TEDGlobal 2009
Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole
Andrea Ghez: Vadászat a szupermasszív fekete lyukra
Filmed:
Readability: 3.4
866,701 views
A Keck-távcsövekből gyűjtött új adatokkal Andrea Ghez megmutatja, hogyan segíti a csillagászokat a legmodernebb adaptív optika abban, hogy megértsék a világegyetem legtitokzatosabb objektumait: a fekete lyukakat. Bizonyítékot tár fel arról, hogy talán a Tejút középpontjában szupermasszív fekete lyuk lapul meg.
Andrea Ghez - Astronomer
Andrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space. Full bio
Andrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
How do you observe something you can't see?
0
0
3000
Hogy tudunk megfigyelni valamit,
amit nem látunk?
amit nem látunk?
00:18
This is the basic question of somebody who's interested
1
3000
3000
Alapvető kérdése
a fekete lyukak megtalálásával
a fekete lyukak megtalálásával
00:21
in finding and studying black holes.
2
6000
2000
és tanulmányozásával foglalkozóknak.
00:23
Because black holes are objects
3
8000
2000
A fekete lyuk gravitációs
vonzása annyira erős,
vonzása annyira erős,
00:25
whose pull of gravity is so intense
4
10000
3000
hogy még a fény sem menekülhet belőle,
00:28
that nothing can escape it, not even light,
5
13000
2000
vagyis közvetlenül nem látható.
00:30
so you can't see it directly.
6
15000
2000
00:32
So, my story today about black holes
7
17000
3000
A mai történetem
egy konkrét fekete lyukról szól.
00:35
is about one particular black hole.
8
20000
2000
00:37
I'm interested in finding whether or not
9
22000
3000
Az érdekel, hogy van-e egy masszív,
00:40
there is a really massive, what we like to call
10
25000
3000
vagy ahogy mi hívjuk,
"szupermasszív" fekete lyuk
galaxisunk közepén.
galaxisunk közepén.
00:43
"supermassive" black hole at the center of our galaxy.
11
28000
3000
00:46
And the reason this is interesting is that
12
31000
3000
Ez azért érdekes,
mert ezáltal van lehetőség
00:49
it gives us an opportunity to prove
13
34000
3000
eme egzotikus objektumok
létezésének bizonyítására.
létezésének bizonyítására.
00:52
whether or not these exotic objects really exist.
14
37000
4000
Másodsorban pedig megérthetjük általa,
00:56
And second, it gives us the opportunity
15
41000
2000
00:58
to understand how these supermassive black holes
16
43000
3000
hogyan hatnak a szupermasszív
fekete lyukak a környezetükre,
fekete lyukak a környezetükre,
01:01
interact with their environment,
17
46000
2000
illetve hogyan befolyásolják
01:03
and to understand how they affect the formation and evolution
18
48000
3000
az otthonukul szolgáló galaxisok
kialakulását és fejlődését.
kialakulását és fejlődését.
01:06
of the galaxies which they reside in.
19
51000
3000
01:09
So, to begin with,
20
54000
2000
Először is meg kell értenünk,
01:11
we need to understand what a black hole is
21
56000
3000
mi a fekete lyuk,
01:14
so we can understand the proof of a black hole.
22
59000
2000
hogy aztán megértsük tanújeleit.
01:16
So, what is a black hole?
23
61000
2000
Mi tehát a fekete lyuk?
01:18
Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,
24
63000
4000
Sok szempontból
rendkívül egyszerű objektum,
rendkívül egyszerű objektum,
01:22
because there are only three characteristics that you can describe:
25
67000
3000
mert csak három leírható jellemzője van:
01:25
the mass,
26
70000
2000
tömeg,
forgás és töltés.
01:27
the spin, and the charge.
27
72000
2000
Én csak a tömegről fogok beszélni.
01:29
And I'm going to only talk about the mass.
28
74000
2000
Innen nézve tehát egyszerű objektum.
01:31
So, in that sense, it's a very simple object.
29
76000
3000
De más szempontból nagyon is bonyolult,
01:34
But in another sense, it's an incredibly complicated object
30
79000
2000
01:36
that we need relatively exotic physics to describe,
31
81000
3000
a leírásához igencsak
egzotikus fizikára van szükség,
egzotikus fizikára van szükség,
01:39
and in some sense represents the breakdown of our physical understanding
32
84000
4000
és bizonyos értelemben mindent lerombol,
amit fizikából a világegyetemről tudunk.
01:43
of the universe.
33
88000
2000
De ma úgy kell
tekinteniük a fekete lyukra –
tekinteniük a fekete lyukra –
01:45
But today, the way I want you to understand a black hole,
34
90000
2000
01:47
for the proof of a black hole,
35
92000
2000
a létezése bizonyításához –,
01:49
is to think of it as an object
36
94000
2000
mint olyan objektumra,
01:51
whose mass is confined to zero volume.
37
96000
3000
amelynek tömege nulla térfogatba tömörül.
01:54
So, despite the fact that I'm going to talk to you about
38
99000
2000
Habár szupermasszív objektumról van szó –
01:56
an object that's supermassive,
39
101000
3000
és majd arra is kitérek,
ez valójában mit jelent –,
ez valójában mit jelent –,
01:59
and I'm going to get to what that really means in a moment,
40
104000
2000
nincs véges kiterjedése.
02:01
it has no finite size.
41
106000
3000
02:04
So, this is a little tricky.
42
109000
2000
A dolog kissé cseles.
De szerencsére van
látható, véges kiterjedése,
látható, véges kiterjedése,
02:06
But fortunately there is a finite size that you can see,
43
111000
4000
02:10
and that's known as the Schwarzschild radius.
44
115000
3000
ez pedig az ún. Schwarzschild-sugár.
Arról a pasiról nevezték el,
02:13
And that's named after the guy who recognized
45
118000
2000
aki felismerte e sugár fontosságát.
