Name: 私たちはどのように星をマッピングしたか (How We Mapped the Stars)
Uploaded: 2024-09-25T18:11:55.000Z
Duration: 15 min 50 s

程度の副詞

I've been playing around with a really amazing map.

本当に素晴らしい地図で遊んでいるんだ。

様態の副詞

Recently I got really curious and I started zooming out, well past the solar system and deep into the night sky, and this kind of blew my mind.

最近、私は本当に好奇心が湧いてきて、太陽系を通り越して夜空の奥深くまでズームアウトし始めた。

We have mapped these stars that are so far away from us, light years away, and yet here they are on this map, somehow positioned in space.

私たちから何光年も離れた星々が、この地図に描かれている。

How is it that we're able to, from this little speck of dust, look up and somehow gauge how far away things are?

どうして私たちは、この小さな塵の一粒から上を見上げて、物事の距離を測ることができるのだろう？

Like this one specific star, how do we know that this is 864.3 light years away?

この特定の星のように、この星が864.3光年離れていることをどうやって知ることができるのか？

I mean that's like 8 quadrillion kilometers, it's insanely far.

The story of how we did this, how we measured the distance to these incredibly far away objects in the sky, it's a story of people looking up and asking questions, and in the process creating a map of the heavens.

どのようにしてこのようなことを行ったのか、どのようにして空にある信じられないほど遠い天体までの距離を測定したのか、それは人々が見上げ、質問し、その過程で天の地図を作り上げた物語なのだ。

In the old days, people knew about the planets, but they thought the stars were in some sort of vault of heaven just a bit further away than the planets.

昔、人々は惑星のことは知っていたが、星は惑星よりも少し離れた天の丸天井のようなところにあると思っていた。

So mapping the night sky, this is a big topic.

夜空のマッピング、これは大きなトピックだ。

Let's start small first, the stuff close to us.

まずは身近なところから小さく始めてみよう。

How do we know how far Jupiter is, and the moon, and all of that?

木星の距離、月の距離、そのすべてをどうやって知ることができるのだろう？

From here, the methods get trippier and trippier the further away you get, but for now, the solar system.

ここから先は、遠ざかれば遠ざかるほど方法はどんどんトリッピーになっていくが、とりあえずは太陽系だ。

Measuring the distance to planets is relatively easy because we see the planets move.

惑星の動きを見ることができるので、惑星までの距離を測るのは比較的簡単だ。

We see them spin around the sun, and we can observe their behavior over the course of decades and generations and record that.

何十年、何世代にもわたってその行動を観察し、記録することができる。

After a lot of observation, we realize that the planets go around the sun, and they go in this kind of elliptical shape.

多くの観察の結果、惑星は太陽の周りを回っており、このような楕円の形をしていることがわかった。

You can then observe that the planets start moving quicker the closer they are to the sun because of gravity.

そして、惑星が重力によって太陽に近づくほど速く動き始めることを観察することができる。

重力に引き寄せられ、鞭打たれる。

Observing the planets and how they move around the sun allowed one very smart German astronomer, who apparently exclusively ate with chopsticks.

惑星が太陽の周りをどのように動くかを観察することで、ある非常に賢いドイツの天文学者は、どうやら箸だけで食事をしていたようだ。

箸でないことは分かっている。

Anyway, this guy, Johannes Kepler, used his chopsticks to measure all of this movement, how the planets moved.

とにかく、このヨハネス・ケプラーという男は、箸を使って惑星の動きを測定した。

He plotted it, and he came up with some really savvy equations, and ratios, and laws that gave us the average distance to each planet.

彼はそれをプロットし、実に精通した方程式や比率、法則を導き出し、各惑星までの平均距離を出した。

Suddenly, the night sky went from 2D to 3D for the first time.

突然、夜空が2Dから初めて3Dになった。

Which gave us a place, a physical place, relative to all these planets floating around the sun.

その結果、私たちは、太陽の周りを浮遊するすべての惑星と相対する、物理的な場所を得たのだ。

Okay, but this is child's play when it comes to measuring distances in space.

しかし、宇宙空間での距離の測定となると、これは子供の遊びだ。

These planets are like our next door neighbors.

これらの惑星は私たちの隣人のようなものだ。

So now, let's step into the big leagues and talk about how we started to map stars and their distance from Earth.

では、大リーグに足を踏み入れて、恒星とその地球からの距離の地図をどのように作り始めたかについて話そう。

For the stuff that's not orbiting the sun, that's really far away, we can use a concept called parallax.

