TED2008
Patricia Burchat: Shedding light on dark matter
Patricia Burchat dezvăluie materia întunecată.
Filmed:
Readability: 4.2
1,605,112 views
Fiziciana Patricia Burchat dezvăluie două componente de bază ale universului: materia întunecată şi energia întunecată. Universul este alcătuit în proporţie de 96% din ele, totuşi ele nu pot fi măsurate direct, dar au o influenţă imensă.
Patricia Burchat - Particle physicist
Patricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe. Full bio
Patricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:18
As a particle physicist, I study the elementary particles
0
0
4000
Ca fizician, studiez particulele elementare
00:22
and how they interact on the most fundamental level.
1
4000
3000
şi modul în care ele interacţionează la nivelul cel mai fundamental.
00:25
For most of my research career, I've been using accelerators,
2
7000
3000
În majoritatea carierei mele de cercetător am folosit acceleratoare,
00:28
such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road,
3
10000
3000
ca acceleratorul de electroni de la Stanford University, aproape de aici,
00:31
to study things on the smallest scale.
4
13000
3000
pentru a studia lucrurile la scara cea mai mică.
00:34
But more recently, I've been turning my attention
5
16000
2000
Dar mai recent, am început să mă interesez
00:36
to the universe on the largest scale.
6
18000
3000
de univers la scara cea mai mare.
00:39
Because, as I'll explain to you,
7
21000
2000
Fiindcă, aşa cum vă voi explica,
00:41
the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected.
8
23000
4000
întrebările la scara cea mai mică, şi la scara cea mai mare sunt de fapt foarte conectate.
00:45
So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe,
9
27000
5000
Deci vă voi povesti despre imaginea noastră a universului în secolul 21,
00:50
what it's made of and what the big questions in the physical sciences are --
10
32000
3000
din ce este alcătuit şi care sunt marile întrebări în ştiinţele fizice --
00:53
at least some of the big questions.
11
35000
2000
cel puţin câteva din marile întrebări.
00:55
So, recently, we have realized
12
37000
3000
Recent, noi am realizat că
00:58
that the ordinary matter in the universe --
13
40000
2000
materia obişnuită din univers --
01:00
and by ordinary matter, I mean you, me,
14
42000
3000
şi prin materie obişnuită mă refer la voi, la mine,
01:03
the planets, the stars, the galaxies --
15
45000
2000
planetele, stelele, galaxiile --
01:05
the ordinary matter makes up only a few percent
16
47000
3000
materia obişnuită reprezintă doar câteva procente
01:08
of the content of the universe.
17
50000
2000
din conţinutul universului.
01:10
Almost a quarter, or approximately a quarter
18
52000
3000
Aproape un sfert sau aproximativ un sfert
01:13
of the matter in the universe, is stuff that's invisible.
19
55000
3000
din materia din univers, este materie invizibilă.
01:16
By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum.
20
58000
4000
Prin invizibilă înţeleg că nu absoarbe în spectrul electromagnetic.
01:20
It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect.
21
62000
3000
Nu emite în spectrul electromagnetic. Nu reflectă.
01:23
It doesn't interact with the electromagnetic spectrum,
22
65000
2000
Nu interacţionează cu spectrul electromagnetic,
01:25
which is what we use to detect things.
23
67000
2000
care este utilizat de noi pentru a detecta orice.
01:27
It doesn't interact at all. So how do we know it's there?
24
69000
3000
Nu interacţionează deloc. Deci cum ştim că este acolo?
01:30
We know it's there by its gravitational effects.
25
72000
2000
Ştim că este acolo datorită efectelor sale gravitaţionale.
01:32
In fact, this dark matter dominates
26
74000
3000
De fapt, această materie întunecată domină
01:35
the gravitational effects in the universe on a large scale,
27
77000
3000
efectele gravitaţionale din univers la scară mare,
01:38
and I'll be telling you about the evidence for that.
28
80000
2000
şi vă voi povesti despre argumentul pentru aşa ceva.
01:40
What about the rest of the pie?
29
82000
2000
Ce se întâmplă cu restul diagramei?
01:42
The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy.
30
84000
4000
Restul diagramei este o substanţă misterioasă numită energie întunecată.
01:46
More about that later, OK.
31
88000
2000
Mai multe despre asta mai târziu.
01:48
So for now, let's turn to the evidence for dark matter.
32
90000
3000
Acum să ne întoarcem la argumentele pentru materia întunecată.
01:51
In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this,
33
93000
3000
În aceste galaxii, în special într-o galaxie spirală ca aceasta,
01:54
most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy.
34
96000
5000
majoritatea masei stelelor este concentrată în miezul galaxiei.
01:59
This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy.
35
101000
7000
Această masă imensă a stelelor ţine stelele în orbite circulare în galaxie.
02:06
So we have these stars going around in circles like this.
36
108000
3000
Deci avem aceste stele mişcându-se în cercuri ca acesta.