02:15
why it was such an important radius.
46
120000
2000
Ez csak virtuális sugár;
02:17
This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.
47
122000
3000
a fekete lyuknak nincs kiterjedése.
02:20
So why is it so important?
48
125000
2000
Akkor miért fontos?
02:22
It's important because it tells us
49
127000
2000
Mert elárulja nekünk,
hogy bármilyen objektumból
lehet fekete lyuk:
lehet fekete lyuk:
02:24
that any object can become a black hole.
50
129000
4000
02:28
That means you, your neighbor, your cellphone,
51
133000
3000
önökből, a szomszédjukból, a mobiljukból.
02:31
the auditorium can become a black hole
52
136000
2000
Az előadóteremből is lehet fekete lyuk,
02:33
if you can figure out how to compress it down
53
138000
3000
ha módot találunk rá,
hogy Schwarzschild-sugár
méretűre sűrítsük.
méretűre sűrítsük.
02:36
to the size of the Schwarzschild radius.
54
141000
2000
02:38
At that point, what's going to happen?
55
143000
3000
Mi történik ezután?
A gravitáció győzedelmeskedik
02:41
At that point gravity wins.
56
146000
2000
minden egyéb ismert erő felett.
02:43
Gravity wins over all other known forces.
57
148000
2000
02:45
And the object is forced to continue to collapse
58
150000
3000
Az objektum folyamatos
összeomlásra kényszerül,
összeomlásra kényszerül,
amíg végtelenül apró nem lesz.
02:48
to an infinitely small object.
59
153000
2000
02:50
And then it's a black hole.
60
155000
2000
Ekkor már fekete lyuk.
02:52
So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,
61
157000
5000
Ha tehát összepréselném
a Földet kockacukor méretűre,
a Földet kockacukor méretűre,
fekete lyukká válna,
02:57
it would become a black hole,
62
162000
2000
mert akkora a Schwarzschild-sugara.
02:59
because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.
63
164000
4000
A lényeg, hogy meghatározzuk
ezt a Schwarzschild-sugarat.
ezt a Schwarzschild-sugarat.
03:03
Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.
64
168000
3000
03:06
And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.
65
171000
4000
Ezt valójában egész könnyű megtenni.
Csupán az objektum méretétől függ.
03:10
It depends only on the mass of the object.
66
175000
2000
03:12
Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.
67
177000
2000
Nagyobb objektumoknak nagyobb,
kisebb objektumoknak kisebb a sugaruk.
03:14
Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.
68
179000
3000
03:17
So, if I were to take the sun
69
182000
2000
Ha tehát fognám a Napot,
03:19
and compress it down to the scale of the University of Oxford,
70
184000
3000
és összepréselném Oxford Egyetem méretűre,
03:22
it would become a black hole.
71
187000
3000
fekete lyukká válna.
03:25
So, now we know what a Schwarzschild radius is.
72
190000
3000
Most már tudjuk,
mi az a Schwarzschild-sugár.
mi az a Schwarzschild-sugár.
03:28
And it's actually quite a useful concept,
73
193000
2000
Igen hasznos fogalom,
03:30
because it tells us not only
74
195000
2000
mert nemcsak megmutatja,
amikor egy fekete lyuk keletkezik,
03:32
when a black hole will form,
75
197000
2000
03:34
but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.
76
199000
3000
hanem kezünkbe adja
a fekete lyuk igazolásának
legfontosabb elemeit.
legfontosabb elemeit.
03:37
I only need two things.
77
202000
2000
Ehhez két dolog kell:
03:39
I need to understand the mass of the object
78
204000
2000
hogy ismerjük a fekete lyuknak
vélt objektum tömegét,
vélt objektum tömegét,
03:41
I'm claiming is a black hole,
79
206000
2000
03:43
and what its Schwarzschild radius is.
80
208000
2000
illetve a Schwarzschild-sugarát.
Mivel pedig ez utóbbi a tömegtől függ,
03:45
And since the mass determines the Schwarzschild radius,
81
210000
2000
03:47
there is actually only one thing I really need to know.
82
212000
2000
igazából csak egy dolgot kell ismerni.
03:49
So, my job in convincing you
83
214000
2000
Ahhoz, hogy meggyőzzem önöket,
03:51
that there is a black hole
84
216000
2000
fekete lyuk van a galaxis közepén,
03:53
is to show that there is some object
85
218000
2000
ki kell mutatnom,
03:55
that's confined to within its Schwarzschild radius.
86
220000
3000
hogy van a Schwarzschild-sugarába
tömörült ilyen objektum.
tömörült ilyen objektum.
03:58
And your job today is to be skeptical.
87
223000
3000
Az önök dolga kételkedni.
04:01
Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;
88
226000
4000
Nem közönséges
fekete lyukról fogok beszélni.
fekete lyukról fogok beszélni.
04:05
I'm going to talk about supermassive black holes.
89
230000
3000
Szupermasszív fekete lyukakról lesz szó.
04:08
So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,
90
233000
2000
Pár szóban bemutatnám
a közönséges fekete lyukakat,...
a közönséges fekete lyukakat,...
04:10
as if there could be such a thing as an ordinary black hole.
91
235000
3000
mintha létezne "közönséges" fekete lyuk.
04:13
An ordinary black hole is thought to be the end state
92
238000
3000
A közönséges fekete lyukat tartják
a masszív csillagok élete végállapotának.
04:16
of a really massive star's life.
93
241000
2000
04:18
So, if a star starts its life off
94
243000
2000
Ha egy csillag élete elején
04:20
with much more mass than the mass of the Sun,
95
245000
2000
a Napnál jóval nagyobb tömegű,
04:22
it's going to end its life by exploding
96
247000
3000
élete végén felrobban,
és ilyen gyönyörű szupernóva-
maradványokat hagy hátra.
maradványokat hagy hátra.
