TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
هنری لین: آنچه می‌توانیم از کهکشانهای دوردست بیاموزیم
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
در گفتگویی جالب، هیجان‌انگیز، هنری لین نوجوان به چیزی غیرمنتظره در آسمان نگاه می‌کند: خوشه‌های کهکشانی دور. با مطالعه خواص بزرگترین تکه‌های جهان، برنده جایزه نمایشگاه علمی اینتل مدعی است که ما می توانیم خیلی چیزها را درباره اسرار علمی در کهکشان و جهان خودمان بیاموزیم.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Here are some images of clusters of galaxies.
0
934
3334
در اینجا تصاویری از خوشه‌هایی ازکهکشانها را داریم.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
آنها دقیقا همانطوری هستند که به نظر میان.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
اینها مجموعه‌های عظیمی از کهکشانها هستند،
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
که بواسطه جاذبه دو جانبه‌شان بهم وصل شده‌اند.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
بنابراین اکثر نقاطی که روی پرده می بینید
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
ستاره‌هایی منفرد نیستند،
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
بلکه مجموعه های از ستارگان یا کهکشانها هستند.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
حال، با نشان دادن برخی از این تصاویر به شما،
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
امیدوارم که سریع متوجه شوید
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
خوشه‌های کهکشانی، این چیزهای زیبا هستند،
00:37
but more than that,
10
25694
1493
اما بیشتر از آن،
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
فکر می‌کنم که خوشه‌های کهکشانی اسرارآمیز هستند،
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
شگفت‌آور هستند،
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
و البته مفیدند.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
مفید به عنوان عظیم‌ترین آزمایشگاه‌های جهان.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
و بعنوان آزمایشگاه‌هایی برای شرح خوشه‌های کهکشانی
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
تا آزمایشاتی را شرح دهید
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
که می‌توانید در رابطه با آنها انجام دهید.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
و فکر می‌کنم که چهار نوع عمده وجود داشته باشد،
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
و اولین نوعی که می‌خواستم برای شما شرح دهم
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
بررسی مفهومِ «خیلی بزرگ» است.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
خب، چقدر بزرگ؟
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
خب، در اینجا تصویری از یک خوشه کهکشانی خاص را داریم.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
آنقدر عظیم است که نوری که از آن می‌گذرد
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
خم می‌شود، بواسطه جاذبه بیش از حد
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
این خوشه شکلش تغییر می یابد.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
و در واقع، اگر با دقت نگاه کنید
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
قادر به مشاهده حلقه‌هایی در اطراف این خوشه خواهید بود.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
حال، اگر بخواهم به شما عددی بدهم،
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
این خوشه کهکشانی خاص
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
دارای جرمی بیش از یک میلیارد خورشید است.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
میزان بزرگی این نظام‌ها واقعا در ذهن نمی گنجد.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
اما بیشتر از بزرگیشان،
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
دارای این ویژگی مضاعف نیز هستند.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
آنها لزوما نظام‌های منفردی هستند،
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
بنابراین اگر دوست داشته باشیم، می‌توانیم درباره‌شان
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
بعنوان نسخه در مقیاس کوچکتری از کل جهان فکر کنیم.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
و خیلی از پرسشهایی که ما ممکن است
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
درباره جهان در مقیاسهای بزرگ داشته باشیم،
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
از قبیل، نحوه کارکرد جاذبه؟
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
ممکن است از طریق مطالعه این نظام‌ها پاسخ داده شوند.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
بنابراین آن خیلی بزرگ بود.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
دومین چیزی که بررسی می‌کنیم «خیلی داغ بودن» است.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
اگر تصویری از یک خوشه کهکشانی بگیرم
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
و همه نورهای ستاره‌ای را از آن کم کنم،
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
چیزی که می‌ماند این حباب بزرگ و آبی است.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
رنگ این ساختگی است.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
در واقع ما نور اشعه ایکس آن را می‌بینیم.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
و پرسش این است که اگر کهکشانها این نور را منتشر نمی‌کنند،
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
پس چه چیزی این نور را ساطع می‌کند؟
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
پاسخ گاز داغ است،
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
گاز با حرارت میلیون درجه --
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
در واقع پلاسماست.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
و دلیل این که چرا خیلی داغ است
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
برمی‌گردد به اسلاید قبلی.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
جاذبه بی‌نهایت این نظام‌ها
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
ذرات گاز را تا سرعتهای عظیم شدت می بخشد،
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
و سرعتهای عظیم به معنای دماهای بالاست.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
بنابراین این ایده اصلی است،
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
اما هنوز در ابتدای راه هستیم.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
ویژگیهای اولیه بسیاری درباره این پلاسما هست
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
که هنوز ما را دچار سردرگمی می‌کند،
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
هنوز متعجبمان می‌کند،
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
و ما را به سوی فهمیدن
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
خواص فیزیکی خیلی داغ سوق می‌دهد.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
نکته سوم: فهمیدنِ «خیلی کوچک» است.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
حال، برای توضیح این، لازم است به شما
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
حقیقت بسیار آزار‌دهنده‌ای را بگویم.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
بیشتر ماده جهان
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
از اتم‌ها ساخته نشده است.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
به شما دروغ گفتند.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
بیشتر آن از چیزی بسیار بسیار مرموز ساخته شده است،
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
که ماده سیاه می‌نامیم.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
ماده تاریک چیزی است که
که خیلی فعل و انفعال را دوست ندارد،
که خیلی فعل و انفعال را دوست ندارد،
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
بجز از طریق جاذبه،
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
و البته می‌خواهیم درباره آن بیشتر یاد بگیریم.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
اگر فیزیکدان در زمینه ذرات باشید،
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
می‌خواهید بدانید وقتی ذرات با هم برخورد می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
و ماده تاریک هم استثنا نیست.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
خب، این کار را چطور انجام می‌دهیم؟
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
در پاسخ به این پرسش،
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
می‌خواهم از شما چیزی دیگری را بپرسم،
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
این که وقتی کهکشانها با هم برخورد می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد؟
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
در اینجا تصویری هست.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
چون خوشه‌های کهکشانی نماینده
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
بخش‌هایی از جهانند، نسخه‌های در مقیاس کوچک.