02:09
As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK --
37
111000
4000
Aşa cum vă puteţi imagina, chiar dacă ştiţi fizică -- ar trebui să fie intuitiv --
02:13
that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed
38
115000
6000
cu cât stelele sunt mai aproape de masa din mijloc, ele se vor roti cu o viteză mai mare
02:19
than those that are further out here, OK.
39
121000
3000
decât cele care sunt mai departe afară aici.
02:22
So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars,
40
124000
5000
Aşa că v-aţi aştepta că dacă aţi măsura vitezele orbitale ale stelelor
02:27
that they should be slower on the edges than on the inside.
41
129000
4000
ele ar trebui să fie mai lente pe margini decât în interior.
02:31
In other words, if we measured speed as a function of distance --
42
133000
2000
Cu alte cuvinte, dacă am fi măsurat viteza ca pe o funcţie a distanţei --
02:33
this is the only time I'm going to show a graph, OK --
43
135000
2000
acesta este singura dată în care vă arăt un grafic --
02:35
we would expect that it goes down as the distance increases
44
137000
4000
ne-am aştepta ca viteza să scadă pe măsură ce distanţa
02:39
from the center of the galaxy.
45
141000
2000
de la centrul galaxiei creşte.
02:41
When those measurements are made,
46
143000
1000
Când se fac acele măsurători,
02:42
instead what we find is that the speed is basically constant,
47
144000
3000
descoperim de fapt că viteza este în mare constantă,
02:45
as a function of distance.
48
147000
2000
ca o funcţie a distanţei.
02:47
If it's constant, that means that the stars out here
49
149000
3000
Iar dacă este constantă, asta înseamnă că stelele de aici
02:50
are feeling the gravitational effects of matter that we do not see.
50
152000
4000
simt efectele gravitaţionale ale unei mase pe care nu o vedem.
02:54
In fact, this galaxy and every other galaxy
51
156000
3000
De fapt, această galaxie şi fiecare altă galaxie
02:57
appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter.
52
159000
5000
pare să fie încorporată într-un nor din această materie întunecată, invizibilă.
03:02
And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves,
53
164000
4000
Iar acest nor de materie este mult mai sferic decât galaxiile însele,
03:06
and it extends over a much wider range than the galaxy.
54
168000
4000
şi se extinde pe o distanţă mult mai mare decât galaxia.
03:10
So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter
55
172000
4000
Deci noi vedem galaxia şi ne concentrăm pe ea, dar de fapt există un nor de materie întunecată
03:14
that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.
56
176000
5000
care domină structura şi dinamica acestei galaxii.
03:19
Galaxies themselves are not strewn randomly in space;
57
181000
3000
Galaxiile însele nu sunt presărate aleator în spaţiu;
03:22
they tend to cluster.
58
184000
2000
ele tind să se grupeze.
03:24
And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster.
59
186000
3000
Şi acesta este exemplul unui grup, de fapt, foarte renumit: grupul Coma.
03:27
And there are thousands of galaxies in this cluster.
60
189000
3000
Şi sunt mii de galaxii în acest grup.
03:30
They're the white, fuzzy, elliptical things here.
61
192000
3000
Ele sunt chestiile albe, difuze, eliptice de aici.
03:33
So these galaxy clusters -- we take a snapshot now,
62
195000
3000
Deci aceste grupuri de galaxii -- facem o poză acum,
03:36
we take a snapshot in a decade, it'll look identical.
63
198000
3000
facem o poză peste zece ani -- vor arăta identic.
03:39
But these galaxies are actually moving at extremely high speeds.
64
201000
4000
Dar de fapt aceste galaxii se mişcă cu viteze extrem de mari.
03:43
They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK.
65
205000
5000
Ele se deplasează în această fântână de potenţial gravitaţional a grupului.
03:48
So all of these galaxies are moving.
66
210000
2000
Deci toate aceste galaxii se mişcă.
03:50
We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities,
67
212000
4000
Putem măsura vitezele acestor galaxii, vitezele lor orbitale,
03:54
and figure out how much mass is in this cluster.
68
216000
2000
şi putem să calculăm câtă masă este în acest grup.
03:56
And again, what we find is that there is much more mass there
69
218000
4000
Şi din nou, ceea ce descoperim, este că există mult mai multă masă acolo
04:00
than can be accounted for by the galaxies that we see.
70
222000
4000
decât cea datorată galaxiilor pe care le putem vedea.
04:04
Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum,
71
226000
2000
Sau dacă ne uităm în alte părţi ale spectrului electromagnetic,
04:06
we see that there's a lot of gas in this cluster, as well.
72
228000
3000
vedem de asemenea că există mult gaz în acest grup.
04:09
But that cannot account for the mass either.
73
231000
2000
Dar nici acela nu poate răspunde pentru masa lipsă.
04:11
In fact, there appears to be about ten times as much mass here
74
233000
3000
De fapt, pare să existe de zece ori mai multă masă aici
04:14
in the form of this invisible or dark matter
75
236000
3000
sub forma acestei materii invizibile sau întunecate
04:17
as there is in the ordinary matter, OK.