04:25
and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.
97
250000
3000
04:28
And inside that supernova remnant
98
253000
2000
Ennek a közepén
04:30
is going to be a little black hole
99
255000
2000
létrejön egy apró fekete lyuk,
04:32
that has a mass roughly three times the mass of the Sun.
100
257000
3000
amelynek tömege durván
háromszorosa a Napénak.
háromszorosa a Napénak.
04:35
On an astronomical scale
101
260000
2000
Csillagászati léptékkel
mérve ez nagyon kicsi.
mérve ez nagyon kicsi.
04:37
that's a very small black hole.
102
262000
2000
04:39
Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.
103
264000
3000
Én a szupermasszív
fekete lyukakról fogok beszélni.
fekete lyukakról fogok beszélni.
Ezekről úgy tartják,
a galaxisok közepén találhatók.
a galaxisok közepén találhatók.
04:42
And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.
104
267000
4000
04:46
And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope
105
271000
3000
A Hubble űrtávcsővel
készült ez a gyönyörű kép,
készült ez a gyönyörű kép,
04:49
shows you that galaxies come in all shapes and sizes.
106
274000
3000
mely mutatja, milyen sokfélék a galaxisok.
04:52
There are big ones. There are little ones.
107
277000
2000
Vannak nagyok, kicsik.
04:54
Almost every object in that picture there is a galaxy.
108
279000
3000
A képen majdnem minden objektum galaxis.
04:57
And there is a very nice spiral up in the upper left.
109
282000
3000
A bal felső sarokban van egy szép spirál.
05:00
And there are a hundred billion stars in that galaxy,
110
285000
4000
Százmilliárd csillag van
abban a galaxisban,
abban a galaxisban,
05:04
just to give you a sense of scale.
111
289000
2000
csak hogy a méretarányokat éreztessem.
05:06
And all the light that we see from a typical galaxy,
112
291000
2000
Az átlagos galaxisok fénye –
05:08
which is the kind of galaxies that we're seeing here,
113
293000
2000
ilyenek vannak a képen –,
05:10
comes from the light from the stars.
114
295000
2000
ezekből a csillagokból érkezik.
05:12
So, we see the galaxy because of the star light.
115
297000
2000
A csillagok fénye miatt látjuk a galaxist.
05:14
Now, there are a few relatively exotic galaxies.
116
299000
4000
Vannak viszonylag egzotikus galaxisok.
05:18
I like to call these the prima donna of the galaxy world,
117
303000
3000
Ezeket én a galaxisok
primadonnáinak hívom,
primadonnáinak hívom,
05:21
because they are kind of show offs.
118
306000
2000
mert felvágósok.
05:23
And we call them active galactic nuclei.
119
308000
2000
Hivatalosan aktív galaxismagok,
05:25
And we call them that because their nucleus,
120
310000
2000
mert a nukleuszuk,
05:27
or their center, are very active.
121
312000
3000
vagy középpontjuk, nagyon aktív.
05:30
So, at the center there, that's actually where
122
315000
2000
Valójában ebből a középpontból
05:32
most of the starlight comes out from.
123
317000
2000
érkezik a legtöbb csillagfény.
05:34
And yet, what we actually see is light
124
319000
2000
Mégis, a valójában látott fény
05:36
that can't be explained by the starlight.
125
321000
3000
nem magyarázható a csillagokkal.
05:39
It's way more energetic.
126
324000
2000
Sokkal erőteljesebb.
05:41
In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.
127
326000
2000
Néhányuk egészen
hasonlít a képen láthatókra.
hasonlít a képen láthatókra.
05:43
There are also jets emanating out from the center.
128
328000
3000
A középpontból sugarak is előtörnek.
05:46
Again, a source of energy that's very difficult to explain
129
331000
4000
Nehéz megmagyarázni,
honnan jön az energia,
honnan jön az energia,
ha azt állítjuk, a galaxisok
csak csillagokból állnak.
csak csillagokból állnak.
05:50
if you just think that galaxies are composed of stars.
130
335000
2000
05:52
So, what people have thought is that perhaps
131
337000
2000
Sokan ezért úgy hiszik,
05:54
there are supermassive black holes
132
339000
3000
tán van ott szupermasszív fekete lyuk is,
05:57
which matter is falling on to.
133
342000
3000
amelybe az anyag belezuhan.
06:00
So, you can't see the black hole itself,
134
345000
2000
Így maga a fekete lyuk nem látható,
06:02
but you can convert the gravitational energy of the black hole
135
347000
3000
de a lyuk gravitációs energiája
látható fénnyé alakulhat át.
06:05
into the light we see.
136
350000
2000
06:07
So, there is the thought that maybe supermassive black holes
137
352000
2000
Van tehát az elképzelés,
hogy a galaxisok közepén
szupermasszív fekete lyukak vannak.
szupermasszív fekete lyukak vannak.
06:09
exist at the center of galaxies.
138
354000
2000
06:11
But it's a kind of indirect argument.
139
356000
2000
Ez azonban közvetett érvelés.
06:13
Nonetheless, it's given rise to the notion
140
358000
2000
Akárhogy is, megalapozta az elgondolást,
06:15
that maybe it's not just these prima donnas
141
360000
3000
hogy talán nem csak e primadonnákban
06:18
that have these supermassive black holes,
142
363000
2000
vannak szupermasszív fekete lyukak.
06:20
but rather all galaxies might harbor these
143
365000
3000
Lehet, hogy minden galaxis rejteget
ilyen szupermasszív
fekete lyukat a közepén.
fekete lyukat a közepén.
06:23
supermassive black holes at their centers.
144
368000
2000
06:25
And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;
145
370000
3000
Ha ez igaz – ez normális
galaxisra példa –,
galaxisra példa –,
06:28
what we see is the star light.
146
373000
2000
akkor amit látunk, az csillagfény.
