released, in a great cosmic pinball game we call our universe.

我々は我々の宇宙を呼び出す偉大な宇宙ピンボールゲームでリリースされました。

How does energy stitch the cosmos together, and how do we fit within it? We now climb

エネルギーはどのようにして宇宙をつなぎ合わせ、その中で私たちはどのように適合するのでしょうか？今、私たちは登っています。

the power scales of the universe, from atoms, nearly frozen to stillness, to Earth’s largest

凍てつくような原子から地球最大のものまで、宇宙のパワースケール

explosions.

爆発が起きた

From stars, colliding, exploding, to distant realms so strange and violent they challenge

星から、衝突、爆発、奇妙で暴力的な遠方の世界まで

our imaginations.

私たちの想像力を

Where will we find the most powerful objects in the universe?

宇宙で最も強力な物体はどこにあるのでしょうか？

Today, energy is very much on our minds as we search for ways to power our civilization

今日、私たちは文明に電力を供給する方法を模索しているため、エネルギーは私たちの頭の中に非常に多く存在しています。

and serve the needs of our citizens.

と市民のニーズに応えます。

But what is energy? Where does it come from? And where do we stand within the great power

しかし、エネルギーとは何か？それはどこから来るのでしょうか？そして、大きな力の中で、私たちはどこに立っているのでしょうか？

streams that shape time and space?

時間と空間を形作るストリーム？

Energy comes from a Greek word for activity or working. In physics, it’s simply the

エネルギーはギリシャ語で活動や作業を意味する言葉から来ています。物理学では、単に

property or the state of anything in our universe that allows it to do work.

プロパティ、または我々の宇宙では、それが仕事をすることを可能にする何かの状態。

Whether it’s thermal, kinetic, electro-magnetic, chemical, or gravitational.

熱でも、運動でも、電磁でも、化学でも、重力でも。

The 19th century German scientist Hermann von Helmholtz found that all forms of energy

19世紀のドイツの科学者ヘルマン・フォン・ヘルムホルツは、あらゆる形のエネルギーを発見しました。

are equivalent, that one form can be transformed into any other.

は等価であり、ある形式が他の形式に変換されることができます。

The laws of physics say that in a closed system - such as our universe - energy is conserved.

物理学の法則は、閉じたシステムでは - 私たちの宇宙のような - エネルギーは保存されていると言います。

It may be converted, concentrated, or dissipated, but it’s never lost.

変換されたり、濃縮されたり、散逸したりすることはあっても、決して失われることはありません。

James Prescott Joule built an apparatus that demonstrated this principle. It had a weight

ジェームズ・プレスコット・ジュールは、この原理を実証する装置を作りました。その装置の重量は

that descended into water and caused a paddle to rotate. He showed that the gravitational

水の中に降りてきてパドルが回転することを引き起こした彼が示したのは、重力による

energy lost by the weight is equivalent to heat gained by the water from friction with

重量によって失われるエネルギーは、水との摩擦から得られる熱に相当します。

the paddle.

パドル

That led to one of several basic energy yardsticks, called a joule. It’s the amount needed to

それがジュールと呼ばれるいくつかの基本的なエネルギーの指標の一つにつながりました。に必要な量です

lift an apple weighing 100 grams one meter against the pull of Earth’s gravity.

地球の重力に逆らって1メートル100グラムのリンゴを持ち上げる。

In case you were wondering, it takes about one hundred joules to send a tweet, so tweeted

念のために言っておくと、ツイートを送信するのに約100ジュールかかるので、ツイートした

a tech from Twitter.

ツイッターのテック。

The metabolism of an average sized person, going about their day, generates about 100

平均的なサイズの人が一日を過ごすと、約100個の代謝が発生します。

joules a second, or 100 watts, the equivalent of a 100-watt light bulb.

1秒あたりのジュール数、つまり100ワットの電球に相当します。

In vigorous exercise, the power output of the body goes up by a factor of ten, one order

旺盛な運動では、身体の出力は10倍にもなり、一桁にもなります。

of magnitude, to around a thousand joules per second, or a thousand watts.

