06:44
TEDYouth 2013

Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away

ヘンリー・リン: 遥か彼方の銀河から何が学べるか

Filmed:

面白く、ワクワクするトークで、インテル・サイエンスフェアの入賞者、17歳のヘンリー・リンは、遥か彼方の銀河団に目を向けます。宇宙最大の天体の性質を研究することにより、私たちの世界と銀河について、多く学べると語ります。

- Student scientist
At 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters. Full bio

Here are some images of clusters of galaxies.
これは ある銀河団の画像です
00:12
They're exactly what they sound like.
全く その名の通り
00:16
They are these huge collections of galaxies,
巨大な銀河の集団で
00:18
bound together by their mutual gravity.
互いの引力で引き合っています
00:20
So most of the points that you see on the screen
画面の斑点の殆どは
00:22
are not individual stars,
個々の星ではなく
00:25
but collections of stars, or galaxies.
星の集団 つまり銀河なのです
00:28
Now, by showing you some of these images,
これらの画像をご覧になると
00:30
I hope that you will quickly see that
直ぐに 銀河団はこのように
00:33
galaxy clusters are these beautiful objects,
美しいものだと思って
頂けるでしょうが
00:35
but more than that,
それだけでは ないのです
00:37
I think galaxy clusters are mysterious,
銀河団は神秘的で
00:39
they are surprising,
驚くべきもので
00:41
and they're useful.
有用な
00:43
Useful as the universe's most massive laboratories.
宇宙最大の研究室なのです
00:44
And as laboratories, to describe galaxy clusters
そして研究室として
銀河団を語るということは
00:48
is to describe the experiments
そこで行うことができる
00:51
that you can do with them.
実験を語るということです
00:53
And I think there are four major types,
研究対象には4つの主なタイプがあり
00:55
and the first type that I want to describe
まず最初のタイプは
00:57
is probing the very big.
とても大きなものの探査です
01:00
So, how big?
どれ程大きいかと言うと
01:02
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
これはある銀河団の画像ですが
01:04
It is so massive that the light passing through it
あまりに巨大なので
通り抜ける光は
01:08
is being bent, it's being distorted
銀河団の
非常に大きな重力によって
01:11
by the extreme gravity of this cluster.
屈折し歪められます
01:14
And, in fact, if you look very carefully
事実 よく注意して見ると
01:16
you'll be able to see rings around this cluster.
この銀河団の周りに
輪がいくつも見えるでしょう
01:18
Now, to give you a number,
数字で説明すると
01:21
this particular galaxy cluster
この銀河団は
01:22
has a mass of over one million billion suns.
太陽の千兆倍以上もの質量があり
01:24
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
その巨大さには驚愕させられます
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But more than their mass,
しかし質量だけでなく
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they have this additional feature.
こんな特徴があります
01:33
They are essentially isolated systems,
銀河団は本質的に
孤立したシステムなのです
01:35
so if we like, we can think of them
つまり 全宇宙の縮小版だと
考えてもいいでしょう
01:37
as a scaled-down version of the entire universe.
つまり 全宇宙の縮小版だと
考えてもいいでしょう
01:39
And many of the questions that we might have
宇宙を大きなスケールで見た時の
多くの疑問は—
01:43
about the universe at large scales,
宇宙を大きなスケールで見た時の
多くの疑問は—
01:45
such as, how does gravity work?
例えば 重力の作用の仕方など―
01:47
might be answered by studying these systems.
これら銀河団を調べると
答えが出て来るかもしれません
01:49
So that was very big.
大きな話はここまでです
01:52
The second things is very hot.
二つ目の研究はとても熱いものです
01:53
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
銀河団の画像から
01:55
and I subtract away all of the starlight,
星の光を全部取り除くと
01:58
what I'm left with is this big, blue blob.
残されるものは
この大きな青い塊です
02:01
This is in false color.
これは本当の色ではありません
02:03
It's actually X-ray light that we're seeing.
実はX線を見ているのです
02:05
And the question is, if it's not galaxies,
この光が銀河のものでなければ
02:07
what is emitting this light?
何処から来るのでしょう?
02:10
The answer is hot gas,
答えは 熱ガスです
02:12
million-degree gas --
百万度のガスですが
02:14
in fact, it's plasma.