06:30
And if there is a supermassive black hole,
147
375000
2000
Ha van benne szupermasszív fekete lyuk,
06:32
what we need to assume is that it's a black hole on a diet.
148
377000
3000
fel kell tételeznünk, hogy diétázik.
06:35
Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see
149
380000
3000
Így lehet ugyanis az aktív
galaxismagokban megfigyelhető
galaxismagokban megfigyelhető
energetikai jelenségeket elnyomni.
06:38
in active galactic nuclei.
150
383000
3000
06:41
If we're going to look for these stealth black holes
151
386000
3000
Ha ilyen rejtőzködő
fekete lyukakat akarunk keresni
fekete lyukakat akarunk keresni
06:44
at the center of galaxies,
152
389000
2000
a galaxisok közepén,
a legjobb hely erre saját galaxisunk,
06:46
the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.
153
391000
4000
a Tejút.
06:50
And this is a wide field picture
154
395000
2000
Ez panorámakép
06:52
taken of the center of the Milky Way.
155
397000
3000
a Tejút közepéről.
Látszólag csíkban
helyezkednek el a csillagok.
helyezkednek el a csillagok.
06:55
And what we see is a line of stars.
156
400000
3000
06:58
And that is because we live in a galaxy which has
157
403000
2000
Ez azért van, mert galaxisunknak lapos,
07:00
a flattened, disk-like structure.
158
405000
2000
korongszerű a struktúrája.
07:02
And we live in the middle of it, so when we look towards the center,
159
407000
2000
Ebben élünk, így a közepe felé nézve
07:04
we see this plane which defines the plane of the galaxy,
160
409000
2000
láthatjuk ezt a síkot vagy vonalat,
07:06
or line that defines the plane of the galaxy.
161
411000
4000
amely lényegében a galaxis síkja.
07:10
Now, the advantage of studying our own galaxy
162
415000
3000
Saját galaxisunk tanulmányozásának előnye,
07:13
is it's simply the closest example of the center of a galaxy
163
418000
3000
hogy egész egyszerűen ez van legközelebb,
07:16
that we're ever going to have, because the next closest galaxy
164
421000
2000
hiszen a következő galaxis
07:18
is 100 times further away.
165
423000
3000
százszor messzebb van.
Több részletet láthatunk
a saját galaxisunkban,
a saját galaxisunkban,
07:21
So, we can see far more detail in our galaxy
166
426000
2000
07:23
than anyplace else.
167
428000
2000
mint bárhol máshol.
07:25
And as you'll see in a moment, the ability to see detail
168
430000
2000
Ahogy azt látni fogják,
07:27
is key to this experiment.
169
432000
3000
e kísérlet legfontosabb eleme
a részletek láthatósága.
a részletek láthatósága.
07:30
So, how do astronomers prove that there is a lot of mass
170
435000
3000
Hogyan bizonyítják a csillagászok,
hogy kis térfogatban rengeteg tömeg van?
07:33
inside a small volume?
171
438000
2000
07:35
Which is the job that I have to show you today.
172
440000
3000
Ezt kell ma önöknek megmutatnom.
07:38
And the tool that we use is to watch the way
173
443000
2000
Azt figyeljük,
hogyan keringenek
csillagok a fekete lyuk körül.
csillagok a fekete lyuk körül.
07:40
stars orbit the black hole.
174
445000
3000
07:43
Stars will orbit the black hole
175
448000
2000
Ugyanúgy keringenek
csillagok a fekete lyuk körül,
csillagok a fekete lyuk körül,
07:45
in the very same way that planets orbit the sun.
176
450000
3000
ahogyan bolygók a Nap körül.
07:48
It's the gravitational pull
177
453000
2000
A gravitációs vonzás készteti őket erre.
07:50
that makes these things orbit.
178
455000
2000
Masszív objektumok nélkül
minden kirepülne a világűrbe,
minden kirepülne a világűrbe,
07:52
If there were no massive objects these things would go flying off,
179
457000
3000
07:55
or at least go at a much slower rate
180
460000
2000
vagy legalábbis lassabban haladna,
07:57
because all that determines how they go around
181
462000
3000
mert a keringést az határozza meg,
hogy mekkora tömeg van
a pálya középpontjában.
a pálya középpontjában.
08:00
is how much mass is inside its orbit.
182
465000
2000
08:02
So, this is great, because remember my job is to show
183
467000
2000
Ez szuper, mert nekem
azt kell megmutatnom,
azt kell megmutatnom,
08:04
there is a lot of mass inside a small volume.
184
469000
2000
hogy apró térfogatban hatalmas tömeg van.
08:06
So, if I know how fast it goes around, I know the mass.
185
471000
3000
A keringési sebességből
ismerem a tömeget.
ismerem a tömeget.
08:09
And if I know the scale of the orbit I know the radius.
186
474000
3000
A keringési pálya méretéből
pedig ismerem a sugarát.
pedig ismerem a sugarát.
08:12
So, I want to see the stars
187
477000
2000
A galaxis közepéhez lehető legközelebbi
csillagokat akarom látni,
csillagokat akarom látni,
08:14
that are as close to the center of the galaxy as possible.
188
479000
2000
08:16
Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.
189
481000
4000
hogy megmutassam,
nagy tömeg van a lehető
legkisebb térfogatba sűrítve.
legkisebb térfogatba sűrítve.
08:20
So, this means that I want to see a lot of detail.
190
485000
3000
Ehhez sok részletet kell lássak.
08:23
And that's the reason that for this experiment we've used
191
488000
2000
Ezért használtuk a kísérlethez
08:25
the world's largest telescope.
192
490000
2000
a világ legnagyobb távcsövét.
08:27
This is the Keck observatory. It hosts two telescopes
193
492000
3000
Ez a Keck Obszervatórium.