マグニチュードの大きさは、毎秒約千ジュール、または千ワットになります。

In a series of leaps, by additional factors of ten, we can explore the full energy spectrum

一連の飛躍の中で、さらに10のファクターを加えることで、我々は完全なエネルギースペクトルを探索することができます。

of the universe.

宇宙の

So far, the coldest place observed in nature is the Boomerang Nebula. Here, a dying star

これまでのところ、自然界で観測された中で最も寒い場所は「ブーメラン星雲」です。ここでは、瀕死の星

ejected its outer layers into space at 600,000 kilometers per hour.

その外層は時速60万キロで宇宙空間に放出されました。

As the expanding clouds of gas became more diffuse, they cooled so dramatically that

膨張したガスの雲が拡散していくと、急激に冷えてしまい

their molecules fell to just one degree above Absolute Zero, one degree above the total

彼らの分子は、絶対零度よりも1度だけ上に落ちました。

absence of heat.

熱がないこと。

That’s around a billion trillionths of a joule, give or take.

10億兆分の1ジュールくらいだな

That makes the signal sent by the Galileo spacecraft, as it flew around Jupiter, seem

そのため、木星の周りを飛んでいるガリレオ宇宙船から送られてきた信号が、木星の周りを飛んでいるように見えてしまうのです。

positively hot. By the time it reached Earth, its radio signal was down to 10 billion billionths

ポジティブに熱くなっています。地球に到達した時には 電波は100億分の1にまで落ちていました

of a watt.

ワットの

Now jump all the way to 150 billionths of a watt.

1ワットの1,500億分の1にジャンプするんだ

That’s the amount of power entering the human eye from a pair of 50-watt car headlamps

これは50ワットの車のヘッドライトから人間の目に入るパワーの量です。

a kilometer away.

1キロ離れています。

Moving up a full seven powers of ten, moonlight striking a human face adds up to three hundred

十の七つの力を完全に上げる 月の光が人間の顔に当たると 三百まで追加されます

thousandths of a watt. That’s roughly equivalent to a cricket’s chirp.

千分の1ワットだコオロギの鳴き声とほぼ同じだ

From there, it’s a mere five powers of ten to the low wattage world of everyday human

そこから日常の人間の低ワッテージの世界へ、たったの5乗10乗です。

technologies.

の技術を紹介します。

Put ten 100-watt bulbs together. At 1000 joules per second, 1000 watts, that roughly equals

100ワットの電球を10個並べて毎秒1000ジュール、1000ワットの場合、だいたい同じです。

the energy of sunlight striking a square meter of Earth’s surface at noon on a clear day.

晴れた日の正午に地球の表面1平方メートルに当たる太陽光のエネルギー。

Gather 200 bulbs, 20,000 watts is the energy output of an automobile.

200個の電球を集めて、2万ワットは自動車のエネルギー出力です。

A diesel locomotive: 5 million watts.

ディーゼル機関車：500万ワット。

An advanced jet fighter: 75 million watts.

進化したジェット戦闘機：7500万ワット。

An aircraft carrier, almost two hundred million watts.

空母、ほぼ２億ワット。

The most powerful human technologies today function in the range of a billion to 10 billion

今日の最も強力なヒューマンテクノロジーは、10億から100億の範囲で機能しています。

watts, including large hydro-electric or nuclear power plants.

ワット（大規模水力発電所や原子力発電所を含む）。

At the upper end of human technologies, was the awesome first stage of a Saturn V rocket.

人類の技術の頂点に立ったのは、サターンV型ロケットの第一段階の凄まじさだった。

In five separate engines, it consumed 15 tons of fuel per second to generate 190 billion

5つのエンジンで1秒間に15トンの燃料を消費し、1,900億個の燃料を生み出す

watts of power.

