TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Henry Lin: Ce que nous pouvons apprendre des galaxies très, très lointaines
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Dans cette présentation passionnante et amusante, l'adolescent Henry Lin regarde quelque chose d'inattendu dans le ciel: les groupes de galaxies éloignées. En étudiant les propriétés des plus grandes pièces de l'univers, nous dit le gagnant du trophée du Salon des Sciences Intel, nous pouvons apprendre beaucoup de choses sur les mystères scientifiques de notre monde et de notre galaxie.
Henry Lin - Student scientist
At 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters. Full bio
At 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters. Full bio
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00:12
Here are some images of clusters of galaxies.
0
934
3334
Voilà quelques images
de groupes de galaxies.
de groupes de galaxies.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
C'est exactement ça !
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
Ce sont ces grands
regroupements de galaxies,
regroupements de galaxies,
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
liées les unes aux autres
par leur gravité mutuelle.
par leur gravité mutuelle.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
La plupart des points
que vous voyez à l'écran
que vous voyez à l'écran
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
ne sont pas des étoiles uniques,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
mais des groupes d'étoiles,
des galaxies.
des galaxies.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
En vous montrant certaines de ces images,
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
j'espère que vous verrez rapidement que
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
ces groupes de galaxies
sont des objets magnifiques,
sont des objets magnifiques,
00:37
but more than that,
10
25694
1493
mais bien plus que ça,
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
pour moi, ces groupes
de galaxies sont mystérieux,
de galaxies sont mystérieux,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
ils sont surprenants,
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
et ils sont utiles.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Utiles en tant que
plus grands laboratoires de l'univers.
plus grands laboratoires de l'univers.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
Et en tant que laboratoires,
décrire ces groupes de galaxies,
décrire ces groupes de galaxies,
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
c'est décrire les expériences
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
que vous pouvez faire avec eux.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Je pense qu'il y en a
quatre grandes sortes
quatre grandes sortes
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
et la première que
j'aimerais vous décrire
j'aimerais vous décrire
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
est l'évaluation de la grandeur.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Grand comment ?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
Voici une image
d'un groupe de galaxies.
d'un groupe de galaxies.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Il est tellement grand
que la lumière qui passe à travers
que la lumière qui passe à travers
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
est pliée et déformée
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
par la gravité extrême de ce groupe.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
Et si vous y faites plus attention,
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
vous pouvez voir
des anneaux autour de ce groupe.
des anneaux autour de ce groupe.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
Pour vous donner un chiffre,
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
ce groupe de galaxies
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
a une masse de plus
d'un million de milliards de soleils.
d'un million de milliards de soleils.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
La masse que ces systèmes peuvent avoir
est tout simplement incroyable.
est tout simplement incroyable.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Mais encore plus que la masse,
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
il y a une autre caractéristique.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
Ce sont en grande partie
des systèmes isolés,
des systèmes isolés,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
on peut donc les imaginer
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
comme une version réduite
de l'univers tout entier.
de l'univers tout entier.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
Et on peut répondre à
de nombreuses questions
de nombreuses questions
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
que l'on se pose
sur l'univers à grande échelle,
sur l'univers à grande échelle,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
comme, « comment la gravité
fonctionne-t-elle ? »
fonctionne-t-elle ? »
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
en étudiant ces systèmes.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Donc, c'est vraiment très grand.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
La deuxième chose
est qu'ils sont très chauds.
est qu'ils sont très chauds.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Si je prends une image
d'un groupe de galaxies,
d'un groupe de galaxies,
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
et j'en enlève
toutes les lumières des étoiles,
toutes les lumières des étoiles,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
ce qu'il me reste
est cette grande forme bleue.
est cette grande forme bleue.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Ce n'est pas vraiment
sa couleur en fait.
sa couleur en fait.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
Ce que nous voyons, en fait,
c'est la lumière des rayons X.
