I come back to the Hubble Deep Field
さてハッブル・ディープ・フィールドに 話を戻しますが
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and we were to continue to peer deeply into the universe
ハッブル天体望遠鏡だけを使って 遠い宇宙の観測を
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just using the Hubble,
続けていこうとするならば
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as we get to a certain distance away,
ある距離に達したところで
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everything becomes red,
全てが赤く見えてしまい
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and that presents something of a problem.
ある問題に直面することになります
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Eventually, we get so far away
とても遠方に達すると ついには
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everything is shifted into the infrared
全てが赤外域へと移行し
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and we can't see anything at all.
何も見ることができなくなります
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So there must be a way around this.
何か手段を講じなければなりません
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Otherwise, I'm limited in my journey.
手段がなければ 私の旅はそこまでです
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I wanted to explore the whole universe,
赤方偏移に邪魔される前に見えている 天体だけではなく
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not just whatever I can see, you know, before the redshift kicks in.
全宇宙を探索したいと私は思いました
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There is a technique.
そのための技術があります
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It's called radio astronomy.
電波天文学というものです
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Astronomers have been using this for decades.
天文学者はこの技術を 何十年もの間使ってきました
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It's a fantastic technique.
素晴らしい技術です
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I show you the Parkes Radio Telescope, affectionately known as "The Dish."
「The Dish」の愛称で親しまれている パークス電波望遠鏡を紹介します
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You may have seen the movie.
映画でご覧になった方も いるかもしれません
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And radio is really brilliant.
電波は偉大です
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It allows us to peer much more deeply.
より遠い宇宙を見ることができますし
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It doesn't get stopped by dust,
塵に遮られることもないので
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so you can see everything in the universe,
宇宙にあるものを全て見ることができ
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and redshift is less of a problem
しかも 赤方偏移は それほど問題になりません
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because we can build receivers that receive across a large band.
広い帯域の信号を受信する受信機を 作ることができるからです
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So what does Parkes see when we turn it to the center of the Milky Way?
ではパークス望遠鏡を銀河系の中心に 向けたら何が見えるのでしょうか?
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We should see something fantastic, right?
素晴らしいものが見えるはずですよね?
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Well, we do see something interesting.
実際 とても興味深いものが見えます
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All that dust has gone.
塵は消え去ります
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As I mentioned, radio goes straight through dust, so not a problem.
先ほど言ったように 電波は 塵を通り抜けるので 問題とはなりません
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But the view is very different.
しかし 見え方はとても異なっています
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We can see that the center of the Milky Way is aglow,
天の川の中心が 燦々と輝いているのが見えます
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and this isn't starlight.
でも これは星の光ではありません
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This is a light called synchrotron radiation,
シンクロトン放射光と 呼ばれるもので
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and it's formed from electrons spiraling around cosmic magnetic fields.
宇宙の磁場に置かれた電子が らせん状に運動することによって発生します
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So the plane is aglow with this light.
そのため 銀河面は シンクロトン放射光で輝きます
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And we can also see strange tufts coming off of it,
また そこから発する 奇妙な房のようなものや
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and objects which don't appear to line up
可視光では目にすることのない
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with anything that we can see with our own eyes.
天体も見ることもできます
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But it's hard to really interpret this image,
しかし この画像の解析は とても困難です
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because as you can see, it's very low resolution.
なぜなら ご覧のとおり 解像度が非常に低いからです
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Radio waves have a wavelength that's long,
電波の波長は長いので
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and that makes their resolution poorer.
分解能が低くなるのです
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This image is also black and white,
またこの画像は白黒なので
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so we don't really know what is the color of everything in here.
その色合いは分りません
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Well, fast-forward to today.
では 最新情報をお伝えしましょう
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We can build telescopes
我々は このような問題を
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which can get over these problems.
乗り越えられる 望遠鏡を建造することができます
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Now, I'm showing you here an image of the Murchison Radio Observatory,
お見せしているのは マーチソン電波天文台の写真です
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a fantastic place to build radio telescopes.