76
239000
4000
decât este în materia obişnuită.
04:21
It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly.
77
243000
4000
Ar fi frumos dacă am putea vedea această materie întunecată un pic mai direct.
04:25
I'm just putting this big, blue blob on there, OK,
78
247000
2000
Pun aici această bilă mare, albastră,
04:27
to try to remind you that it's there.
79
249000
2000
pentru a încerca să vă amintesc că este aici.
04:29
Can we see it more visually? Yes, we can.
80
251000
3000
Putem s-o vedem mai vizual? Da, putem.
04:32
And so let me lead you through how we can do this.
81
254000
2000
Şi permiteţi-mi să vă arăt cum putem face asta.
04:34
So here's an observer:
82
256000
2000
Deci aici este un observator:
04:36
it could be an eye; it could be a telescope.
83
258000
2000
poate fi un ochi, poate fi un telescop.
04:38
And suppose there's a galaxy out here in the universe.
84
260000
2000
Şi să presupunem că există o galaxie acolo undeva în univers.
04:40
How do we see that galaxy?
85
262000
2000
Cum vedem acea galaxie?
04:42
A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe
86
264000
3000
O rază de lumină părăseşte galaxia şi călătoreşte prin univers
04:45
for perhaps billions of years
87
267000
2000
pentru poate miliarde de ani
04:47
before it enters the telescope or your eye.
88
269000
3000
înainte să intre în telescop sau în ochi.
04:50
Now, how do we deduce where the galaxy is?
89
272000
3000
Acum, cum deducem unde este galaxia?
04:53
Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling
90
275000
3000
Păi, deducem prin direcţia în care călătoreşte raza
04:56
as it enters our eye, right?
91
278000
2000
care intră în ochiul nostru, corect?
04:58
We say, the ray of light came this way;
92
280000
2000
Spunem: raza de lumină a sosit pe această cale,
05:00
the galaxy must be there, OK.
93
282000
2000
galaxia trebuie să fie acolo.
05:02
Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies --
94
284000
4000
Acum, să presupunem că pun la mijloc un grup de galaxii --
05:06
and don't forget the dark matter, OK.
95
288000
2000
şi să nu uitaţi materia întunecată.
05:08
Now, if we consider a different ray of light, one going off like this,
96
290000
4000
Acum, dacă considerăm o rază de lumină diferită, una care pleacă astfel,
05:12
we now need to take into account
97
294000
2000
trebuie să luăm acum în calcul
05:14
what Einstein predicted when he developed general relativity.
98
296000
3000
ceea ce a prezis Einstein când a dezvoltat relativitatea generală.
05:17
And that was that the gravitational field, due to mass,
99
299000
4000
Iar asta a fost că, datorită masei, câmpul gravitaţional
05:21
will deflect not only the trajectory of particles,
100
303000
3000
va devia nu numai traiectoria particulelor,
05:24
but will deflect light itself.
101
306000
3000
ci va devia lumina însăşi.
05:27
So this light ray will not continue in a straight line,
102
309000
3000
Aşa că această rază de lumină nu va continua într-o linie dreaptă,
05:30
but would rather bend and could end up going into our eye.
103
312000
4000
ci mai degrabă se va curba şi va ajunge în ochiul nostru.
05:34
Where will this observer see the galaxy?
104
316000
3000
Unde va vedea observatorul galaxia?
05:37
You can respond. Up, right?
105
319000
4000
Puteţi răspunde. Sus, corect?
05:41
We extrapolate backwards and say the galaxy is up here.
106
323000
3000
Vom extrapola înapoi şi vom spune că galaxia este aici sus.
05:44
Is there any other ray of light
107
326000
1000
Există vreo altă rază de lumină
05:45
that could make into the observer's eye from that galaxy?
108
327000
3000
care ar putea ajunge din acea galaxie în ochiul observatorului?
05:48
Yes, great. I see people going down like this.
109
330000
3000
Da, grozav. Văd oameni arătând în jos.
05:51
So a ray of light could go down, be bent
110
333000
2000
Deci o rază de lumină ar putea merge în jos, poate fi curbată
05:53
up into the observer's eye,
111
335000
2000
până sus în ochiul observatorului,
05:55
and the observer sees a ray of light here.
112
337000
2000
iar observatorul vede o rază de lumină aici.
05:57
Now, take into account the fact that we live in
113
339000
2000
Acum, să ţinem cont de faptul că trăim
05:59
a three-dimensional universe, OK,
114
341000
2000
într-un univers tridimensional,
06:01
a three-dimensional space.
115
343000
2000
un spaţiu tridimensional.
06:03
Are there any other rays of light that could make it into the eye?
116
345000
3000
Există alte raze de lumină care ar putea ajunge în ochi?
06:06
Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone.
117
348000
6000
Da! Razele vor fi pe -- aş vrea să văd -- da, pe un con.
06:12
So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone --
118
354000
2000
Deci există o întreagă rază de lumină -- raze de lumină pe un con --
06:14
that will all be bent by that cluster
119
356000
2000
care vor fi curbate de acel grup de galaxii
06:16
and make it into the observer's eye.