ワットのパワー。

How much power can humanity marshal? And how much do we need?

人類はどのくらいの力を発揮することができるのでしょうか？そして、どれだけの力が必要なのか？

Long before the launch of the space age, visionaries began to imagine what it would take to advance

宇宙時代が始まるずっと前から、先見の明のある人たちは、宇宙開発を進めるために何が必要かを想像し始めていました。

into the community of galactic civilizations.

銀河文明のコミュニティに

In the 1960s, the Soviet scientist, Nicolai Kardashev, speculated that a Level 1 civilization

1960年代、ソ連の科学者ニコライ・カルダシェフは、レベル1の文明があると推測した。

would acquire the technology needed to harness all the power available on a planet like Earth.

地球のような惑星で利用可能なすべての力を利用するために必要な技術を身につけることができます。

According to one calculation, we are .16% of the way there. This is based on British

ある計算によると 0. 16％ですこれはイギリスの

Petroleum’s estimate of total world oil consumption, some 11 billion tons in 2007.

世界の石油消費量は、2007年には約110億トンに達しています。

Humans today generate about two and a half trillion watts of electrical power. How does

現代の人間は約2兆5000億ワットの電力を生み出しています。どのように

that stack up to the power generated by planet Earth?

地球が発電した電力に匹敵するのか？

Deep inside our planet, the radioactive decay of elements such as uranium and thorium generates

地球の奥深くでは、ウランやトリウムなどの元素が放射性崩壊し、放射性物質が発生しています。

44 trillion watts of power.

44兆ワットの電力。

As this heat rises to the surface, it drives the movement of Earth’s crustal plates and

この熱が地表に上昇すると、地球の地殻プレートの動きを促進し

powers volcanoes.

火山に力を与える。

Remarkably, that’s just a fraction of the energy released by a large hurricane in the

驚くべきことに、それは大規模なハリケーンが

form of rain. At the storm’s peak, it can rise to 600 trillion watts.

雨の形。嵐のピーク時には600兆ワットまで上昇します

A hurricane draws upon solar heat collected in tropical oceans in the summer.

ハリケーンは、夏に熱帯の海で集められた太陽熱を利用しています。

You have to jump another power of ten to reach the estimated total heat flowing through Earth’s

地球を流れる推定総熱量に 到達するには、さらに10乗のジャンプをしなければなりません。

atmosphere and oceans from the equator to the poles…

赤道から極地までの大気と海洋...

And another two to get the power received by the Earth from the sun at 174 quadrillion

地球が太陽から受ける電力を得るためには、もう2つの電力が必要です。

watts.

ワット

Believe it or not, there’s one human technology that has exceeded this level.

信じられないかもしれませんが、このレベルを超えた人間の技術があるのです。

The AN602 hydrogen bomb was detonated by the Soviet Union on October 30, 1961.

AN602水爆は、1961年10月30日にソ連が爆発させた。

It unleashed some 1400 times the combined power of the Nagasaki and Hiroshima bombs.

長崎と広島の原爆の約１４００倍の威力を発揮した。

With a blast yield of up to 57,000,000 tons of TNT, it generated 5.3 trillion trillion

最大5700万トンのTNTの爆風収量で、5.3兆円の

watts, if only for a tiny fraction of a second.

ワット、ほんのわずかな秒数でも。

That’s 5.3 Yotta-watts, a term that will come in handy as we now begin to ascend the

これは5.3ヨッタワットということで、これは、今、私たちは、これから、私たちは、その上を登り始めるので、便利な用語です。

power scales of the universe.

宇宙のパワースケール。

To Nikolai Kardashev, a Level 2 civilization would achieve a constant energy output 80

ニコライ・カルダシェフによると、レベル2の文明は、一定のエネルギー出力80を達成します。

times higher than the Russian superbomb.

ロシアのスーパーボムよりも高い倍。

That’s equivalent to the total luminosity of our sun, a medium-sized star that emits

これは、私たちの太陽の全光度に相当します。

375 yotta-watts.