ここは電波望遠鏡を設置するのに 最適の場所です
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It's flat, it's dry,
平坦で乾燥しており
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and most importantly, it's radio quiet:
そして 最も大切なことですが 電波が飛び交っていないことです
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no mobile phones, no Wi-Fi, nothing,
携帯電話も Wi-Fiも 何もありません
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just very, very radio quiet,
電波という意味で とても静かな場所であり
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so a perfect place to build a radio telescope.
電波望遠鏡を設置するには 完ぺきな場所です
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Now, the telescope that I've been working on for a few years
私がこの数年間 研究で用いてきた望遠鏡は
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is called the Murchison Widefield Array,
マーチソン・ワイドフィールド・アレイ (MWA)と言います
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and I'm going to show you a little time lapse of it being built.
その建造の過程を 少しお見せしましょう
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This is a group of undergraduate and postgraduate students
これは パース在住の 学部生と修士課程の学生によるチームで
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located in Perth.
我々は「学生部隊」と呼んでいます
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We call them the Student Army,
電波望遠鏡を作るために ボランティアで作業しています
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and they volunteered their time to build a radio telescope.
履修単位はありません
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There's no course credit for this.
彼らはダイポールアンテナを 組み立てています
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And they're putting together these radio dipoles.
これはFMラジオやテレビのように 低周波の電波だけを受信します
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They just receive at low frequencies, a bit like your FM radio or your TV.
これを砂漠に展開しています
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And here we are deploying them across the desert.
最終的には 西豪州にある砂漠の
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The final telescope covers 10 square kilometers
10平方キロを覆っています
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of the Western Australian desert.
興味深いことに 動く部品はありません
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And the interesting thing is, there's no moving parts.
これらの小さなアンテナを 鳥かごのネットのように
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We just deploy these little antennas
メッシュ状に展開しているだけです
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essentially on chicken mesh.
かなり安価に作れます
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It's fairly cheap.
ケーブルは
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Cables take the signals
アンテナから信号を受け取り
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from the antennas
中央処理装置へと送ります
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and bring them to central processing units.
望遠鏡の大きさと言えば
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And it's the size of this telescope,
展開している砂漠全体の 大きさに相当し
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the fact that we've built it over the entire desert
パークス電波望遠鏡よりも 高い分解能があります
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that gives us a better resolution than Parkes.
全てのケーブルは 1つの装置に接続され
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Now, eventually all those cables bring them to a unit
そこから ここパースにある スーパーコンピュータに信号が送られます
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which sends it off to a supercomputer here in Perth,
ここで私の出番です
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and that's where I come in.
(ため息)
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(Sighs)
電波のデータです
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Radio data.
私は過去5年間
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I have spent the last five years
非常に厄介ながらも とても興味深いデータと格闘していました
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working with very difficult, very interesting data
かつて誰も扱ったことがない類の データでした
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that no one had really looked at before.
データの較正に 長い時間を費やしました
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I've spent a long time calibrating it,
何百万時間という スーパーコンピュータのCPUタイムを消費し
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running millions of CPU hours on supercomputers
データに含まれる情報を 理解しようとしました
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and really trying to understand that data.
この望遠鏡と
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And with this telescope,
データを用い
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with this data,
南半球の天体全体の観測を 完成させました
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we've performed a survey of the entire southern sky,
「銀河系・系外・全天MWA観測」
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the GaLactic and Extragalactic All-sky MWA Survey,
私がGLEAMと名付けたものです
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or GLEAM, as I call it.
私はとても興奮しています
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And I'm very excited.
この観測結果はまだ未公開ですが 間もなく公開されます
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This survey is just about to be published, but it hasn't been shown yet,
皆さんは 文字通り―
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so you are literally the first people
この南半球の夜空全体を見る 初めての人々になるのです
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to see this southern survey of the entire sky.
この観測で得られた画像を ご覧いただくのは喜ばしいことです
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So I'm delighted to share with you some images from this survey.