120
358000
3000
şi vor ajunge în ochiul observatorului.
06:19
If there is a cone of light coming into my eye, what do I see?
121
361000
5000
Dacă există un con de lumină sosind în ochiul meu, ce văd eu?
06:24
A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK.
122
366000
4000
Un cerc, un inel. Este numit inelul lui Einstein -- Einstein a prezis asta.
06:28
Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector
123
370000
5000
Acum, va fi un inel perfect doar dacă sursa, deflectorul,
06:33
and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line.
124
375000
5000
şi ochiul, în acest caz, sunt toate aliniate perfect.
06:38
If they're slightly skewed, we'll see a different image.
125
380000
3000
Dacă ele sunt puţin înclinate, vom vedea o imagine diferită.
06:41
Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK,
126
383000
3000
Acum, puteţi face un experiment deseară la recepţie,
06:44
to figure out what that image will look like.
127
386000
3000
pentru a descoperi cum va arăta acea imagine.
06:47
Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise,
128
389000
4000
Fiindcă se pare că există un fel de lentilă pe care o putem construi,
06:51
that has the right shape to produce this kind of effect.
129
393000
3000
care are forma potrivită pentru a produce acest fel de efect.
06:54
We call this gravitational lensing.
130
396000
2000
Numim asta o lentilă gravitaţională.
06:56
And so, this is your instrument, OK.
131
398000
3000
Şi iată, acesta este instrumentul vostru.
06:59
(Laughter).
132
401000
1000
(Râsete).
07:00
But ignore the top part.
133
402000
3000
Dar ignoraţi partea superioară.
07:03
It's the base that I want you to concentrate, OK.
134
405000
3000
Baza este cea pe care vreau să vă concentraţi.
07:06
So, actually, at home, whenever we break a wineglass,
135
408000
2000
Aşa că de fiecare dată când acasă spargem un pahar de vin,
07:08
I save the bottom, take it over to the machine shop.
136
410000
2000
eu salvez partea de jos, o duc la atelier.
07:10
We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK.
137
412000
4000
O răzuim şi am o mică lentilă gravitaţională.
07:14
So it's got the right shape to produce the lensing.
138
416000
2000
Deci are forma potrivită pentru a produce efectul de lentilă.
07:16
And so the next thing you need to do in your experiment
139
418000
2000
Următorul lucru pe care trebuie să-l faceţi în experimentul vostru,
07:18
is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter)
140
420000
4000
este să luaţi un şerveţel. Eu am luat o bucată de hârtie milimetrică; eu sunt fizician. (Râsete)
07:22
So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle.
141
424000
4000
Deci un şerveţel. Desenaţi un mic model de galaxie în mijloc.
07:26
And now put the lens over the galaxy,
142
428000
3000
Şi acum puneţi lentila peste galaxie,
07:29
and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring.
143
431000
3000
şi ceea ce veţi observa va fi un inel, un inel Einstein.
07:32
Now, move the base off to the side,
144
434000
3000
Acum, mişcaţi baza într-o parte,
07:35
and the ring will split up into arcs, OK.
145
437000
3000
şi inelul se va împărţi în arce de cerc.
07:38
And you can put it on top of any image.
146
440000
2000
Şi puteţi să repetaţi cu orice desen.
07:40
On the graph paper, you can see
147
442000
1000
Pe hârtia milimetrică puteţi vedea
07:41
how all the lines on the graph paper have been distorted.
148
443000
2000
cum toate liniile hârtiei au fost distorsionate.
07:43
And again, this is a kind of an accurate model
149
445000
3000
Şi din nou, acesta este un fel de model exact
07:46
of what happens with the gravitational lensing.
150
448000
2000
pentru a înţelege efectul de lentilă gravitaţională.
07:48
OK, so the question is: do we see this in the sky?
151
450000
4000
Deci întrebarea este: vedem aşa ceva pe cer ?
07:52
Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies?
152
454000
4000
Vedem arce de cerc pe cer când ne uităm la un grup de galaxii?
07:56
And the answer is yes.
153
458000
2000
Iar răspunsul este: da.
07:58
And so, here's an image from the Hubble Space Telescope.
154
460000
2000
Iată aici o imagine de la telescopul spaţial Hubble.
08:00
Many of the images you are seeing
155
462000
2000
Multe din imaginile pe care le vedeţi
08:02
are earlier from the Hubble Space Telescope.
156
464000
2000
sunt mai vechi de la telescopul spaţial Hubble.
08:04
Well, first of all, for the golden shape galaxies --
157
466000
2000
Ei bine, în primul rând, galaxiile de culoare aurie --
08:06
those are the galaxies in the cluster.
158
468000
3000
acelea sunt galaxiile din grup.