c'est la lumière des rayons X.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
Et la question est,
si elle ne vient pas des galaxies,
si elle ne vient pas des galaxies,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
d'où provient cette lumière ?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
La réponse est des gaz chauds,
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
des gaz à un million de degrés,
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
en fait, c'est du plasma.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
Et la raison pour laquelle
c'est aussi chaud,
c'est aussi chaud,
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
nous renvoie à la diapo précédente.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
La gravité extrême de ces systèmes
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
active des particules de gaz
à de très grandes vitesses,
à de très grandes vitesses,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
et qui dit grandes vitesses
dit hautes températures.
dit hautes températures.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Donc, voici l'idée principale,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
mais la science
n'est encore qu'une ébauche.
n'est encore qu'une ébauche.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
Il y a encore beaucoup
de propriétés de base de ce plasma
de propriétés de base de ce plasma
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
que nous ne comprenons pas,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
qui nous déroutent,
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
et embrouillent notre compréhension
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
de la physique du très chaud.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
La troisième caractéristique
concerne le tout petit.
concerne le tout petit.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
Pour vous expliquer ceci,
je dois vous dire
je dois vous dire
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
quelque chose de très perturbant.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
La plupart de la matière de l'univers
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
n'est pas faite d'atomes.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
C'est un mensonge.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
Elle est principalement composée
de quelque chose de très, très mystérieux,
de quelque chose de très, très mystérieux,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
que l'on appelle la matière noire.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
La matière noire est quelque chose
qui n'aime pas trop interagir,
qui n'aime pas trop interagir,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
à part à travers la gravité,
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
et bien sûr, on aimerait
en apprendre beaucoup plus sur elle.
en apprendre beaucoup plus sur elle.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Si vous êtes physicien
spécialisé en particules,
spécialisé en particules,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
vous voulez savoir ce qu'il arrive quand
on fait entrer des choses en collision.
on fait entrer des choses en collision.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
C'est la même chose
pour la matière noire.
pour la matière noire.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Comment fait-on cela ?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
Pour répondre à cette question,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
je vais devoir en poser une autre,
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
qui est, « que se passe-t-il quand
de groupes de galaxies s'entrechoquent ? »
de groupes de galaxies s'entrechoquent ? »
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Voici une image.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Puisque les groupes de galaxies
sont de bonnes représentations
sont de bonnes représentations
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
de l'univers, des versions réduites.
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
Elles sont principalement
faites de matière noire,
faites de matière noire,
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
et c'est ce que vous voyez
dans ce mauve bleuté.
dans ce mauve bleuté.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Le rouge représente les gaz chauds,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
et, bien sûr, vous pouvez
voir de nombreuses galaxies.
voir de nombreuses galaxies.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Il y a simplement eu
une accélération de particules
une accélération de particules
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
à une échelle très, très grande.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
C'est important parce que
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
ça veut dire que
des effets très, très petits
des effets très, très petits
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
qui peuvent être difficiles
à détecter en laboratoire,
à détecter en laboratoire,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
peuvent être composés
encore et encore
encore et encore
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
en quelque chose que l'on pourrait
peut-être observer dans la nature.
peut-être observer dans la nature.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
C'est donc très drôle !
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
La raison pour laquelle
les groupes de galaxies
les groupes de galaxies
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
peuvent nous apprendre
des choses sur la matière noire,
des choses sur la matière noire,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
peuvent nous apprendre
des choses sur la physique du très petit,
des choses sur la physique du très petit,
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
est précisément
qu'ils sont si grands.
qu'ils sont si grands.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
La quatrième chose :
la physique du très étrange.
la physique du très étrange.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Ce que j'ai dit jusqu'ici est fou.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Et s'il y a quelque chose
d'encore plus étrange
d'encore plus étrange
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
c'est l'énergie noire.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Si je lance une balle en l'air,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
je m'attends à ce qu'elle monte.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
Ce à quoi je ne m'attends pas
est qu'elle monte
est qu'elle monte
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
à une vitesse
de plus en plus rapide.
de plus en plus rapide.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
De la même façon, les cosmologues
comprennent pourquoi
comprennent pourquoi
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
l'univers s'étend.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
Ils ne comprennent pas
pourquoi il s'étend
pourquoi il s'étend
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
à une vitesse de plus en plus rapide.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
Ils donnent un nom à la cause
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
de cette accélération expansive,
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
ils l'appellent l'énergie noire.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
Et, nous devons apprendre
à la connaitre un peu plus.