実は プラズマなのです
02:16
And the reason why it's so hot
そんなに熱い理由は
02:17
goes back to the previous slide.
前のスライドで説明しましたが
02:19
The extreme gravity of these systems
銀河団の強力な引力が
02:21
is accelerating particles of gas to great speeds,
ガス粒子を超高速に加速し
02:24
and great speeds means great temperatures.
その速度が超高温のガスを
生み出しているのです
02:27
So this is the main idea,
これが主な理論ですが
02:29
but science is a rough draft.
研究はまだ始まったばかりです
02:31
There are many basic properties about this plasma
プラズマの様々な基本的性質は
02:33
that still confuse us,
未だに わからないことが多くあり
02:36
still puzzle us,
頭を悩ませています
02:38
and still push our understanding
超高温物質の物理学的研究は
02:39
of the physics of the very hot.
これからの課題です
02:41
Third thing: probing the very small.
三つ目は極小のものの探査です
02:43
Now, to explain this, I need to tell you
これを説明するには
驚くべき事実を
02:47
a very disturbing fact.
話さなくてはなりません
02:49
Most of the universe's matter
宇宙の物質の殆どは
02:51
is not made up of atoms.
原子ではできていません
02:54
You were lied to.
そうではなかったのです
02:56
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
殆どが とても不思議なもので
できているのです
02:58
which we call dark matter.
ダークマターと呼ばれ
03:01
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
重力以外のものと
ほとんど作用しないもので
03:03
except through gravity,
重力以外のものと
ほとんど作用しないもので
03:07
and of course we would like to learn more about it.
人々の関心を集めています
03:09
If you're a particle physicist,
あなたが素粒子物理学者なら
03:10
you want to know what happens
when we smash things together.
物をぶつけ合うと
何が起きるか知りたいでしょう
03:12
And dark matter is no exception.
ダークマタ—も 例外ではありません
03:14
Well, how do we do this?
ではどうやってこれをぶつけるか?
03:16
To answer that question,
その質問に答えるために
03:18
I'm going to have to ask another one,
もう1つお聞きします
03:19
which is, what happens when galaxy clusters collide?
銀河団同士がぶつかったら
どうなるでしょう
03:21
Here is an image.
これがその画像です
03:24
Since galaxy clusters are representative
銀河団は宇宙の
03:26
slices of the universe, scaled-down versions.
縮小版見本のようなものです
03:29
They are mostly made up of dark matter,
主にダークマターでできています
03:33
and that's what you see in this bluish purple.
青っぽい紫色の部分です
03:35
The red represents the hot gas,
赤は熱ガスを示しています
03:37
and, of course, you can see many galaxies.
多くの銀河が見えますね
03:39
What's happened is a particle accelerator
銀河団が衝突すると 超巨大な
粒子加速器のような状態になります
03:41
at a huge, huge scale.
銀河団が衝突すると 超巨大な
粒子加速器のような状態になります
03:43
And this is very important,
大事なのは これにより
03:45
because what it means is that very, very small
実験室では見つけ難いような
03:47
effects that might be difficult to detect in the lab,
非常に検出が困難な微小な効果も
03:49
might be compounded and compounded
何重にも複雑に重なり
03:52
into something that we could
possibly observe in nature.
観測できるようになるかも
しれないということです
03:54
So, it's very funny.
とても面白いです
03:58
The reason why galaxy clusters
銀河団により ダークマターが
03:59
can teach us about dark matter,
分かる理由 —
04:01
the reason why galaxy clusters
銀河団で 極小の物理が
04:03
can teach us about the physics of the very small,
分かる理由は
04:05
is precisely because they are so very big.
銀河団がとても巨大だからこそなのです
04:07
Fourth thing: the physics of the very strange.
四つ目は
とても奇妙なものの物理です
04:10
Certainly what I've said so far is crazy.
今まで話したことも
確かに奇妙なことでしたが
04:14
Okay, if there's anything stranger
それよりもっと奇妙なものが
あるとしたなら
04:17
I think it has to be dark energy.
それはダークエネルギーでしょう
04:20
If I throw a ball into the air,
ボールを空中に投げ上げると
04:22
I expect it to go up.
上昇していくだろうとは思いますが
04:24
What I don't expect is that it go up
上昇のスピードが
04:26
at an ever-increasing rate.
加速していくだろうとは思いません
04:28
Similarly, cosmologists understand why
同じように宇宙学者は
04:30
the universe is expanding.