08:09
They're the ones that are embedded in that sea of dark matter
159
471000
4000
Ele sunt cele care sunt încorporate în acea mare de materie întunecată
08:13
that are causing the bending of the light
160
475000
2000
care provoacă curbarea luminii
08:15
to cause these optical illusions, or mirages, practically,
161
477000
3000
pentru a cauza aceste iluzii optice, sau miraje, de fapt,
08:18
of the background galaxies.
162
480000
2000
ale galaxiilor din spatele lor.
08:20
So the streaks that you see, all these streaks,
163
482000
3000
Deci dungile pe care le vedeţi, toate aceste dungi,
08:23
are actually distorted images of galaxies that are much further away.
164
485000
4000
sunt de fapt imagini distorsionate ale galaxiilor care sunt mult mai departe.
08:27
So what we can do, then, is based on how much distortion
165
489000
3000
Ce putem face apoi se bazează pe cât de multă distorsiune
08:30
we see in those images, we can calculate how much mass
166
492000
4000
vedem în acele imagini, putem calcula câtă masă
08:34
there must be in this cluster.
167
496000
2000
trebuie să fie în acest grup.
08:36
And it's an enormous amount of mass.
168
498000
2000
Şi este o cantitate enormă de masă.
08:38
And also, you can tell by eye, by looking at this,
169
500000
2000
De asemenea, puteţi aprecia vizual, uitându-vă aici,
08:40
that these arcs are not centered on individual galaxies.
170
502000
4000
că aceste arce nu sunt centrate pe galaxii individuale;
08:44
They are centered on some more spread out structure,
171
506000
4000
ele sunt centrate pe o structură mult mai împrăştiată.
08:48
and that is the dark matter
172
510000
4000
Şi aceea este materia întunecată
08:52
in which the cluster is embedded, OK.
173
514000
3000
în care grupul este încorporat.
08:55
So this is the closest you can get to kind of seeing
174
517000
2000
Deci acesta este modul cel mai apropiat de a vedea
08:57
at least the effects of the dark matter with your naked eye.
175
519000
3000
cel puţin efectele materiei întunecate cu ochiul liber.
09:00
OK, so, a quick review then, to see that you're following.
176
522000
3000
În regulă, o scurtă recapitulare, ca să mă asigur că aţi înţeles.
09:03
So the evidence that we have
177
525000
2000
Deci dovada pe care o avem
09:05
that a quarter of the universe is dark matter --
178
527000
2000
că un sfert din univers este materie întunecată --
09:07
this gravitationally attracting stuff --
179
529000
2000
acest lucru care atrage gravitaţional --
09:09
is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies
180
531000
4000
este că galaxiile, viteza cu care stelele orbitează în galaxii
09:13
is much too large; it must be embedded in dark matter.
181
535000
3000
este mult prea mare; trebuie să fie încorporată în materie întunecată.
09:16
The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large;
182
538000
4000
Viteza cu care galaxiile orbitează în grupuri este mult prea mare;
09:20
it must be embedded in dark matter.
183
542000
2000
trebuie să fie încorporate în materie întunecată.
09:22
And we see these gravitational lensing effects, these distortions
184
544000
4000
Şi vedem aceste efecte de lentilă gravitaţională, aceste distorsiuni
09:26
that say that, again, clusters are embedded in dark matter.
185
548000
3000
care spun că, din nou, grupurile sunt încorporate în materie întunecată.
09:29
OK. So now, let's turn to dark energy.
186
551000
4000
În regulă. Şi acum, să trecem la energia întunecată.
09:33
So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something
187
555000
3000
Pentru a înţelege dovada pentru energia întunecată, trebuie să discutăm
09:36
that Stephen Hawking referred to in the previous session.
188
558000
4000
ceva la care Stephen Hawking s-a referit în sesiunea anterioară.
09:40
And that is the fact that space itself is expanding.
189
562000
4000
Şi anume faptul că spaţiul însuşi se dilată.
09:44
So if we imagine a section of our infinite universe --
190
566000
5000
Deci dacă ne imaginăm o secţiune din universul nostru infinit
09:49
and so I've put down four spiral galaxies, OK --
191
571000
3000
şi aşez în ea patru galaxii spirale.
09:52
and imagine that you put down a set of tape measures,
192
574000
4000
Şi imaginaţi-vă că aşezaţi un set de de rigle,
09:56
so every line on here corresponds to a tape measure,
193
578000
2000
astfel încât fiecare linie să corespundă unei rigle --
09:58
horizontal or vertical, for measuring where things are.
194
580000
4000
orizontal sau vertical -- pentru a măsura unde sunt lucrurile.
10:02
If you could do this, what you would find
195
584000
2000
Dacă puteţi face asta, ceea ce veţi descoperi
10:04
that with each passing day, each passing year,
196
586000
3000
este că pe zi ce trece, în fiecare an,
10:07
each passing billions of years, OK,
197
589000
3000
în fiecare miliard de ani,
10:10
the distance between galaxies is getting greater.
198
592000
3000
distanţele dintre galaxii devin mai mari.
10:13
And it's not because galaxies are moving
199
595000
1000
Şi asta nu din cauză că galaxiile se deplasează
10:14
away from each other through space.