太陽の周りを回っていない、本当に遠くにあるものについては、視差という概念を使うことができる。

Parallax sounds strangely familiar when talking about physics in space.

宇宙での物理学の話をすると、視差が妙に身近に聞こえる。

しかし、彼はパララックスというペンネームで活動している。

その素晴らしい名前を手に入れた。

オーケー、ノー、ノー、ノー。

Not that parallax, the pseudoscientist from the 1800s.

1800年代の疑似科学者の視差ではない。

I'm talking about the scientific concept.

科学的な概念について話しているんだ。

Parallax is a concept that says that if you're observing something far away and you shift your position relative to that far away thing, the far away thing will look slightly different relative to the background.

視差とは、遠くのものを観察しているときに、その遠くのものに対して相対的に位置をずらすと、遠くのものが背景に対してわずかに違って見えるという概念である。

Okay, so let's say we're looking up at the night sky and we want to know how far away this star is.

では、夜空を見上げていて、この星の距離を知りたいとしよう。

Remember that Earth is always floating around the sun at any given time, which is moving us in space.

地球は常に太陽の周りを浮遊しており、宇宙空間を移動していることを忘れてはならない。

So if we observe this star in May and then wait six months till November and observe that star again, we've now gained a new perspective on the star and what it looks like relative to its background.

つまり、5月にこの星を観測し、その後6ヶ月待って11月に再びその星を観測すれば、その星とその背景との相対的な見え方について、新たな視点を得ることができるのだ。

This gives us an angle that we can use to calculate this distance.

これにより、この距離を計算するのに使える角度が得られる。

私たちが知らないのはこの値だ。

これが私たちが求めているものだ。

しかし、いくつかわかっていることがある。

We know this distance because it's just the distance from Earth to the sun, which happens to be 149 million kilometers or one astronomical unit.

私たちがこの距離を知っているのは、地球から太陽までの距離が1億4900万km、つまり1天文単位だからだ。

And then we also know this angle up here because we measured it from two different perspectives.

そして、この角度も2つの異なる角度から測定したものである。

Thanks to the wizardry that is trigonometry, we can use this distance and this angle to determine what this distance is.

三角法のおかげで、この距離と角度を使えば、この距離が何センチなのかがわかる。

This works really well and it's allowed us to measure the distance to a lot of stars.

これは実にうまく機能し、多くの星までの距離を測ることができた。

But remember that a key ingredient to this whole parallax thing is the slight shift in perspective between the first angle and the second angle.

しかし、この視差というものの重要な要素は、最初のアングルと2つ目のアングルとの間のパースペクティブのわずかなズレであることを覚えておいてほしい。

As you start to measure things that are further and further away, this angle becomes slighter and slighter until eventually it becomes impossible to discern.

遠くのものを測り始めると、この角度はどんどん小さくなり、最終的には見分けがつかなくなる。

It's so minuscule, the perspective shift, that you can't actually detect it.

パースペクティブのズレは非常に小さいので、実際にそれを感じることはできない。

So there's a limit to how far parallax goes.

With our Earth-based telescopes, we've been able to perceive the angle enough to where we can see things that are about 300 light years away.

地球にある望遠鏡で、私たちは300光年ほど先のものを見ることができる角度を知覚することができるようになった。

I mean, that is way bigger than like the things that are close to us in the solar system, but it's still a tiny number compared to like the galaxy or the universe.

つまり、太陽系にある私たちの近くにあるものよりはずっと大きいが、銀河系や宇宙に比べればまだ小さな数だ。

Luckily, we have fancier tools like this guy that have really good technology for detecting these slight angle differences from two different perspectives of a star.

幸いなことに、私たちはこの男のようなファンシーな道具を持っていて、星の2つの異なる視点からのわずかな角度の違いを検出する本当に優れた技術を持っている。

And that's allowed us to observe and measure the distance to stars that are up to 3,000 light years away, way further out.

そのおかげで、3,000光年も離れた、はるか彼方にある星々を観測し、その距離を測ることができるようになった。

オーケー、それで今、私たちはここにいる。

With Kepler's fancy equations, watching the planets move around the sun, we've been able to measure the distance to planets.

ケプラーの素晴らしい方程式によって、惑星が太陽の周りを動くのを見て、私たちは惑星までの距離を測ることができるようになった。

With parallax, we've been able to measure the distance to stars that are really far away and get a 3D map of our galactic neighbors.

視差を利用することで、私たちは本当に遠くにある星までの距離を測定し、銀河系近隣の3D地図を得ることができる。

But we're still not really scratching the surface of the distances that exist in the universe.

