TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Các "starshade" hình hoa có thể giúp chúng ta phát hiện những hành tinh giống như Trái Đất.
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Các nhà thiên văn học tin rằng mỗi ngôi sao trong thiên hà đều có một hành tinh, một phần năm trong số đó có thể tồn tại sự sống. Chỉ là chúng ta chưa nhìn thấy được chúng. Jeremy Kasdin và nhóm của ông tìm kiếm sự thay đổi với một thiết kế và kỹ thuật đặc biệt: một "starshade" hình cánh hoa cho phép kính viễn vọng nhìn thấy hình ảnh của các hành tinh cách xa 50.000 km. Đó là, theo ông nói, "khoa học thú vị nhất từng được biết."
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
The universe is teeming with planets.
0
515
3603
Trong vũ trụ có vô vàn hành tinh.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Tôi muốn chúng ta, thập kỷ tới,
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
tạo ra kính viễn vọng không gian
cho phép người trên trái đất
nhìn thấy các hành tinh khác
nhìn thấy các hành tinh khác
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
và tìm xem
liệu chúng có tồn tại sự sống.
liệu chúng có tồn tại sự sống.
Đồng nghiệp tôi tại NASA,
Phòng thí nghiệm động cơ phản lực
Phòng thí nghiệm động cơ phản lực
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
tại Princeton và tôi
nghiên cứu một công nghệ
nghiên cứu một công nghệ
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
có thể sẽ làm được điều đó
trong những năm tới.
trong những năm tới.
Các nhà thiên văn học tin rằng
mỗi ngôi sao
mỗi ngôi sao
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
trong ngân hà
có một hành tinh,
có một hành tinh,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
và ước tính 1/5 trong số chúng
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
giống trái đất
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
tức có thể
tồn tại sự sống,
tồn tại sự sống,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
tuy nhiên, ta chưa từng
thấy chúng.
thấy chúng.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Chúng ta chỉ tìm ra
chúng một cách gián tiếp.
chúng một cách gián tiếp.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Đây là bức hình nổi tiếng của NASA
về một chấm xanh nhạt
về một chấm xanh nhạt
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
được chụp bởi tàu vũ trụ
Voyager năm 1990,
Voyager năm 1990,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
khi chúng quay giống như
trong hệ mặt trời
trong hệ mặt trời
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
để chụp ảnh trái đất
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
từ khoảng cách 6 tỷ km.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Tôi muốn chụp được hình
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
của hành tinh
giống như trái đất đó.
giống như trái đất đó.
Vì sao ta đã không làm thế?
Sao lại khó vậy?
Sao lại khó vậy?
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Hãy tưởng tượng
ta sử dụng
ta sử dụng
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
kính viễn vọng của Hubble
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
điều chỉnh
và nhìn theo
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
quỹ đạo của sao Hỏa.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Ta sẽ thấy
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
một hình ảnh hơi mờ
của trái đất
của trái đất
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
bởi ta đã chệch ra khỏi
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
quỹ đạo của sao Hỏa.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Hãy di chuyển xa hơn 10 lần.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Đây là quỹ đạo
của sao Thiên Vương.
của sao Thiên Vương.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Nó nhỏ hơn, ít chi tiết hơn
và khó phân tích hơn.
và khó phân tích hơn.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Ta vẫn có thể thấy
mặt trăng nhỏ,
mặt trăng nhỏ,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
nhưng hãy tiến thêm
10 lần nữa.
10 lần nữa.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Ta đang ở mép
hệ mặt trời
hệ mặt trời
phía ngoài vành đai Kuiper.
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Không khó để giải quyết no1.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Kia chính là Đốm xanh mờ
của Carl Sagan.
của Carl Sagan.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Hãy di chuyển xa thêm
10 lần một lần nữa.
10 lần một lần nữa.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Ta ở phía ngoài
đám mây Oort,
đám mây Oort,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
phía ngoài hệ mặt trời,
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
và bắt đầu thấy mặt trời
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
lọt vào tầm nhìn
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
tiến vào chỗ
của hành tinh.
của hành tinh.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Một lần nữa,
tiến xa 10 lần.
tiến xa 10 lần.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Ta đang ở sao Alpha Centauri,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
hành tinh xa Trái đất nhất,
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
và đã biến mất.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Ta thấy hình ảnh lớn
và rạng rỡ của các ngôi sao
và rạng rỡ của các ngôi sao
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
mười tỉ lần sáng hơn hành tinh
ở trong cái vòng tròn đỏ kia
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
Đó là điều ta muốn thấy.
và vì sao nó khó khăn.
và vì sao nó khó khăn.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Ánh sáng từ các ngôi sao
bị nhiễu xạ,
bị nhiễu xạ,
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
tán xạ bên trong
kính thiên văn,
kính thiên văn,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
tạo ra hình ảnh sáng
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
che phủ hành tinh đó.