200
596000
3000
depărtându-se una de alta prin spaţiu;
10:17
They're not necessarily moving through space.
201
599000
2000
ele nu se mişcă neapărat prin spaţiu.
10:19
They're moving away from each other
202
601000
2000
Ele se îndepărteză una de alta
10:21
because space itself is getting bigger, OK.
203
603000
3000
fiindcă spaţiul însuşi devine mai mare.
10:24
That's what the expansion of the universe or space means.
204
606000
4000
Asta este reprezintă expansiunea universului sau a spaţiului.
10:28
So they're moving further apart.
205
610000
2000
Deci ele se depărtează în continuare.
10:30
Now, what Stephen Hawking mentioned, as well,
206
612000
4000
Acum, ce a menţionat şi Stephen Hawking,
10:34
is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate.
207
616000
6000
este că după Big Bang, spaţiul spaţiul s-a extins foarte rapid.
10:40
But because gravitationally attracting matter
208
622000
4000
Dar pentru că materia, cu atracţia ei gravitaţională
10:44
is embedded in this space,
209
626000
2000
este intergrată în acest spaţiu,
10:46
it tends to slow down the expansion of the space, OK.
210
628000
3000
ea tinde să încetinească expansiunea spaţiului.
10:49
So the expansion slows down with time.
211
631000
3000
Aşa că expansiunea încetineşte în timp.
10:52
So, in the last century, OK, people debated
212
634000
4000
Deci în ultimul secol oamenii au dezbătut
10:56
about whether this expansion of space would continue forever;
213
638000
5000
dacă cumva această expansiune a spaţiului va continua pentru totdeauna,
11:01
whether it would slow down, you know,
214
643000
2000
sau oare va încetini, ştiţi,
11:03
will be slowing down, but continue forever;
215
645000
2000
va încetini, dar va continua pentru totdeauna.
11:05
slow down and stop, asymptotically stop;
216
647000
5000
Va încetini şi se va opri, se va opri asimptotic,
11:10
or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again.
217
652000
5000
sau va încetini, se va opri şi apoi se va inversa, aşa că va începe să se contracte din nou.
11:15
So a little over a decade ago,
218
657000
2000
Deci cu puţin mai mult de zece ani în urmă
11:17
two groups of physicists and astronomers
219
659000
5000
două grupuri de fizicieni şi astronomi
11:22
set out to measure the rate at which
220
664000
2000
au început să măsoare rata cu care
11:24
the expansion of space was slowing down, OK.
221
666000
4000
expansiunea spaţiului încetinea.
11:28
By how much less is it expanding today,
222
670000
2000
Cu cât mai puţin se extinde azi,
11:30
compared to, say, a couple of billion years ago?
223
672000
3000
comparat, să zicem, cu câteva miliarde de ani în urmă?
11:33
The startling answer to this question, OK, from these experiments,
224
675000
5000
Rezultatul neaşteptat la această întrebare, din aceste experimente,
11:38
was that space is expanding at a faster rate today
225
680000
4000
a fost că spaţiul se extinde cu o rată mai mare azi,
11:42
than it was a few billion years ago, OK.
226
684000
3000
decât o făcea cu câteva miliarde de ani în urmă.
11:45
So the expansion of space is actually speeding up.
227
687000
3000
Deci expansiunea spaţiului de fapt accelerează.
11:48
This was a completely surprising result.
228
690000
3000
Acesta a fost un rezultat complet surprinzător.
11:51
There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK.
229
693000
6000
Nu există nici un raţionament teoretic convingător pentru a explica aşa ceva.
11:57
No one was predicting ahead of time this is what's going to be found.
230
699000
3000
Nimeni nu a prezis că se va descoperi aşa ceva.
12:00
It was the opposite of what was expected.
231
702000
2000
Era opusul rezultatului aşteptat.
12:02
So we need something to be able to explain that.
232
704000
3000
Deci avem nevoie de ceva care să fie capabil să explice asta.
12:05
Now it turns out, in the mathematics,
233
707000
2000
Ei bine, în matematică,
12:07
you can put it in as a term that's an energy,
234
709000
4000
poţi adăuga asta ca un termen ce reprezintă o energie.
12:11
but it's a completely different type of energy
235
713000
1000
Dar este un tip de energie complet diferit
12:12
from anything we've ever seen before.
236
714000
2000
de orice altceva observat de noi până acum.
12:14
We call it dark energy,
237
716000
2000
Noi o numim energie întunecată,
12:16
and it has this effect of causing space to expand.
238
718000
3000
şi are acest efect care duce la expansiunea spaţiului.
12:19
But we don't have a good motivation
239
721000
2000
Dar nu avem un argument bun
12:21
for putting it in there at this point, OK.
240
723000
2000
pentru a o adăuga în acest punct.
12:23
So it's really unexplained as to why we need to put it in.
241
725000
3000
Aşa că de fapt nu se explica de ce e nevoie să o adăugăm.
