the very simple fact

改めて振り返れば 現在に至るまで

that, by far,

この宇宙について私たちが

most of what we know about the universe

知っていることの多くは

comes to us from light.

宇宙からの光を観測することで

We can stand on the Earth and look up at the night sky

確かめられてきました

and see stars with our bare eyes.

夜空を見上げれば肉眼でも

The Sun burns our peripheral vision.

沢山の星を観ることができますし

We see light reflected off the Moon.

昼間に太陽を観れば目を痛めてしまいます

And in the time since Galileo pointed that rudimentary telescope

月が見えるのも反射光のおかげです

at the celestial bodies,

ガリレオが初歩的な望遠鏡を天体へと向けて以来

the known universe has come to us through light,

我々の頭の中にある宇宙は

across vast eras in cosmic history.

悠久の時をかけて地球まで届いた

And with all of our modern telescopes,

光によって作られてきたのです

we've been able to collect

今や 現代の望遠鏡を使うことで

this stunning silent movie of the universe --

私たちは 息をのむほど美しい

these series of snapshots

宇宙の「無音の映像」を集めてきました

that go all the way back to the Big Bang.

こうして集められた画像は

And yet, the universe is not a silent movie

ビッグバンまでの宇宙の歴史を遡るアルバムです

because the universe isn't silent.

しかし 宇宙には実は音があり

I'd like to convince you

「無音の映像」などではないのです

that the universe has a soundtrack

今から皆さんに 宇宙には

and that soundtrack is played on space itself,

サウンドトラックがあるということを知ってもらいましょう

because space can wobble like a drum.

その宇宙の音楽は 空間そのものによって奏でられます

It can ring out a kind of recording

空間はドラムの様に震え

throughout the universe

宇宙のあちこちで起きる

of some of the most dramatic events as they unfold.

劇的なイベントの記録を

Now we'd like to be able to add

音にして響かせるのです

to a kind of glorious visual composition

それでは この宇宙の音を

that we have of the universe --

私たちが集めてきた

a sonic composition.

壮大な宇宙の映像に

And while we've never heard the sounds from space,

加えてみたいと思います

we really should, in the next few years,

これまで空間の奏でる音を聴いてこなかった私たちは

start to turn up the volume on what's going on out there.

これから数年のうちにもっと

So in this ambition

空間のボリュームを上げた方がいいと思いますよ

to capture songs from the universe,

ここで私たちは

we turn our focus

宇宙の音を聴こうという試みの中で

to black holes and the promise they have,

ブラックホールと

because black holes can bang on space-time

その性質に注目しました

like mallets on a drum

なぜならブラックホールはハンマーがドラムを叩くように

and have a very characteristic song,

時空を叩き

which I'd like to play for you -- some of our predictions

非常に面白い音を聴かせてくれるからです

for what that song will be like.

これから私たちが予測した

Now black holes are dark against a dark sky.

その音を再現してみせます

We can't see them directly.

ブラックホールは 暗い宇宙の中の暗い物体です

They're not brought to us with light, at least not directly.

直接目で見ることはできません

We can see them indirectly,

少なくとも 光を用いて直接の観測はできません

because black holes wreak havoc on their environment.

あくまで間接的に観測を行います

They destroy stars around them.

ブラックホールは星を破壊し

They churn up debris in their surroundings.

デブリをまき散らし

But they won't come to us directly through light.

周囲をめちゃくちゃにするのでその存在がわかるのです

We might one day see a shadow

しかし 光で直接観測することはできません

a black hole can cast on a very bright background,

いつか明るく輝く背景の中で

but we haven't yet.

ブラックホールの影を見ることができるかもしれませんが

And yet black holes may be heard

それもまだです

even if they're not seen,

とは言え 見えないブラックホールも

and that's because they bang on space-time like a drum.

聴くことなら可能かもしれません

Now we owe the idea that space can ring like a drum

空間をドラムのように叩いているんですからね

to Albert Einstein -- to whom we owe so much.

そもそも空間がドラムのように鳴るというアイデアは

Einstein realized that if space were empty,

我らがアルバート・アインシュタインに負っています

if the universe were empty,

アインシュタインは もし空間が空っぽだったなら

it would be like this picture,

もし宇宙が空っぽだったなら

except for maybe without the helpful grid drawn on it.