しかし、私たちはまだ宇宙に存在する距離の表面をなぞったにすぎない。

This is where it starts to get kind of crazy and trippy and weird.

ここからが、ちょっとクレイジーでトリッピーで奇妙な展開になる。

And I'm going to do my best to explain this in a way that comes through.

そして、このことを伝わるように説明することに全力を尽くすつもりだ。

One of the major methods for measuring the distance to super far away stars and galaxies was pioneered by a computer at Harvard in 1912.

超遠くの星や銀河までの距離を測定する主要な方法のひとつは、1912年にハーバード大学のコンピューターによって開拓された。

待って、何？1912年にコンピューター？

Yeah, that's what I said. A computer at Harvard in 1912.

ああ、そう言ったよ。1912年、ハーバード大学のコンピューター。

But computers weren't invented until the 1950s.

しかし、コンピューターが発明されたのは1950年代になってからだ。

しかし、1912年当時のコンピューターはこうだった。

This is a group of women who worked in Harvard's astronomy department in the early 1900s.

これは、1900年代初頭にハーバード大学の天文学部門で働いていた女性たちのグループである。

Their job title was literally computers, meaning someone who executes predetermined logical calculations on large inputs of data.

彼らの職種は文字通りコンピューターで、大量のデータを入力し、決められた論理計算を実行する人という意味だ。

Harvard astronomers were taking loads of photos of the night sky with their new fancy telescopes.

ハーバード大学の天文学者たちは、新しい高級望遠鏡で夜空の写真を撮りまくっていた。

Glass plates with photos of the night sky developed on them.

夜空の写真を現像したガラス板。

The computers were tasked with looking at each of these plates and naming and classifying the stars by their brightness and their type.

コンピュータは、これらのプレートのそれぞれを見て、星の明るさと種類によって名前を付け、分類する任務を負った。

They were basically creating a 2D map of the sky.

彼らは基本的に空の2D地図を作成していた。

They didn't know how far away they were, they just were classifying their position in the night sky relative to our perspective on Earth.

地球から見た夜空の位置を分類していただけなのだ。

At the time, a lot of legit astronomers figured that what was in our galaxy was all there was to the universe.

当時、多くの正統な天文学者は、我々の銀河系にあるものが宇宙のすべてだと考えていた。

We had no idea of knowing how far away some of these objects were, so we just figured that maybe everything is somewhat close by in our galaxy.

私たちは、これらの天体がどれくらい遠くにあるのか全く知らなかった。

One of these computers was named Henrietta.

そのうちの1台にヘンリエッタという名前のコンピューターがあった。

She was assigned to focus on one big cluster of stars in the night sky and to look at and classify those stars.

彼女は、夜空にあるひとつの大きな星団に焦点を当て、それらの星を見て分類するように命じられた。

She documented thousands of stars but was bothered by this one question.

彼女は何千もの星を記録しているが、この一つの質問に悩まされていた。

If you look up at the night sky and you see a super bright star, if you look up at the night sky and you see a super bright star, is it super bright because it's a big bright star or is it super bright because it's just close by?

夜空を見上げて超明るい星が見えたとして、それが大きな明るい星だから超明るいのか、それともすぐ近くにあるから超明るいのか？

By the same token, if you see a really dim star, does that mean it's just really really far away and it's actually a big star that's super bright or it's actually just a small dim star?

同じ意味で、もし本当に暗い星が見えたとしたら、それは本当に遠くにあって、実際には超明るい大きな星なのか、それとも実際には小さな暗い星なのか？

We really had no way of knowing because again they had no idea how far away these objects were that they were measuring.

というのも、彼らが測定している天体がどのくらい遠くにあるのか、これまたまったく見当がつかなかったからだ。

She was looking at this one part of the night sky, this one cloud of stars.

彼女は夜空のこの一部分、この星の雲を見ていた。

She didn't know how far away that cloud was but she figured all the stars were about the same distance from Earth and she noticed that some of these stars were pulsating.

彼女はその雲がどれくらい遠くにあるのか知らなかったが、すべての星が地球から同じくらいの距離にあると考え、いくつかの星が脈動していることに気づいた。

They were getting brighter and dimmer, brighter and dimmer and they were doing it at a strangely consistent rate.

明るくなっては暗くなり、明るくなっては暗くなり......。

If one of the stars took four days to get brighter and it took four days to get dimmer and four days to get brighter, it would stick to that pattern, that period over and over again.

ある星が4日かけて明るくなり、4日かけて暗くなり、4日かけて明るくなったとしたら、そのパターン、その期間を何度も何度も繰り返すことになる。