マーチソンに行ったと 想像してください
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Now, imagine you went to the Murchison,
星の下で野宿し
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you camped out underneath the stars
南の方の空を眺めます
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and you looked towards the south.
天の南極を見ると
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You saw the south's celestial pole,
銀河が上っていきます
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the galaxy rising.
ラジオや光を消していけば
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If I fade in the radio light,
この様な観測ができるのです
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this is what we observe with our survey.
銀河面はもはや塵によって 光を失っていません
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You can see that the galactic plane is no longer dark with dust.
シンクロトロン放射で輝き
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It's alight with synchrotron radiation,
何千という点が夜空に見えます
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and thousands of dots are in the sky.
我が銀河系に最も近い銀河である 大マゼラン雲は
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Our large Magellanic Cloud, our nearest galactic neighbor,
馴染み深い青白い色ではなく オレンジに見えます
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is orange instead of its more familiar blue-white.
他にも多くのものが見えます もっと拡大してみましょう
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So there's a lot going on in this. Let's take a closer look.
先にお見せした パークス電波望遠鏡による
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If we look back towards the galactic center,
低解像度でモノクロの 銀河系中心部分の画像に戻り
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where we originally saw the Parkes image that I showed you earlier,
徐々にGLEAMの画像へと 移行していきます
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low resolution, black and white,
その解像度は100倍も向上し
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and we fade to the GLEAM view,
夜空をカラーで見ることができます
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you can see the resolution has gone up by a factor of a hundred.
自然の色であり
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We now have a color view of the sky,
フォルスカラー(合成した色) ではありません
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a technicolor view.
電波の真の色なのです
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Now, it's not a false color view.
最も低い周波数を赤で表現し
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These are real radio colors.
最も高い周波数を青
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What I've done is I've colored the lowest frequencies red
中間を緑にしています
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and the highest frequencies blue,
これで虹色のように表現できます
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and the middle ones green.
単なるフォルスカラーではありません
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And that gives us this rainbow view.
この画像の色は 宇宙で起きている物理的な過程を
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And this isn't just false color.
我々に伝えています
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The colors in this image tell us about the physical processes
例えばこの銀河面に沿って見てみると
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going on in the universe.
シンクロトロン放射で輝いていますが
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So for instance, if you look along the plane of the galaxy,
これは赤っぽいオレンジに見えます
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it's alight with synchrotron,
しかし もっと注意深く見ると 小さな青い点が見えます
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which is mostly reddish orange,
拡大してみると
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but if we look very closely, we see little blue dots.
この青い点は とても明るい星の周りに輝く
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Now, if we zoom in,
イオン化したプラズマと分かります
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these blue dots are ionized plasma
ここでは 星が赤い光を遮っているため
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around very bright stars,
青く見えているのです
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and what happens is that they block the red light,
ここから 我が銀河系における 星が誕生する領域について
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so they appear blue.
知ることができます
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And these can tell us about these star-forming regions
こういったものは 直ぐに見つかります
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in our galaxy.
銀河系を観察すれば 色によって そこにあると分かります
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And we just see them immediately.
小さな石鹸の泡のような
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We look at the galaxy, and the color tells us that they're there.
円形の像が 銀河面の周辺に見られます
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You can see little soap bubbles,
これは超新星の残骸です
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little circular images around the galactic plane,
星が爆発を起こすと
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and these are supernova remnants.
その外殻が飛び散り
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When a star explodes,
物質を集めながら 宇宙空間へと広がっていき
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its outer shell is cast off
小さな殻を形成します
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and it travels outward into space gathering up material,
超新星の残骸の行方は
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and it produces a little shell.
天文学者にとって 長い間 謎となっていました
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It's been a long-standing mystery to astronomers
我々が観測している シンクロトロン放射を生成するには
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where all the supernova remnants are.
放出する面に大量の高エネルギー電子が 存在するはずですが
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We know that there must be a lot of high-energy electrons in the plane
これは超新星の残骸によって 生成されたと考えられます
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to produce the synchrotron radiation that we see,
しかし その量は多くはありません