Két távcsőnek ad otthont,
08:30
with a mirror 10 meters, which is roughly
194
495000
2000
mindkettőben 10 méteres tükör van,
08:32
the diameter of a tennis court.
195
497000
2000
ami durván egy teniszpálya mérete.
08:34
Now, this is wonderful,
196
499000
2000
Ez azért fantasztikus,
08:36
because the campaign promise
197
501000
2000
mert a távcsőreklám szerint
minél nagyobb a távcső,
minél nagyobb a távcső,
08:38
of large telescopes is that is that the bigger the telescope,
198
503000
3000
annál apróbb részletet láthatunk vele.
08:41
the smaller the detail that we can see.
199
506000
4000
08:45
But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground
200
510000
3000
De mint kiderült, e távcsövek
s a földön lévő távcsövek általában,
08:48
has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.
201
513000
4000
nemigen tudnak megfelelni eme ígéretnek.
08:52
And that is because of the atmosphere.
202
517000
2000
Ez pedig a légkör miatt van.
08:54
Atmosphere is great for us; it allows us
203
519000
2000
Nekünk szuper, hogy van légkör,
08:56
to survive here on Earth.
204
521000
2000
hisz csak így tudunk
életben maradni a Földön.
életben maradni a Földön.
08:58
But it's relatively challenging for astronomers
205
523000
3000
De a csillagászok dolgát megnehezíti,
09:01
who want to look through the atmosphere to astronomical sources.
206
526000
4000
hogy rajta keresztül
a jelenségek forrásáig ellássanak.
a jelenségek forrásáig ellássanak.
09:05
So, to give you a sense of what this is like,
207
530000
2000
Hogy megértsék, milyen is ez,
09:07
it's actually like looking at a pebble
208
532000
2000
képzeljék el,
hogy egy patak fenekén
fekvő kavicsot szemlélnek.
fekvő kavicsot szemlélnek.
09:09
at the bottom of a stream.
209
534000
2000
09:11
Looking at the pebble on the bottom of the stream,
210
536000
2000
A víz folyamatosan mozog és örvénylik,
09:13
the stream is continuously moving and turbulent,
211
538000
3000
így a kép zavaros lesz,
09:16
and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.
212
541000
4000
és nehéz a kavicsot élesen látni.
09:20
Very much in the same way, it's very difficult
213
545000
2000
Hasonlóképpen nehéz
csillagászati jelenségek
forrását megfigyelni
forrását megfigyelni
09:22
to see astronomical sources, because of the
214
547000
2000
09:24
atmosphere that's continuously moving by.
215
549000
2000
a légkör folyamatos mozgása miatt.
09:26
So, I've spent a lot of my career working on ways
216
551000
3000
Pályafutásom zömét azzal töltöttem,
hogy módot találjak ennek kiküszöbölésére
09:29
to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.
217
554000
3000
a tisztább láthatóság érdekében.
09:32
And that buys us about a factor of 20.
218
557000
3000
Kb. hússzoros javulást
tudunk korrigálással elérni.
tudunk korrigálással elérni.
09:35
And I think all of you can agree that if you can
219
560000
2000
Ha hússzoros javulást tudnánk elérni
09:37
figure out how to improve life by a factor of 20,
220
562000
3000
az élet bármely területén,
pl. a fizetésünkben
vagy a gyerekeink viselkedésében,
vagy a gyerekeink viselkedésében,
09:40
you've probably improved your lifestyle by a lot,
221
565000
2000
azzal jelentősen emelnénk
életszínvonalunkat.
életszínvonalunkat.
09:42
say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.
222
567000
5000
Feltűnő lenne a változás.
Ez az animáció az általunk használt
technikák egyikét mutatja be,
technikák egyikét mutatja be,
09:47
And this animation here shows you one example of
223
572000
2000
09:49
the techniques that we use, called adaptive optics.
224
574000
3000
az ún. adaptív optikát.
09:52
You're seeing an animation that goes between
225
577000
2000
Az animáció mutatja,
mit látnánk a technológia nélkül.
mit látnánk a technológia nélkül.
09:54
an example of what you would see if you don't use this technique --
226
579000
3000
Ez csak egy kép a csillagokról;
09:57
in other words, just a picture that shows the stars --
227
582000
3000
a négyszög a galaxis közepére mutat,
10:00
and the box is centered on the center of the galaxy,
228
585000
2000
ahol fekete lyukat feltételezünk.
10:02
where we think the black hole is.
229
587000
2000
Az adaptív optika nélkül
nem látszanak a csillagok.
nem látszanak a csillagok.
10:04
So, without this technology you can't see the stars.
230
589000
3000
De ha használjuk a technológiát,
10:07
With this technology all of a sudden you can see it.
231
592000
2000
hirtelen kiélesedik a kép.
10:09
This technology works by introducing a mirror
232
594000
2000
A távcső optikai rendszerébe
tükröt illesztünk,
tükröt illesztünk,
10:11
into the telescope optics system
233
596000
2000
amely folyamatosan igazodik
10:13
that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.
234
598000
5000
a légköri viszonyokhoz, és ellensúlyoz.
10:18
So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.
235
603000
4000
Kicsit olyan, mint egy csúcsszuper
szemüveg a távcsőnek.
szemüveg a távcsőnek.
10:22
Now, in the next few slides I'm just going to focus on
236
607000
2000
A következő diákon
e kis négyzetre koncentrálok.
e kis négyzetre koncentrálok.
10:24
that little square there.
237
609000
2000
Csak a benne látható
csillagokkal foglalkozunk,
csillagokkal foglalkozunk,
10:26
So, we're only going to look at the stars inside that small square,
238
611000
2000
habár figyeltük az összeset.
10:28
although we've looked at all of them.
239
613000
2000
A csillagok mozgására vagyok kíváncsi.
10:30
So, I want to see how these things have moved.