宇宙が膨張している理由を理解しても
04:33
They don't understand why it's expanding
膨張がどんどん加速している理由は
04:34
at an ever-increasing rate.
分からないのです
04:36
They give the cause of this
この加速的膨張の原因となるものを
04:38
accelerated expansion a name,
この加速的膨張の原因となるものを
04:40
and they call it dark energy.
ダークエネルギーと呼んでいます
04:42
And, again, we want to learn more about it.
そして これについて
もっと知りたいと思っています
04:44
So, one particular question that we have is,
特に疑問に感じているのは
04:46
how does dark energy affect the universe
ダークエネルギーが
宇宙全体にどのような影響を
04:49
at the largest scales?
与えているのかということです
04:51
Depending on how strong it is,
その強さによって
04:53
maybe structure forms faster or slower.
宇宙の大規模構造の形成が
変わってくるでしょう
04:54
Well, the problem with the large-scale structure
宇宙の大規模構造の問題点は
04:58
of the universe is that it's horribly complicated.
恐ろしく複雑だということです
05:00
Here is a computer simulation.
これはコンピューター
シミュレーションです
05:03
And we need a way to simplify it.
単純化する必要があります
05:05
Well, I like to think about this using an analogy.
比喩を使って考えたいと思います
05:07
If I want to understand the sinking of the Titanic,
タイタニックの沈没を
理解したいとすると
05:11
the most important thing to do
一番大切なことは
05:13
is not to model the little positions
船の粉々になった破片を
05:15
of every single little piece of the boat that broke off.
全て再現することでなく
05:17
The most important thing to do is
一番大きな二つの部分を
05:20
to track the two biggest parts.
見つけ出すことです
05:21
Similarly, I can learn a lot about the universe
同じように
最も大きい断片を 追跡することによって
05:23
at the largest scales
宇宙全体について
05:27
by tracking its biggest pieces
学ぶことが出来るのです
05:29
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
その最大な断片が
銀河団なのです
05:30
So, as I come to a close,
ここまで話をしてきましたが
05:34
you might feel slightly cheated.
騙されているような気が
するかもしれません
05:37
I mean, I began by talking about
つまり銀河団がどんなに有用か
05:39
how galaxy clusters are useful,
というところから話を始めて
05:42
and I've given some reasons,
その理由を挙げましたが
05:44
but what is their use really?
実際はどんな役に立つのでしょう?
05:45
Well, to answer this,
その答えは
05:48
I want to give you a quote by Henry Ford
車に関して訊かれた時の
ヘンリー・フォードの言葉にあります
05:50
when he was asked about cars.
車に関して訊かれた時の
ヘンリー・フォードの言葉にあります
05:52
He had this to say:
彼はこういいました
05:54
"If I had asked people what they wanted,
「もし私が人に何が
欲しいかと尋ねていたら
05:55
they would have said faster horses."
もっと速い馬が欲しいと
答えていたでしょう」
05:58
Today, we as a society are faced
今日 私たちの社会は
06:00
with many, many difficult problems.
多くの難しい問題に
直面しています
06:03
And the solutions to these
problems are not obvious.
その解決法は明確ではなく
06:05
They are not faster horses.
"より速い馬"では解決になりません
06:09
They will require an enormous amount of
解決には 多大の科学的創意工夫が
必要です
06:11
scientific ingenuity.
解決には 多大の科学的創意工夫が
必要です
06:13
So, yes, we need to focus,
だから 私たちは
06:15
yes, we need to concentrate,
専心する必要があります
06:17
but we also need to remember that
しかし 同時に心に刻むべきなのは
06:18
innovation, ingenuity, inspiration --
革新 創意工夫 ひらめきが
06:20
these things come
起きるのは
06:23
when we broaden our field of vision
私たちが視野を広げ
06:25
when we step back
一歩離れ全体図を
06:26
when we zoom out.
見渡した時だということです
06:28
And I can't think of a better way to do this than
そして そのための一番の方法は
06:29
by studying the universe around us. Thanks.
私たちのいる宇宙を 探査することです 
ありがとうございました
06:31
(Applause)
(拍手)
06:34
Translated by Reiko O Bovee
Reviewed by Tomoyuki Suzuki

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About the Speaker:

Henry Lin - Student scientist
At 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.

More profile about the speaker
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