375ヨッタワッツ

However, in the grand scheme of things, our sun is but a cold spark in a hot universe.

しかし、大局的に見れば、私たちの太陽は、暑い宇宙の中の冷たい火花に過ぎません。

Look up into Southern skies and you’ll see the Large Magellanic Cloud, a satellite galaxy

南の空を見上げれば、衛星銀河である大マゼラン雲が見えてきます。

of our Milky Way. Deep within is the brightest star yet discovered.

私たちの天の川のその奥にはまだ発見されていない 最も明るい星があります

R136a1 is 10 million times brighter than the sun.

R136a1は太陽の1000万倍の明るさです。

Now if that star happened to go supernova, at its peak, it would blast out photons with

もしその星が超新星になったとしたら、そのピーク時に光子を爆発させます。

a luminosity of around 500 billion yottawatts.

約5,000億ヨータワットの輝度を持つ。

To advance to a level three civilization, you have to marshal the power of an entire

レベル3の文明に進むためには、全体の力を結集する必要があります。

galaxy.

銀河系。

The Milky Way, with about two hundred billion stars, has an estimated total luminosity of

約2,000億個の星からなる天の川の全光度は

3 trillion yotta-watts, a three followed by 36 zeros.

3兆ヨッタワット、3の後に36のゼロが続く。

The author Isaac Asimov imagined a galaxy-scale civilization in his Foundation series.

作者のアイザック・アシモフは、財団シリーズで銀河規模の文明を想像していた。

Galaxia, he called it, is a super-organism that surpasses time and space to draw upon

ギャラクシアとは、彼が呼んだ、時空を超越した超有機体であり

all the matter and energy in a galaxy.

銀河の中のすべての物質とエネルギー。

But who’s to say that’s the upper limit for civilizations?

でも、文明の上限って誰が言ってるんだ？

To boldly go beyond Level 3, a civilization would need to marshal the power of a quasar.

大胆にもレベル3を超えるためには、文明はクエーサーの力を結集する必要があります。

A quasar is about a thousand times brighter than our galaxy.

クエーサーは、私たちの銀河の約1000倍の明るさを持っています。

Here is where cosmic power production enters a whole new realm, based on the physics of

の物理学に基づいて、宇宙の力の生産が全く新しい領域に入るところです。

extreme gravity.

極限の重力。

It was Isaac Newton who first defined gravity, as the force that pulls the apple down and

それは最初に重力を定義したのはアイザック・ニュートンであり、リンゴを下に引っ張る力として

holds the earth in orbit around the sun.

地球を太陽の周りの軌道に保持しています。

Albert Einstein re-defined it in his famous General Theory of Relativity.

アルバート・アインシュタインは、彼の有名な一般相対性理論でそれを再定義しました。

Gravity isn’t simply the attraction of objects like stars and planets, he said, but a distortion

重力は単に星や惑星のような物体の引き寄せではなく、歪みだと彼は言いました。

of space and time, what he called space-time.

彼が時空と呼んでいた空間と時間の

If space-time is like a fabric, he said, gravity is the warping of this fabric by a massive

時空が布のようなものだとしたら、重力はこの布を巨大なもので歪ませることだと彼は言った。

object like a star.

星のような物体

A planet orbits a star when it’s caught in this warped space like a ball spinning

惑星は、このゆがんだ空間に捕らわれて、ボールが回るように星の周りを回っています。

around a roulette wheel.

ルーレットホイールを囲んで

Some scientists began to wonder: if matter became dense enough, could it warp space to

もし物質が十分に濃くなったら、空間をワープさせて

such an extreme that nothing could escape its gravity, not even light?

何もその重力から逃れることができなかったような極端な、光さえも？

With so much power being emitted from such a small area, scientists suspected that quasars

このような小さな領域からこれだけのパワーが放出されていることから、科学者たちはクェーサーを疑っていました。

were actually being powered by black holes.