240
615000
2000
10:32
And over the course of this experiment, these stars
241
617000
2000
A kísérlet ideje alatt
rengeteget vándoroltak.
rengeteget vándoroltak.
10:34
have moved a tremendous amount.
242
619000
2000
Tizenöt éve folyik a kísérlet,
10:36
So, we've been doing this experiment for 15 years,
243
621000
2000
ez idő alatt minden csillag elvándorolt.
10:38
and we see the stars go all the way around.
244
623000
2000
10:40
Now, most astronomers have a favorite star,
245
625000
3000
A legtöbb csillagásznak
van kedvenc csillaga,
van kedvenc csillaga,
10:43
and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.
246
628000
4000
az enyém ma az SO-2 jelölésű.
10:47
Absolutely my favorite star in the world.
247
632000
2000
A világon mindennél jobban kedvelem,
10:49
And that's because it goes around in only 15 years.
248
634000
3000
mert csupán 15 év alatt ír le teljes kört.
10:52
And to give you a sense of how short that is,
249
637000
2000
Hogy megértsék, ez milyen rövid idő:
10:54
the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.
250
639000
5000
a Napnak 200 millió évbe telik
teljesen megkerülni a galaxis közepét.
A középponthoz lehető
legközelebbi ismert csillagok
legközelebbi ismert csillagok
10:59
Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy
251
644000
3000
500 év alatt teszik meg az utat.
11:02
as possible, take 500 years.
252
647000
2000
11:04
And this one, this one goes around in a human lifetime.
253
649000
4000
Ez viszont még
egy ember életében körbeér.
egy ember életében körbeér.
11:08
That's kind of profound, in a way.
254
653000
2000
Lenyűgöző tudat.
És egyúttal a kísérlet kulcsa.
11:10
But it's the key to this experiment. The orbit tells me
255
655000
2000
A pálya elárulja nekem,
11:12
how much mass is inside a very small radius.
256
657000
4000
mekkora tömeg van egy apró sugárban.
11:16
So, next we see a picture here that shows you
257
661000
3000
Itt láthatják, mekkora térbe tudtuk
a kísérlet előtt a galaxis
közepének tömegét beszorítani.
közepének tömegét beszorítani.
11:19
before this experiment the size to which we could
258
664000
2000
11:21
confine the mass of the center of the galaxy.
259
666000
3000
Korábban úgy tudtuk,
az eme körben lévő tömeg
az eme körben lévő tömeg
11:24
What we knew before is that there was four million
260
669000
2000
11:26
times the mass of the sun inside that circle.
261
671000
3000
a Nap tömegének négymilliószorosa.
11:29
And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.
262
674000
2000
Sok más is van ebben a körben,
11:31
You can see a lot of stars.
263
676000
2000
pl. ott a rengeteg csillag.
11:33
So, there was actually lots of alternatives
264
678000
2000
Ezért számos
alternatíva volt az elméletre,
alternatíva volt az elméletre,
11:35
to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,
265
680000
3000
hogy a galaxis közepén fekete lyuk van,
mert sok mást is
be lehetett volna tenni oda.
be lehetett volna tenni oda.
11:38
because you could put a lot of stuff in there.
266
683000
2000
11:40
But with this experiment, we've confined
267
685000
2000
De e kísérlettel ugyanezt a tömeget
11:42
that same mass to a much smaller volume
268
687000
3000
beleszorítottuk még ennél is
11:45
that's 10,000 times smaller.
269
690000
4000
10 000-szer kisebb térbe.
Ezzel megmutattuk,
11:49
And because of that, we've been able to show
270
694000
2000
hogy szupermasszív fekete lyuk van ott.
11:51
that there is a supermassive black hole there.
271
696000
2000
11:53
To give you a sense of how small that size is,
272
698000
2000
Hogy megértsék, milyen kicsi ez a tér:
11:55
that's the size of our solar system.
273
700000
2000
ekkora a mi Naprendszerünk,
és mi ebbe a térbe
és mi ebbe a térbe
11:57
So, we're cramming four million times the mass of the sun
274
702000
4000
préseljük bele négyszázmillió Nap tömegét.
12:01
into that small volume.
275
706000
2000
12:03
Now, truth in advertising. Right?
276
708000
3000
A reklámból mi a valóság, igaz?
Az én dolgom ugye
12:06
I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.
277
711000
3000
a Schwarzschild-sugárra
lekicsinyíteni a térfogatot.
lekicsinyíteni a térfogatot.
12:09
And the truth is, I'm not quite there.
278
714000
2000
Igazság szerint még nem tartok ott.
12:11
But we actually have no alternative today
279
716000
2000
Viszont egyelőre nincs más
alternatív magyarázat
alternatív magyarázat
12:13
to explaining this concentration of mass.
280
718000
3000
e koncentrált tömegnek a mibenlétére.
12:16
And, in fact, it's the best evidence we have to date
281
721000
3000
Ez jelenleg a legjobb bizonyíték arra,
12:19
for not only existence of a supermassive black hole
282
724000
2000
hogy saját galaxisunk közepén
12:21
at the center of our own galaxy, but any in our universe.
283
726000
3000
szupermasszív fekete lyuk van,
és hogy bármelyik galaxis
közepén is lehet.
közepén is lehet.
12:24
So, what next? I actually think
284
729000
3000
Hogyan tovább? Úgy gondolom,
a mai technológiával
ennyire vagyunk képesek,
ennyire vagyunk képesek,
12:27
this is about as good as we're going to do with today's technology,
285
732000
2000
12:29
so let's move on with the problem.
286
734000
2000
úgyhogy lépjünk tovább a problémánkkal.
12:31
So, what I want to tell you, very briefly,
287
736000
2000
Nagyon röviden elmesélem,
12:33
is a few examples
288
738000
2000
milyen izgalmas dolgokat
tudunk csinálni most,
tudunk csinálni most,
12:35
of the excitement of what we can do today
289
740000
2000
hogy már tudjuk vagy legalábbis hisszük,
12:37
at the center of the galaxy, now that we know that there is,
290
742000
2000
12:39
or at least we believe,
291
744000
2000
hogy szupermasszív
fekete lyuk van a galaxis közepén.
fekete lyuk van a galaxis közepén.