その構造はこの様になると考えました

But if we were freely falling through the space,

格子線はもちろん実際にはありませんよ

even without this helpful grid,

しかし もし私たちが空間を自由落下しているとしたら

we might be able to paint it ourselves,

こんな格子が描かれていなくても

because we would notice that we traveled along straight lines,

自分で簡単に描くことができるでしょう

undeflected straight paths

なぜなら 落下運動は宇宙の中を

through the universe.

歪みの無い直線に沿って進む

Einstein also realized --

運動だからです

and this is the real meat of the matter --

ここからが要点ですよ

that if you put energy or mass in the universe,

アインシュタインはまた

it would curve space,

宇宙空間にエネルギーや質量が置かれた時

and a freely falling object

空間は曲げられると考えました

would pass by, let's say, the Sun

何かが そうですね例えば太陽の

and it would be deflected

すぐそばを自由落下していたとすると

along the natural curves in the space.

その何かは

It was Einstein's great general theory of relativity.

宇宙の湾曲に沿って運動することになります

Now even light will be bent by those paths.

これがアインシュタインの偉大なる一般相対性理論です

And you can be bent so much

光すらこの歪みによって曲げられます

that you're caught in orbit around the Sun,

そして 地球の運動が太陽に曲げられ

as the Earth is, or the Moon around the Earth.

ついに太陽の周りに捉えられる

These are the natural curves in space.

あるいは月が地球の周りに捉えられる

What Einstein did not realize

これも空間の湾曲です

was that, if you took our Sun

ただアインシュタインが気付かなかったのは

and you crushed it down to six kilometers --

もし太陽を

so you took a million times the mass of the Earth

直径6kmの小ささまで押しつぶしたとしたら

and you crushed it to six kilometers across,

つまり 地球の100万倍の質量を

you would make a black hole,

6kmの小ささまで押しつぶしたとしたら

an object so dense

ブラックホールができるということです

that if light veered too close, it would never escape --

あまりにも密度が高く

a dark shadow against the universe.

光さえ近づきすぎれば二度と逃げることはできない

It wasn't Einstein who realized this,

宇宙の中の 暗い影です

it was Karl Schwarzschild

このことに気付いたのはアインシュタインではなく

who was a German Jew in World War I --

カール・シュヴァルツシルトでした

joined the German army already an accomplished scientist,

彼はユダヤ系ドイツ人で第一次大戦時には

working on the Russian front.

ドイツ軍に加わりロシアとの戦線で活動していた

I like to imagine Schwarzschild in the war in the trenches

既に周囲に認められた科学者でした

calculating ballistic trajectories for cannon fire,

私はよく シュヴァルツシルトが塹壕で

and then, in between,

大砲の弾道軌道を計算しながら

calculating Einstein's equations --

その合間に

as you do in the trenches.

アインシュタインの方程式を計算しているという絵を

And he was reading Einstein's recently published

想像することがあります

general theory of relativity,

アインシュタインが発表した一般相対性理論に

and he was thrilled by this theory.

素早く目を通し

And he quickly surmised

その理論に興奮したシュヴァルツシルトは

an exact mathematical solution

すぐにその方程式のとんでもない解を

that described something very extraordinary:

見つけました

curves so strong

その解が示すものは 異常なものでした

that space would rain down into them,

空間そのものが

space itself would curve like a waterfall

深い穴の淵に向かって

flowing down the throat of a hole.

滝のように吸い込まれていき

And even light could not escape this current.

光さえも逃げることのできない

Light would be dragged down the hole

空間の湾曲です

as everything else would be,

光も他のあらゆるものと同様

and all that would be left would be a shadow.

穴へと引きずり込まれ

Now he wrote to Einstein,

後には影しか残りません

and he said, "As you will see,

彼はアインシュタインへ向けて

the war has been kind to me enough.

「ご覧の通り 戦争が

Despite the heavy gunfire,

銃撃戦を除けばとてもよくしてくれたおかげで

I've been able to get away from it all

日常の煩わしさから逃れ あなたの着想を

and walk through the land of your ideas."

深く考える時間がとれました」

And Einstein was very impressed with his exact solution,

と手紙を書き アインシュタインは

and I should hope also the dedication of the scientist.

彼の算出した正確な解に感銘を受けました

This is the hardworking scientist under harsh conditions.