à la connaitre un peu plus.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Une des questions que
nous nous posons est,
nous nous posons est,
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
« comment l'énergie noire
influence-t-elle l'univers
influence-t-elle l'univers
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
aux échelles les plus grandes ? »
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
Selon sa force,
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
peut-être que la structure
se forme plus ou moins rapidement.
se forme plus ou moins rapidement.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Le problème
avec les très grandes structures
avec les très grandes structures
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
de l'univers est que
c'est horriblement compliqué.
c'est horriblement compliqué.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Voici une simulation informatique.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
Il nous faut un moyen de la simplifier.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Moi, ça m'aide
quand j'utilise une analogie.
quand j'utilise une analogie.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Si je veux comprendre
le naufrage du Titanic,
le naufrage du Titanic,
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
le plus important
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
n'est pas de modéliser
les petites positions
les petites positions
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
de chacune des petits morceaux
du bateau qui s'est brisé.
du bateau qui s'est brisé.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
Le plus important est
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
de suivre les deux plus grandes.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
De la même façon,
je peux comprendre l'univers
je peux comprendre l'univers
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
à de plus grandes échelles
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
en suivant ses plus grands éléments
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
et ces plus grands éléments
sont les groupes de galaxies.
sont les groupes de galaxies.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
Maintenant que j'arrive à la fin,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
vous êtes sans doute un peu déçus.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
J'ai commencé en vous parlant
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
de l'utilité des groupes de galaxies,
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and I've given some reasons,
143
332153
1500
et je vous ai donné quelques raisons,
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
mais à quoi servent-ils ?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
Pour vous répondre,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
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338370
2616
je vais vous citer Henry Ford
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when he was asked about cars.
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340986
1486
qui parlait des voitures.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
Il a dit ceci :
05:55
"If I had asked people what they wanted,
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343831
2289
« Si j'avais demandé
aux gens ce qu'ils voulaient,
aux gens ce qu'ils voulaient,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
ils m'auraient dit
des chevaux plus rapides. »
des chevaux plus rapides. »
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
Notre société aujourd'hui doit faire face
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
à de nombreuses difficultés.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
Et les solutions à ces problèmes
ne sont pas flagrantes.
ne sont pas flagrantes.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
Il n'y a pas de chevaux plus rapides.
06:11
They will require an enormous amount of
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359620
2242
Il va nous falloir énormément
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scientific ingenuity.
156
361862
1706
d'ingéniosité scientifique.
06:15
So, yes, we need to focus,
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363568
1586
Donc, oui, nous devons nous focaliser,
06:17
yes, we need to concentrate,
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365154
1750
oui, nous devons nous concentrer,
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but we also need to remember that
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366904
1966
mais nous devons aussi nous souvenir que
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
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368870
2835
innovation, ingéniosité, inspiration,
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these things come
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371705
1332
ces choses se mettent en place
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
quand nous élargissons
notre champ de vision,
notre champ de vision,
06:26
when we step back
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374725
1340
quand nous reculons de quelques pas,
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
quand nous regardons de plus loin.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
Et il n'y a pas
de meilleure façon de faire ça
de meilleure façon de faire ça
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
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379237
3755
qu'en étudiant l'univers autour de nous.
Merci.
Merci.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Henry Lin - Student scientistAt 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters.
Why you should listen
Henry Lin studies the very hot, very large and very strange -- that is, distant galaxy clusters. (Obviously.) Lin, who matriculated at Harvard University in the fall of 2013, thinks we can learn a lot about astrophysics by studying these giant celestial bodies. In early 2013 he won the Intel Foundation Young Scientist Award, the second-highest award at the Intel Science Fair, for his models of far-away galaxies. Lin is a graduate of Caddo Magnet High School in Shreveport, Louisiana.
Henry Lin | Speaker | TED.com