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
اکثرا از جرمی تیره ساخته شده‌اند،
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
و آن چیزی است که شما در این بنفش آبی‌وار مشاهده می‌کنید.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
قرمز نماینده گاز داغ است،
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
و البته، شما می‌توانید کهکشانهای زیادی را ببینید.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
آنچه اتفاق می‌افتد یک شتاب دهنده ریز
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
در مقیاسی عظیم و بزرگ است.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
و از اهمیت زیادی برخوردار است،
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
زیرا به این معناست که این اثرات خیلی،
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
خیلی کوچک که ممکن شاید امکان تشخیص آنها در آزمایشگاه دشوار باشد،
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
باید احتمالا با هم ترکیب شوند
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
تا احتمالا به چیزی که در طبیعت قابل مشاهده است تبدیل شوند.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
بنابراین، خیلی بامزه است.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
علتی که چرا خوشه‌های کهکشانی
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
قادرند به ما درباره ماده تاریک بیاموزند،
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
علتی که چرا خوشه‌های کهکشانی
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
می توانند به ما درباره خواص فیزیکی خیلی کوچک بیاموزند.
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
دقیقا به این خاطر است که آنها اینقدر بزرگ هستند.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
نکته چهارم: «خواص فیزیکیِ خیلی عجیب» است.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
قطعا چیزهایی که تا بحال گفته‌ام دیوانه‌وار است.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
بسیار خب، اگر قرار است چیز عجیب‌تری باشد
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
فکر کنم آن باید انرژی تاریک باشد
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
اگر توپی را به هوا بیاندازم،
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
توقع دارم به بالا برود.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
چیزی که توقع ندارم بالا رفتن آن با چنین
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
شدت رو به افزایشی است.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
به همین ترتیب، کیهان شناسان می فهمند چرا
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
جهان گسترش می یابد.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
آنها نمی‌فهمند چرا با چنان شدت رو به افزایشی
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
در حال گسترش یافتن است.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
آنها نامی برای علت این گسترش
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
شتاب یافته دارند،
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
و آن را انرژی تاریک می نامند.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
و دوباره، ما می‌خواهیم درباره آن یاد بگیریم.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
بنابراین، یک پرسش خاصی که در اینجا برای‌مان پیش میاید،
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
چگونگی اثر گذاری انرژی تاریک بر جهان در
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
بزرگترین مقیاس است؟
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
بستگی به این که چقدر قوی است
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
احتمالا ساختاری سریعتر یا کندتر شکل می‌گیرد.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
خب، مشکل مربوط به ساختار در مقیاس بزرگ
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
جهان این است که بطرز هولناکی پیچیده است.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
در اینجا یک تشبیه سازی رایانه‌ای داریم.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
و به روشی نیاز داریم که آن را ساده کنیم.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
خب، دوست دارم درباره استفاده کردن از این قیاس فکر کنم.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
اگر بخواهم غرق شدن تایتانیک را بفهمم،
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
مهمترین کار برای انجام دادن
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
این نیست که از تک تک موقعیت‌های کوچکِ
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
قطعات کوچک قایق که خراب شد مدل بسازم.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
مهمترین کار برای انجام دادن
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
ردیابی دو قطعه بزرگ است.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
به همین شکل، می‌توانم کلی درباره جهان
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
در مقیاسهای بزرگ بیاموزم
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
بواسط دنبال کردن بزرگترین تکه ها
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
و آن دسته از بزرگترین تکه‌هایی که کهکشانهای خوشه‌ای هستند.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
خب، الان که به آخر صحبتم می‌رسم،
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
شاید کمی احساس فریب خوردگی کنید.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
منظورم این است، صحبتم را با این شروع کردم
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
که خوشه‌های کهشکانی مفید هستند،
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
و دلایلی را برایتان ارائه کردم،
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
اما فایده‌شان واقعا چیست؟
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
خب در پاسخ به این سوال،
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
می‌خواهم جمله‌ای را از هنری فورد نقل کنم
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
وقتی از او درباره ماشینها سوال شد.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
این را داشت که بوید:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
«اگر از مردم می‌پرسیدم که چی می‌خواستند،
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
جواب می دادند اسبهای تندتر.»
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
امروزه، ما بعنوان یک جامعه با مشکلات
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
عدیده بسیار دشواری روبرو هستیم.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
و راه حل برای این مشکلات معلوم نیست.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
اسبان تندتری نیستند.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
آنها به میزان انبوهی
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
از نبوغ علمی نیاز خواهند داشت.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
خب، بله، احتیاج به تمرکز کردن داریم،
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
بله، لازم است که تمرکز کنیم،
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
اما همچنین لازم است که نوآوری، نبوغ و
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
الهام را بخاطر داشته باشیم --
06:23
these things come
161
371705
1332
این چیزها زمانی می‌آیند
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
که میدان دیدمان را وسیع کرده باشیم
06:26
when we step back
163
374725
1340
زمانی که یک قدم به عقب برداریم
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
زمانی که دورنمایی کنیم.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
و برای انجام این کار به راهی بهتر از مطالعه
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
جهان اطرافمان نمی‌توانم فکر کنم. متشکرم.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(تشویق حضار)
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