Vì vậy, để nhìn thấy
một hành tinh.
một hành tinh.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
phải làm gì đó
với thứ ánh sáng kia.
với thứ ánh sáng kia.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Phải vứt nó đi.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Tôi có rất nhiều đồng nghiệp
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
nghiên cứu công nghệ
để làm điều đó,
để làm điều đó,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
nhưng tôi cho rằng
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
tốt nhất và khả thi nhất có lẽ là
tìm một Trái đất khác
tìm một Trái đất khác
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
trong một thập kỉ tới.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Nó được đưa ra
đầu tiên bởi Lyman Spitzer,
đầu tiên bởi Lyman Spitzer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
cha đẻ của kính thiên văn,
vào năm 1962,
vào năm 1962,
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
lấy cảm hứng từ nhật thực.
Tất cả các bạn đã từng thấy nói.
Nhật thực.
Nhật thực.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Mặt trăng ở trước mặt trời,
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
che khuất hầu hết ánh sáng
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
tạo ra quầng sáng mờ
xung quanh.
xung quanh.
Giống như khi
tôi dùng ngón cái
tôi dùng ngón cái
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
che ánh đèn sân khấu
chiếu thẳng vào mắt tôi
chiếu thẳng vào mắt tôi
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
Tôi có thể thấy các bạn
hàng phía sau.
hàng phía sau.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Chuyện gì đang xảy ra ?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Mặt trăng
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
in bóng xuống mặt đất.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
Ta đặt một kính viễn vọng hoặc
một máy ảnh vào đó
một máy ảnh vào đó
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
nhìn lại lên mặt trời,
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
hầu hết ánh sáng
đã bị che khuất
đã bị che khuất
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
để lại vệt sáng mờ
03:02
in the corona.
84
170415
1275
ở vầng hào quang kia.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Spitzer gợi ý làm thế này
trong không gian
trong không gian
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Dựng một màn hình lớn
phóng nó vào vũ trụ
phóng nó vào vũ trụ
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
đặt nó phía trước các ngôi sao,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
che phủ hầu hết ánh sáng,
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
phóng một kính viễn vọng
vào khoảng tối đó,
vào khoảng tối đó,
bùm, chúng tôi nhìn thấy
các hành tinh.
các hành tinh.
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
chúng sẽ giống như thế này.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Đây là cái màn hình lớn đó,
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
không có hành tinh nào,
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
bởi không may là
nó không thực sự hiệu quả,
nó không thực sự hiệu quả,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
bởi tia sáng và sóng
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
nhiễu xạ quanh màn hình
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
giống như ở kính viễn vọng.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Giống như nước chảy qua đá vậy,
tất cả ánh sáng đó
phá hủy bóng đen.
phá hủy bóng đen.
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Một cái bóng tồi tệ.
Và ta không thể thấy các hành tinh.
Và ta không thể thấy các hành tinh.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Nhưng Spitzer biết câu trả lời.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Nếu làm mềm các cạnh,
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
để kiểm soát nhiễu xạ.
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
ta có thể nhìn thấy một hành tinh,
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
và trong 10 năm qua hay
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
chúng tôi đã tìm ra
giải pháp.
giải pháp.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Nó trông giống như thế này.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
Chúng tôi gọi đó là
Starshape hình hoa.
Starshape hình hoa.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Nếu làm cho các cánh hoa
giống hệt nhau,
giống hệt nhau,
nếu có thể kiểm soát
hình dạng của chúng,
hình dạng của chúng,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
ta có thể kiểm soát nhiễu xạ
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
giờ, ta có một cái bóng to,
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
mờ hơn khoảng 10 tỉ lần
so với lúc trước,
so với lúc trước,
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
và có thể nhìn thấy các hành tinh
hiện ra như thế kia.
hiện ra như thế kia.
Chúng tất nhiên là to hơn
ngón cái của tôi.
ngón cái của tôi.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Starshade kia
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
to hơn một nửa sân bóng đá
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
và có thể bay xa 50,000km
khỏi kính viễn vọng
khỏi kính viễn vọng
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
được giữ
ngay tại bóng của nó.
ngay tại bóng của nó.
và ta có thể nhìn thấy
những hành tinh kia.
những hành tinh kia.