12:41
that there is a supermassive black hole there.
292
746000
2000
12:43
And the fun phase of this experiment
293
748000
2000
A kísérlet mókás része,
hogy bár teszteltünk néhány ötletet,
12:45
is, while we've tested some of our ideas
294
750000
3000
milyen kihatása lenne
12:48
about the consequences of a supermassive black hole
295
753000
2000
egy szupermasszív fekete lyuk
jelenlétének a galaxis közepén,
jelenlétének a galaxis közepén,
12:50
being at the center of our galaxy,
296
755000
2000
12:52
almost every single one
297
757000
2000
majdnem mindegyik ellentmond
12:54
has been inconsistent with what we actually see.
298
759000
2000
a valóságban látottaknak.
12:56
And that's the fun.
299
761000
2000
És ez benne a gyönyörű.
12:58
So, let me give you the two examples.
300
763000
2000
Hadd adjak két példát.
13:00
You can ask, "What do you expect
301
765000
2000
Megkérdezhetik:
"Mit várunk a galaxis közepe
körül keringő öreg csillagoktól,
körül keringő öreg csillagoktól,
13:02
for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy
302
767000
2000
13:04
for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."
303
769000
4000
amelyek régóta kölcsönhatásban
vannak a fekete lyukkal?"
vannak a fekete lyukkal?"
Azt, hogy szorosan a fekete
lyuk köré csoportosulnak.
lyuk köré csoportosulnak.
13:08
What you expect there is that old stars
304
773000
2000
13:10
should be very clustered around the black hole.
305
775000
2000
Rengeteg idős csillagot kellene látnunk.
13:12
You should see a lot of old stars next to that black hole.
306
777000
4000
Ezzel ellentétben
13:16
Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,
307
781000
4000
fiatal csillagoknak itt nincs helyük.
13:20
they just should not be there.
308
785000
2000
13:22
A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.
309
787000
4000
A fekete lyuk nem jó szomszéd
egy csillagbölcsődének.
egy csillagbölcsődének.
13:26
To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.
310
791000
4000
Csillag létrehozásához rengeteg gázt
és port kell egybegyúrni.
13:30
And it's a very fragile entity.
311
795000
2000
Egy újszülött csillag nagyon sérülékeny.
13:32
And what does the big black hole do?
312
797000
2000
És mit tesz a fekete lyuk?
Elszipolyozza a gázfelhőt.
13:34
It strips that gas cloud apart.
313
799000
2000
Az egyik oldalon nagyobb a szívóhatás,
13:36
It pulls much stronger on one side than the other
314
801000
2000
13:38
and the cloud is stripped apart.
315
803000
2000
így szétesik a kialakulóban lévő gázlabda.
13:40
In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.
316
805000
3000
Úgy hittük, ilyen környezetben
13:43
So, you shouldn't see young stars.
317
808000
2000
nem alakulhat ki új csillag.
13:45
So, what do we see?
318
810000
2000
De mit látunk?
Megfigyeléseink alapján megállapíthatjuk,
13:47
Using observations that are not the ones I've shown you today,
319
812000
2000
13:49
we can actually figure out which ones are old and which ones are young.
320
814000
3000
melyek a fiatal
és melyek az idős csillagok.
és melyek az idős csillagok.
13:52
The old ones are red.
321
817000
2000
Az idősek vörösek.
13:54
The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.
322
819000
3000
A fiatalok kékek; a sárgákat
még nem tudjuk.
még nem tudjuk.
13:57
So, you can already see the surprise.
323
822000
2000
Látható a meglepetésünk oka.
13:59
There is a dearth of old stars.
324
824000
2000
Hiányoznak az idős csillagok.
14:01
There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.
325
826000
4000
Fiatal csillagokban bővelkedünk,
ami a szöges ellentéte a vártaknak.
ami a szöges ellentéte a vártaknak.
14:05
So, this is the fun part.
326
830000
2000
Hát nem izgalmas?
14:07
And in fact, today, this is what we're trying to figure out,
327
832000
2000
Pontosan ezt a rejtélyt
szeretnénk ma megfejteni:
szeretnénk ma megfejteni:
14:09
this mystery of how do you get --
328
834000
2000
Hogyan oldjuk fel ezt az ellentmondást?
14:11
how do you resolve this contradiction.
329
836000
2000
Posztgraduális hallgatóim e percben is
14:13
So, in fact, my graduate students
330
838000
2000
14:15
are, at this very moment, today, at the telescope,
331
840000
4000
a hawaii obszervatóriumban vannak,
és gyűjtik az adatokat,
14:19
in Hawaii, making observations to get us
332
844000
3000
amelyek remélhetőleg
a következő lépéshez juttatnak minket,
a következő lépéshez juttatnak minket,
14:22
hopefully to the next stage,
333
847000
2000
és megválaszolják a kérdést,
14:24
where we can address this question
334
849000
2000
hogy miért van itt ilyen sok fiatal,
14:26
of why are there so many young stars,
335
851000
2000
és ilyen kevés idős csillag.
14:28
and so few old stars.
336
853000
2000
14:30
To make further progress we really need to look at the orbits
337
855000
2000
A továbblépéshez muszáj lesz
sokkal távolabbi csillagok
pályáit megfigyelnünk.
pályáit megfigyelnünk.
14:32
of stars that are much further away.
338
857000
2000
14:34
To do that we'll probably need much more
339
859000
2000
Ehhez azonban a mai technológiánál
14:36
sophisticated technology than we have today.
340
861000
2000
kifinomultabbra lenne szükségünk.