科学者としての熱心さにも感銘を受けたのでしょう

And he took Schwarzschild's idea

アインシュタインは翌週には

to the Prussian Academy of Sciences the next week.

シュヴァルツシルトの着想を

But Einstein always thought black holes were a mathematical oddity.

プロイセン科学アカデミーに持って行きました

He did not believe they existed in nature.

しかしアインシュタインは ブラックホールは数学的な特異解でしかなく

He thought nature would protect us from their formation.

自然界に実際に存在するものではないと考えていました

It was decades

彼は自然が我々を守ってくれると信じていたのです

before the term "black hole" was coined

それが実際に存在する天体だとわかるまでは

and people realized

ブラックホールという言葉が

that black holes are real astrophysical objects --

提唱されてから

in fact they're the death state

何十年もかかりました

of very massive stars

ブラックホールは

that collapse catastrophically

非常に質量の大きな星が

at the end of their lifetime.

その寿命を迎える最後の段階で

Now our Sun will not collapse to a black hole.

潰れて死んだ状態なのです

It's actually not massive enough.

太陽はブラックホールにはなりません

But if we did a little thought experiment --

質量が足りませんから

as Einstein was very fond of doing --

しかし アインシュタインが好んでそうしたように

we could imagine

私たちも思考実験を

putting the Sun crushed down to six kilometers,

行うことはできます

and putting a tiny little Earth around it in orbit,

太陽が直径6kmまで潰れたとしましょう

maybe 30 kilometers

そして小さな地球がその周りを回っています

outside of the black-hole sun.

ブラックホール化した太陽から

And it would be self-illuminated,

30kmほど離れた所でしょうか

because now the Sun's gone, we have no other source of light --

この地球は自ら光りを放っています

so let's make our little Earth self-illuminated.

太陽はもう光を放たず 他に光源がないと困りますから

And you would realize you could put the Earth in a happy orbit

地球は光を放つ恒星だとしましょう

even 30 km

すると このぺしゃんこのブラックホールから

outside of this crushed black hole.

30kmしか離れていない

This crushed black hole

軌道でも 地球は公転を続けます

actually would fit inside Manhattan, more or less.

この潰れたブラックホールは

It might spill off into the Hudson a little bit

マンハッタンにすっぽり入る程の大きさです

before it destroyed the Earth.

地球を飲み込む時にはハドソン川に

But basically that's what we're talking about.

はみでることもあるかもしれませんが

We're talking about an object that you could crush down

とにかくそのような

to half the square area of Manhattan.

マンハッタンの半分の大きさに収まる程の

So we move this Earth very close --

物体についての思考実験です

30 kilometers outside --

ではここに地球を近づけてみましょう

and we notice it's perfectly fine orbiting around the black hole.

30kmまで近づけます

There's a sort of myth

地球は異常なくブラックホールの周りを公転しています

that black holes devour everything in the universe,

「ブラックホールは

but you actually have to get very close to fall in.

宇宙の全てを吸い込んでしまう」という俗説がありますが

But what's very impressive is that, from our vantage point,

実際に吸い込まれるにはかなり近づく必要があります

we can always see the Earth.

ここで面白いのは 宇宙に浮かぶ観察者の目には

It cannot hide behind the black hole.

常に地球が映るということです

The light from the Earth, some of it falls in,

地球はブラックホールの裏に隠れることはできません

but some of it gets lensed around and brought back to us.

光の一部は吸い込まれますが

So you can't hide anything behind a black hole.

一部は屈折し 回り込むからです

If this were Battlestar Galactica

ブラックホールの裏に隠れることはできません

and you're fighting the Cylons,

もし「宇宙空母ギャラクティカ」で

don't hide behind the black hole.

サイロンと戦っているシーンだとしたら

They can see you.

「ブラックホールに隠れるな！

Now, our Sun will not collapse to a black hole --

奴らに見つかるぞ！」といったところでしょうか

it's not massive enough --

改めて 太陽はブラックホールにはなりません

but there are tens of thousands of black holes in our galaxy.

質量が足りないのです

And if one were to eclipse the Milky Way,

しかし この銀河には何万ものブラックホールがあります

this is what it would look like.

もしそのひとつが天の川にかかれば

We would see a shadow of that black hole

このように見えることでしょう

against the hundred billion stars

天の川の数千億という星と

in the Milky Way Galaxy and its luminous dust lanes.