は、実際にブラックホールから動力を得ていました。

How a totally dark object can do this has been narrowed by decades of observations and

完全な暗黒物体がどのようにしてこのようなことができるのかは、数十年にわたる観測と

theory.

理論に基づいています。

If a black hole spins, it can turn into a violent, cosmic tornado.

ブラックホールが回転すると、激しい宇宙竜巻になる可能性があります。

Gas and stars begin to flow in along a rapidly rotating disk. The spinning motion of this

急速に回転する円盤に沿ってガスや星が流れ込み始めます。この自転運動は

so-called “accretion disk” generates magnetic fields that twist up and around.

いわゆる「降着円盤」と呼ばれるものは、磁場を発生させ、その周りにねじれを生じさせています。

These fields can channel some of the inflowing matter out into a pair of high-energy beams,

これらのフィールドは、流入した物質の一部を高エネルギービームのペアに導くことができます。

or jets.

またはジェット。

Gas and dust nearby catch the brunt of this energy, growing hot and bright enough to be

近くのガスや粉塵がこのエネルギーの恩恵を受けて、十分に高温で明るくなります。

seen billions of light years away.

何十億光年も離れたところで見た

Amazingly, the power of a black hole can rise to even greater extremes at the moment of

驚くべきことに、ブラックホールのパワーは、その瞬間にさらに極端に上昇することができます。

its birth.

その誕生。

As a giant star ages, heavy elements like iron gradually build up in its core.

巨星は年を重ねるごとに、鉄などの重い元素が徐々にコアに蓄積されていきます。

As its gravity grows more intense, the star begins to shrink, until it reaches a critical

重力が強くなるにつれ、星は縮み始め、臨界点に達するまでには

threshold.

しきい値。

Its core literally collapses in on itself.

そのコアは文字通りそれ自体に崩壊します。

That causes the star to explode in a supernova. And now, in death, the star can unleash gravity’s

それが原因で星は超新星爆発を起こします。そして今、死に際に、その星は重力の

true fury.

真の怒り

In the violence of the star’s death, gravity can cause its massive core to collapse to

星の死の暴力の中で、重力によってその巨大なコアが崩壊して

a point, forming a black hole.

点で、ブラックホールを形成しています。

In some rare cases, the new-born monster powers a jet that accelerates to within a tiny fraction

まれに、生まれたばかりのモンスターが、ごくわずかな割合で加速するジェットの動力源になることがあります。

of the speed of light.

光の速さの

For a few minutes, these so-called “gamma ray bursts” are known to be the brightest

数分間、これらのいわゆる「ガンマ線バースト」は、最も明るい

events since the big bang…

ビッグバン以来の出来事

Three orders of magnitude above a quasar, at a billion billion yotta-watts, a ten with

クエーサーの3桁上の10億ヨッタワットの10億ヨッタワットで

42 zeros.

42のゼロ

Remarkably, they are still not the most powerful events known.

驚くべきことに、彼らはまだ知られている最も強力なイベントではありません。

Albert Einstein‘s equations contained an astonishing prediction: that when massive

アルバート・アインシュタインの方程式には、驚くべき予言が含まれていました。

bodies accelerate or whip around each other, they can stir up the normally smooth fabric

互いの周りに加速したり、鞭打ったりして、彼らは通常滑らかな生地をかき混ぜることができます。

of space-time.

時空間の

They produce a series of waves that move outward like ripples on a pond.

彼らは池の波紋のように外側に移動する一連の波を生成します。

Scientists are now hoping to detect these gravitational waves, and verify Einstein’s

科学者たちは今、これらの重力波を検出し、アインシュタインの

prediction… using precision lasers and some of the most perfect large-scale vacuums ever

予測... 精密レーザーとこれまでで最も完璧な大規模真空を使って

created.

を作成しました。

At the Laser Interferometry Gravitational Wave Observatory, known as LIGO, they are

LIGOとして知られるレーザー干渉計重力波観測所では、彼らは

hoping to record…

録画したいんだけど...