12:26
Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you,
242
728000
4000
Acum, în acest punct, ceea ce vreau să vă subliniez,
12:30
is that, first of all, dark matter and dark energy
243
732000
2000
este că în primul rând, materia şi energia întunecată
12:32
are completely different things, OK.
244
734000
2000
sunt lucruri complet diferite.
12:34
There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe,
245
736000
4000
Ele sunt de fapt două mistere legate de ceea ce alcătuieşte majoritatea universului,
12:38
and they have very different effects.
246
740000
3000
şi au efecte foarte diferite.
12:41
Dark matter, because it gravitationally attracts,
247
743000
3000
Materia întunecată, fiindcă atrage gravitaţional,
12:44
it tends to encourage the growth of structure, OK.
248
746000
4000
tinde să încurajeze creşterea structurilor.
12:48
So clusters of galaxies will tend to form,
249
750000
3000
Deci vor tinde să se formeze grupuri de galaxii,
12:51
because of all this gravitational attraction.
250
753000
2000
din cauza acestei atracţii gravitaţionale.
12:53
Dark energy, on the other hand,
251
755000
2000
Energia întunecată, pe de altă parte,
12:55
is putting more and more space between the galaxies,
252
757000
4000
pune din ce în ce mai mult spaţiu între galaxii.
12:59
makes it, the gravitational attraction between them decrease,
253
761000
3000
O face -- atracţia gravitaţională dintre ele -- scade,
13:02
and so it impedes the growth of structure.
254
764000
3000
şi astfel frânează creşterea structurilor.
13:05
So by looking at things like clusters of galaxies,
255
767000
3000
Deci privind la lucruri precum grupurile de galaxii,
13:08
and how they -- their number density,
256
770000
4000
şi cum ele -- densitatea lor,
13:12
how many there are as a function of time --
257
774000
2000
câte sunt ca o funcţie a timpului --
13:14
we can learn about how dark matter and dark energy
258
776000
4000
putem învăţa despre cum materia şi energia întunecată
13:18
compete against each other in structure forming.
259
780000
3000
se luptă între ele pentru formarea structurilor.
13:21
In terms of dark matter, I said that we don't have any,
260
783000
3000
Privind materia întunecată, am spus că nu avem
13:24
you know, really persuasive argument for dark energy.
261
786000
4000
nici un argument convingător pentru energia întunecată.
13:28
Do we have anything for dark matter? And the answer is yes.
262
790000
3000
Avem ceva pentru materia întunecată? Şi răspunsul este: da.
13:31
We have well-motivated candidates for the dark matter.
263
793000
3000
Avem candidaţi bine argumentaţi pentru materia întunecată.
13:34
Now, what do I mean by well motivated?
264
796000
3000
Acum, ce înţeleg prin bine argumentat?
13:37
I mean that we have mathematically consistent theories
265
799000
5000
Înţeleg că avem teorii matematice consistente
13:42
that were actually introduced
266
804000
2000
care au fost introduse de fapt
13:44
to explain a completely different phenomenon, OK,
267
806000
3000
pentru a explica un fenomen complet diferit,
13:47
things that I haven't even talked about,
268
809000
2000
lucruri de care nici măcar nu am vorbit,
13:49
that each predict the existence
269
811000
3000
şi fiecare prezice existenţa
13:52
of a very weakly interacting, new particle.
270
814000
3000
unei particule cu interacţiune foarte slabă.
13:55
So, this is exactly what you want in physics:
271
817000
2000
Iată, asta este exact ceea ce vrei în fizică:
13:57
where a prediction comes out of a mathematically consistent theory
272
819000
4000
o predicţie să vină dintr-o teorie matematică consistentă
14:01
that was actually developed for something else.
273
823000
2000
care a fost dezvoltată de fapt pentru altceva.
14:03
But we don't know if either of those
274
825000
3000
Dar nu ştim dacă oricare dintre ele
14:06
are actually the dark matter candidate, OK.
275
828000
3000
chiar este candidatul pentru materia întunecată.
14:09
One or both, who knows? Or it could be something completely different.
276
831000
3000
Una sau amândouă, cine ştie? Sau ar putea fi ceva complet diferit.
14:12
Now, we look for these dark matter particles
277
834000
2000
Acum, căutăm aceste particule de materie întunecată
14:14
because, after all, they are here in the room, OK,
278
836000
3000
fiindcă până la urmă, ele sunt aici în cameră,
14:17
and they didn't come in the door.
279
839000
1000
şi nu au intrat pe uşă.
14:18
They just pass through anything.
280
840000
2000
Ele pur şi simplu trec prin orice.
14:20
They can come through the building, through the Earth --
281
842000
2000
Ele pot veni prin clădire, prin pământ;
14:22
they're so non-interacting.
282
844000
2000
sunt atât de puţin interactive.
14:24
So one way to look for them is to build detectors
283
846000
3000
Aşa că un mod de a le căuta este să construieşti detectoare
14:27
that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it.
284
849000
4000
care sunt extrem de sensibile la coliziunea cu o particulă de materie întunecată în trecere.