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Nghe có vẻ đáng sợ,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
nhưng những kĩ sư và đồng nghiệp
tuyệt vời của tôi ở JPL,
tuyệt vời của tôi ở JPL,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
đã sáng chế ra một thiết kế phi thường
để làm điều đó
để làm điều đó
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
nó trông như thế này.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Quấn quanh một trung tâm,
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
nó tách ra từ kính viễn vọng.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
Những cánh hoa căng, mở ra,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
cái kính viễn vọng quay lại.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
Và sau đó, nó sẽ lật và bay
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
ra xa 50,000 km khỏi cái kính.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Nó sẽ di chuyển tới trước vì sao
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
tạo nên một
cái bóng tuyệt vời.
cái bóng tuyệt vời.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Bùm, ta có các hành tinh
quay xung quanh
quay xung quanh
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(tiếng vỗ tay)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Xin cảm ơn.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Đó không phải là
khoa học viễn tưởng.
khoa học viễn tưởng.
04:59
We've been working on this
for the last five or six years.
for the last five or six years.
137
287950
2563
Chúng tôi đã nghiên cứu
vấn đề này trong 5, 6 năm qua.
vấn đề này trong 5, 6 năm qua.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Hè năm ngoái, chúng tôi
thực hiện một bài kiểm tra
thực hiện một bài kiểm tra
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
ngoài California
ở Northrop Grumman.
ở Northrop Grumman.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Có bốn cánh hoa.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Đây là một starshade nhỏ
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
khoảng bằng một nửa cái mà
các bạn vừa thấy.
các bạn vừa thấy.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
Những cánh hoa căng ra,
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Chúng được tạo bởi
bốn sinh viên đại học
bốn sinh viên đại học
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
thực tập tại JPL.
Chúng ta thấy nó
được triển khai.
được triển khai.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Các cánh hoa
phải quay quanhđó
phải quay quanhđó
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
Nền móng của chúng
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
lúc nào cũng phải
đến đúng địa điểm
đến đúng địa điểm
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
trong vòng
một phần mười milimet
một phần mười milimet
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Chúng tôi làm thử nghiệm này
16 lần,
16 lần,
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
16 lần đều thu về
kết quả như nhau
kết quả như nhau
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
ở một phần mười milimet.
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Rất chính xác,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
nếu có thể xây dựng công nghệ này,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
đưa nó vào không gian,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
nó sẽ như thế này đây.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
Đó là hình ảnh ngôi sao gần
chúng ta nhất
chúng ta nhất
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
được chụp bởi kính viễn vọng Hubble.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Nếu có thể làm một cái
kính viễn vọng như vậy,
kính viễn vọng như vậy,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
lớn hơn một chút,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
đưa nó ra ngoài kia,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
bay về phía trước
một occulter ,
một occulter ,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
cái ta nhìn thấy
sẽ tương tự thế này
sẽ tương tự thế này
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
toàn cảnh hệ mặt trời của ta
- nhưng không phải của ta
- nhưng không phải của ta
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
Chúng tôi hi vọng
đó là hệ mặt trời của ai đó
đó là hệ mặt trời của ai đó
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
khi nhìn qua một occulter,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
một starshape thế kia.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Bạn có thể thấy
sao Mộc, sao Thổ
sao Mộc, sao Thổ
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
sao Thiên Vương, Hải Vương,
và ở ngay trung tâm,
và ở ngay trung tâm,
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
cạnh ánh sáng còn sót lại
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
dấu chấm xanh nhạt.
Trái đất.
Trái đất.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Chúng tôi muốn tìm hiểu xem
nếu có nước,
nếu có nước,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
oxy, ozon,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
những dấu hiệu của sự sống.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
Với tôi, đây là môn khoa học
thú vị nhất.
thú vị nhất.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Tôi làm công việc này,
vì nghĩ rằng
vì nghĩ rằng
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
nó có thể làm thay đổi thế giới,
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
thay đổi tất cả mọi thứ.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Xin cảm ơn.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(tiếng vỗ tay)
ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finderUsing innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds.
Why you should listen
At Princeton’s High Contrast Imaging Laboratory, Jeremy Kasdin is collaborating on a revolutionary space-based observatory that will unveil previously unseen (and possibly Earth-like) planets in other solar systems.
One of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
More profile about the speakerOne of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com