14:38
Because, in truth, while I said we're correcting
341
863000
2000
Mert habár kompenzáljuk
a légköri zavarokat,
a légköri zavarokat,
14:40
for the Earth's atmosphere, we actually only
342
865000
2000
valójában a keletkezett hibák
felét tudjuk csak javítani.
felét tudjuk csak javítani.
14:42
correct for half the errors that are introduced.
343
867000
2000
14:44
We do this by shooting a laser up into the atmosphere,
344
869000
3000
Ezt a légkörbe lőtt
lézersugarakkal tesszük,
lézersugarakkal tesszük,
14:47
and what we think we can do is if we
345
872000
3000
és elképzelésünk szerint több sugárral
a többi hibát is tudnánk javítani.
14:50
shine a few more that we can correct the rest.
346
875000
2000
Ezt tervezzük a következő évekre.
14:52
So this is what we hope to do in the next few years.
347
877000
2000
14:54
And on a much longer time scale,
348
879000
2000
A hosszú távú terv
a még nagyobb távcsövek építése,
a még nagyobb távcsövek építése,
14:56
what we hope to do is build even larger telescopes,
349
881000
3000
mert ha még emlékeznek,
14:59
because, remember, bigger is better in astronomy.
350
884000
3000
a csillagászatban a méret a lényeg.
Ezért akarunk 30 méteres
távcsövet építeni.
távcsövet építeni.
15:02
So, we want to build a 30 meter telescope.
351
887000
2000
15:04
And with this telescope we should be able to see
352
889000
2000
Ekkora távcsővel ellátnánk
15:06
stars that are even closer to the center of the galaxy.
353
891000
3000
a galaxis közepéhez még
közelebb lévő csillagokig is.
közelebb lévő csillagokig is.
15:09
And we hope to be able to test some of
354
894000
2000
Reméljük, tesztelhetünk majd pár dolgot
15:11
Einstein's theories of general relativity,
355
896000
3000
Einstein általános
relativitáselméletével kapcsolatban,
relativitáselméletével kapcsolatban,
15:14
some ideas in cosmology about how galaxies form.
356
899000
3000
és néhány kozmológiai elképzelést
a galaxisképződésről.
15:17
So, we think the future of this experiment
357
902000
2000
Nagyon érdekes
15:19
is quite exciting.
358
904000
3000
a kísérletünk jövője.
Végezetül mutatok önöknek egy animációt,
15:22
So, in conclusion, I'm going to show you an animation
359
907000
2000
15:24
that basically shows you how these
360
909000
2000
amely 3D-ben mutatja meg
15:26
orbits have been moving, in three dimensions.
361
911000
3000
a csillagok keringési pályáit.
15:29
And I hope, if nothing else,
362
914000
2000
Ha másról nem is, remélem,
15:31
I've convinced you that, one, we do in fact
363
916000
2000
legalább arról meggyőztem önöket,
hogy 1) a galaxis közepén
szupermasszív fekete lyuk van.
szupermasszív fekete lyuk van.
15:33
have a supermassive black hole at the center of the galaxy.
364
918000
3000
Ez pedig azt jelenti,
hogy ezek az objektumok
hogy ezek az objektumok
15:36
And this means that these things do exist in our universe,
365
921000
3000
igenis léteznek a világűrben,
15:39
and we have to contend with this, we have to explain
366
924000
2000
és szembe kell néznünk e ténnyel,
meg kell magyarázzuk,
meg kell magyarázzuk,
15:41
how you can get these objects in our physical world.
367
926000
3000
hogyan jöhet létre
ilyen objektum a fizikai világunkban.
ilyen objektum a fizikai világunkban.
15:44
Second, we've been able to look at that interaction
368
929000
3000
2) Vethettünk egy pillantást,
hogyan viselkednek
hogyan viselkednek
15:47
of how supermassive black holes interact,
369
932000
3000
a szupermasszív fekete lyukak,
és talán megértettük,
milyen szerepet játszanak
milyen szerepet játszanak
15:50
and understand, maybe, the role in which they play
370
935000
4000
a galaxisok formálásában és működésében.
15:54
in shaping what galaxies are, and how they work.
371
939000
3000
15:57
And last but not least,
372
942000
2000
Végül, de nem utolsósorban,
15:59
none of this would have happened
373
944000
2000
mindez nem lenne lehetséges
16:01
without the advent of the tremendous progress
374
946000
3000
a hatalmas technológiai haladás nélkül.
16:04
that's been made on the technology front.
375
949000
2000
16:06
And we think that this is a field that is moving incredibly fast,
376
951000
4000
Ez rendkívül gyorsan fejlődő terület,
16:10
and holds a lot in store for the future.
377
955000
3000
és sok mindent tartogat a jövőre nézve.
16:13
Thanks very much.
378
958000
2000
Nagyon köszönöm.
(Taps)
16:15
(Applause)
379
960000
5000
ABOUT THE SPEAKER
Andrea Ghez - AstronomerAndrea Ghez is a stargazing detective, tracking the visible and invisible forces lurking in the vastness of interstellar space.
Why you should listen
Seeing the unseen (from 26,000 light-years away) is a specialty of UCLA astronomer Andrea Ghez. From the highest and coldest mountaintop of Hawaii, home of the Keck Observatory telescopes, using bleeding-edge deep-space-scrying technology, Ghez handily confirmed 30 years of suspicions of what lies at the heart of the Milky Way galaxy -- a supermassive black hole, which sends its satellite stars spinning in orbits approaching the speed of light.
Ghez received a MacArthur "genius grant" in 2008 for her work in surmounting the limitations of earthbound telescopes. Early in her career, she developed a technique known as speckle imaging, which combined many short exposures from a telescope into one much-crisper image. Lately she's been using adaptive optics to further sharpen our view from here -- and compile evidence of young stars at the center of the universe.
Andrea Ghez | Speaker | TED.com