輝く塵の川の中に

And if we were to fall towards this black hole,

ブラックホールの影を見ることができます

we would see all of that light lensed around it,

もしそのブラックホールに近づいていくとすれば

and we could even start to cross into that shadow

その背後から曲げられた全ての光を見ることができます

and really not notice that anything dramatic had happened.

しかし ひとたび影の領域に入ると

It would be bad if we tried to fire our rockets and get out of there

もう何も観察することはできなくなります

because we couldn't,

そこからは どう逃げようと頑張っても

anymore than light can escape.

無駄な抵抗でしかありません

But even though the black hole is dark from the outside,

もはや光ですら逃れることはできないのです

it's not dark on the inside,

しかし ブラックホールは外から見て暗いと言っても

because all of the light from the galaxy can fall in behind us.

その中は暗くありません

And even though, due to a relativistic effect known as time dilation,

銀河からのあらゆる光がブラックホールへと吸い込まれるからです

our clocks would seem to slow down

そして 相対論の効果として知られる時間遅延によって

relative to galactic time,

ブラックホールに吸い込まれる私たちの

it would look as though the evolution of the galaxy

時計の進みは遅くなりますが

had been sped up and shot at us,

私たちの目には 銀河の展開は

right before we were crushed to death by the black hole.

早送りで飛び込んでくるようになります

It would be like a near-death experience

それも観察者が潰される瞬間までですが

where you see the light at the end of the tunnel,

こんな風にトンネルを抜けると光が見えるなんて

but it's a total death experience.

臨死体験みたいですね

(Laughter)

まあこれは完全な死の体験なのですが

And there's no way of telling anybody

(笑)

about the light at the end of the tunnel.

そしてこのトンネルを抜けた先の光がどんなものか

Now we've never seen a shadow like this of a black hole,

伝えられる人は存在しません

but black holes can be heard,

私たちはブラックホールの影を見た事がありません

even if they're not seen.

しかし その姿は見えなくても

Imagine now taking an astrophysically realistic situation --

聴く事はできる筈です

imagine two black holes that have lived a long life together.

ふたつのブラックホールが長い間一緒に過ごしているという

Maybe they started as stars

物理的には十分可能性のある状況を想像してみてください

and collapsed to two black holes --

そのとちらもが

each one 10 times the mass of the Sun.

ブラックホールになってしまったかつての星です

So now we're going to crush them down to 60 kilometers across.

両方とも太陽の10倍の質量と考えてください

They can be spinning

つまり 今度は60kmの直径まで潰されているという状況です

hundreds of times a second.

それらはお互いの周りを

At the end of their lives,

毎秒数百回というスピードで周り

they're going around each other very near the speed of light.

最後にはほとんど光の早さで

So they're crossing thousands of kilometers

互いに回り合うようになります

in a fraction of a second,

つまり ほんの一瞬で数千キロも

and as they do so, they not only curve space,

運動することになります

but they leave behind in their wake

その間 周りの空間を歪ませるだけでなく

a ringing of space,

通る道筋の空間を鳴り響かせるのです

an actual wave on space-time.

文字通り

Space squeezes and stretches

時空の波です

as it emanates out from these black holes

空間は ブラックホールから

banging on the universe.

拡散しながら 同時に伸び縮みし

And they travel out into the cosmos

宇宙を激しく叩きます

at the speed of light.

そして その波は

This computer simulation

光の速さで伝わっていきます

is due to a relativity group at NASA Goddard.

こちらのシミュレーションは

It took almost 30 years for anyone in the world to crack this problem.

NASAのゴッダード宇宙研究所のグループのものです

This was one of the groups.

30年程かけてこの問題を解いたグループの

It shows two black holes in orbit around each other,

ひとつがここのグループです

again, with these helpfully painted curves.

ご覧頂いているのは お互いの周りを回るブラックホールです

And if you can see -- it's kind of faint --

図示されているのは空間の歪みです

but if you can see the red waves emanating out,

そして 見えるでしょうか

those are the gravitational waves.

かなり薄いのですが 発散する赤い波が見えるなら

They're literally the sounds of space ringing,

それが重力波です

and they will travel out from these black holes at the speed of light

これは文字通り空間の響きのことで

as they ring down and coalesce

光の速さでブラックホールから発散し