The collision of ultra-dense remnants of dead stars known as neutron stars and of black

中性子星と呼ばれる死星の超高密度残骸と黒星の衝突

holes.

穴を開けます。

According to computer simulations, as two black holes spiral into a fateful embrace,

コンピュータシミュレーションによると、2つのブラックホールが運命的な抱擁に渦巻いています。

the energy carried by each gravity wave rises five orders of magnitude above a gamma ray

ごじょうのごだま

burst, to a hundred billion trillion times the power of our sun.

炸裂して、太陽の１０００億兆倍のパワーに。

Does the collision of black holes define the known power limits of our universe?

ブラックホールの衝突は、我々の宇宙の既知のパワーの限界を定義しているのでしょうか？

Perhaps not.

そうではないかもしれません。

As turbulent as the environment of a black hole might be, its true power may well lie

ブラックホールの環境が乱れているかもしれませんが、その真の力は

deep in its core.

その核心の奥深くにある

A black hole’s mass is enshrouded within a dark sphere called the event horizon.

ブラックホールの質量は、事象の地平線と呼ばれる暗黒の球体に包まれている。

Since the 1920s, scientists have described the mathematics of the event horizon as the

1920年代以降、科学者たちは、事象の地平線の数学を

equivalent of a waterfall. It’s the point of no return, beyond which water falls freely

滝に相当する。水が自由に降ってくる、戻りのない地点です。

into the gorge.

峡谷の中に

At the event horizon of a black hole, space itself falls freely in at the speed of light.

ブラックホールの事象の地平線では、空間そのものが光速で自由に落下してくる。

If the black hole is spinning, then the flow spirals down and around an inner horizon that

ブラックホールが自転しているならば、流れは螺旋状に下に降りてきて、内側の地平線の周りを回っています。

envelops the singularity. That’s the central region where space-time becomes infinitely

特異点を包んでいますそれは時空が無限になる中心領域です

warped.

歪んだ

Any matter that rides this river of space whips around the inner horizon so fast that

この宇宙の川に乗った物質は、地平線の内側を高速で動き回り

centrifugal force tends to fling it back out.

遠心力は、それを再び外に流す傾向があります。

As that happens, it collides with matter that’s streaming in, whipping up a ferocious cosmic

そうなると、それは流れ込んでくる物質と衝突し、猛烈な宇宙空間を巻き起こします。

storm.

嵐

The energy of the colliding streams feeds upon itself, rising to what may well be a

衝突する流れのエネルギーは、それ自体を糧にして、何になるかもしれないものまで上昇しています。

limit imposed by nature. It dissipates only as it falls into the singularity and disappears.

自然が課した限界。特異点に落ちて消えていくときだけ散逸する。

Fortunately, for us, gravity walls off such energy extremes behind the event horizon,

幸いなことに、私たちにとっては、重力が、事象の地平線の背後にあるそのような極端なエネルギーを遮断しています。

where they cannot affect the rest of the universe.

宇宙の残りの部分に影響を与えることができません。

And so here we sit. Our world is nestled within a vast stream of cosmic energy, somewhere

そうして私たちはここに座っています。私たちの世界は、広大な宇宙エネルギーの流れの中にあります。

between the spin of an electron and the maelstrom of a black hole.

電子のスピンとブラックホールのマエストロムの間にある

There’s no telling whether a future Earth civilization will be able harness enough energy

未来の地球文明が十分なエネルギーを利用できるかどうかはわからない

to advance into the cosmos.

を使って宇宙に進出します。

For now, as we tap into the tiny morsels of power at our disposal, we venture a closer

今のところは、私たちが自由に使える小さな力を利用して、より身近なところに踏み込んでみましょう。

look at a universe blazing with activity.

宇宙の活動に燃えているのを見てください。

We are its product and its star struck admirer.

私たちは、その製品であり、その星に打たれた崇拝者でもあります。

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