14:31
So a crystal that will ring if that happens.
285
853000
3000
Ca un cristal care va suna dacă se întâmplă asta.
14:34
So one of my colleagues up the road and his collaborators
286
856000
2000
Deci unul din colegii mei din vecini şi colaboratorii lui
14:36
have built such a detector.
287
858000
2000
au construit un asemenea detector.
14:38
And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota,
288
860000
3000
Şi l-au pus la mare adâncime într-o mină de fier din Minnesota,
14:41
OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days
289
863000
3000
-- foarte adânc sub pământ -- şi de fapt în ultimele zile
14:44
announced the most sensitive results so far.
290
866000
3000
au anunţat cele mai sensibile rezultate de până acum.
14:47
They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass
291
869000
3000
Nu au văzut încă nimic, dar asta trasează nişte limite privind masa
14:50
and the interaction strength of these dark matter particles are.
292
872000
3000
şi puterea de interacţiune a acestor particule de materie întunecată.
14:53
There's going to be a satellite telescope launched later this year
293
875000
4000
Se va lansa un satelit cu un telescop mai târziu în acest an.
14:57
and it will look towards the middle of the galaxy,
294
879000
3000
Şi se va uita spre mijlocul galaxiei,
15:00
to see if we can see dark matter particles annihilating
295
882000
2000
pentru a verifica dacă putem vedea particule de materie întunecată anihilându-se
15:02
and producing gamma rays that could be detected with this.
296
884000
4000
şi producând raze gama care pot fi detectate cu aşa ceva.
15:06
The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator,
297
888000
3000
Marele accelerator de hadroni(LHC), un accelerator al fizicii particlulelor,
15:09
that we'll be turning on later this year.
298
891000
3000
care va porni mai târziu în acest an.
15:12
It is possible that dark matter particles might be produced
299
894000
3000
Este posibil ca particulele de materie întunecată să fie produse
15:15
at the Large Hadron Collider.
300
897000
2000
la marele accelerator de hadroni.
15:17
Now, because they are so non-interactive,
301
899000
1000
Pentru că sunt aşa de puţin interactive,
15:18
they will actually escape the detector,
302
900000
3000
ele vor scăpa de fapt din detector,
15:21
so their signature will be missing energy, OK.
303
903000
3000
aşa că semnătura lor va fi energie lipsă.
15:24
Now, unfortunately, there is a lot of new physics
304
906000
3000
Din păcate, există o mulţime de lucruri noi în fizică
15:27
whose signature could be missing energy,
305
909000
2000
a căror semnătură poate fi energie lipsă,
15:29
so it will be hard to tell the difference.
306
911000
2000
va fi greu de distins între ele.
15:31
And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed
307
913000
5000
Şi în final, pentru proiecte viitoare, există telescoape în stadiu de proiectare
15:36
specifically to address the questions of dark matter and dark energy --
308
918000
4000
care vor adresa specific problemele legate de materia şi energia întunecată:
15:40
ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes
309
922000
3000
telescoape terestre. Şi există trei telescoape spaţiale
15:43
that are in competition right now
310
925000
2000
care sunt acum în competiţie
15:45
to be launched to investigate dark matter and dark energy.
311
927000
3000
pentru a fi lansate să investigheze materia şi energia întunecată.
15:48
So in terms of the big questions:
312
930000
2000
Aşa că privind marile întrebări:
15:50
what is dark matter? What is dark energy?
313
932000
2000
Ce este materia întunecată? Ce este energia întunecată?
15:52
The big questions facing physics.
314
934000
2000
Marile întrebări cu care se confruntă fizica.
15:54
And I'm sure you have lots of questions,
315
936000
3000
Şi sunt sigură că şi voi aveţi multe întrebări.
15:57
which I very much look forward to addressing
316
939000
2000
Pe care abia aştept să le răspund
15:59
over the next 72 hours, while I'm here. Thank you.
317
941000
2000
în următoarele 72 de ore cât sunt aici. Vă mulţumesc.
16:01
(Applause)
318
943000
3000
(Aplauze)
ABOUT THE SPEAKER
Patricia Burchat - Particle physicistPatricia Burchat studies the structure and distribution of dark matter and dark energy. These mysterious ingredients can't be measured in conventional ways, yet form a quarter of the mass of our universe.
Why you should listen
Patricia Burchat studies the universe's most basic ingredients -- the mysterious dark energy and dark matter that are massively more abundant than the visible stars and galaxies. She is one of the founders of the BaBar Collaboration at the Stanford Linear Accelerator Center, a project that's hoping to answer the question, "If there are as many anti-particles as there are particles, why can't we see all these anti-particles?"
She's a member of the Large Synoptic Survey Telescope project, which will allow scientists to monitor exploding supernovae and determine how fast the universe is expanding -- and map how mass is distributed throughout the universe. She's also part of Fermilab Experiment E791, studying the production and decay of charmed particles. Burchat received a Guggenheim Fellowship in 2005.
Patricia Burchat | Speaker | TED.com