TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Генри Лин: Что мы можем узнать у далёких галактик
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
Подросток Генри Лин в своём забавном и захватывающем докладе рассматривает нечто неожиданное — далёкие скопления галактик. Лауреат премии Ярмарки научных идей корпорации «Интел» говорит, что, изучая огромные составляющие Вселенной, мы можем раскрыть много научных загадок нашего мира и галактики.
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
Вот несколько фотографий
скоплений галактик.
скоплений галактик.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
Они именно такие, какими кажутся.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
Это огромные скопления галактик,
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
связанные друг с другом
благодаря их притяжению.
благодаря их притяжению.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
Большинство точек,
которые вы видите на экране,
которые вы видите на экране,
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
не отдельно взятые звёзды,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
а скопление звёзд и галактик.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
Демонстрируя вам данные изображения,
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
я надеюсь, что вы быстро поймёте,
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
что скопления галактик —
это красивые объекты.
это красивые объекты.
00:37
but more than that,
10
25694
1493
Более того,
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
я думаю, что скопления
галактик загадочны,
галактик загадочны,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
удивительны
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
и полезны.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Полезны как самые большие
лаборатории Вселенной.
лаборатории Вселенной.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
Поэтому описание скопления галактик —
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
это описание экспериментов,
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
которые можно с ними проводить.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Думаю, что существует
четыре основных типа.
четыре основных типа.
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
Первый тип, который я хочу описать, —
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
это исследование очень
большого скопления.
большого скопления.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Насколько большого?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
Bот изображение конкретного
скопления галактик.
скопления галактик.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Оно настолько огромно, что свет,
проходящий через него,
проходящий через него,
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
искривляется и искажается
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
благодаря огромному притяжению
этого скопления.
этого скопления.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
В самом деле, если присмотреться,
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
то можно увидеть кольца
вокруг этого скопления.
вокруг этого скопления.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
Теперь объясню в числах.
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
Данное скопление галактик
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
состоит из более миллиона
миллиардов солнц.
миллиардов солнц.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
Просто ошеломляюще, насколько громадными
могут быть эти системы.
могут быть эти системы.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Но кроме массы
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
у них есть ещё одна
дополнительная особенность.
дополнительная особенность.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
Они, по сути, изолированные системы,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
так что мы можем представлять их
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
в качестве уменьшенных
вариантов целой Вселенной.
вариантов целой Вселенной.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
На большинство наших вопросов
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
о Вселенной в больших масштабах,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
например, как действует притяжение,
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
могут быть даны ответы
при изучении данных систем.
при изучении данных систем.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Это был тип больших скоплений.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
Второй тип — очень горячие скопления.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Если я возьму изображение
скопления галактики
скопления галактики
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
и полностью уберу свет звёзд,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
то останется вот этот
большой голубой сгусток.
большой голубой сгусток.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Это не настоящий цвет.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
На самом деле это рентгеновское
излучение, которое мы видим.
излучение, которое мы видим.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
И вопрос в том, если не галактики,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
то какой объект его излучает?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
Это горячий газ.
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
Его температура — миллион градусов.
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
По сути, это плазма.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
Причина такой высокой температуры
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
находится в предыдущем слайде.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
Чрезмерное притяжение данных систем
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
очень сильно ускоряет частицы газа,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
а высокие скорости означают
высокие температуры.
высокие температуры.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Вот основная идея,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
но наука представляет собой черновик.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
У этой плазмы много основных свойств,
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
которые всё ещё сбивают нас с толку,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
озадачивают нас
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
и до сих пор оказывают давление
на наше понимание
на наше понимание
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
физического процесса жары.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
Третий тип — исследование
маленьких явлений.
маленьких явлений.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
Чтобы объяснить это,
я должен сообщить вам
я должен сообщить вам
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
об одном очень тревожном обстоятельстве.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
Бóльшая часть материи Вселенной
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
не состоит из атомов.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
Вам лгали.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
Она в основном состоит из какого-то
очень загадочного вещества,
очень загадочного вещества,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
которое мы называем тёмной материей.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
Тёмная материя не любит
взаимодействовать,
взаимодействовать,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
кроме как через притяжение,
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
и, конечно, мы хотели бы узнать
больше об этом.
больше об этом.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Если вы физик в области
элементарных частиц,
элементарных частиц,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
вы хотите знать, что происходит,
когда мы сталкиваем объекты друг с другом.
когда мы сталкиваем объекты друг с другом.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
Тёмная материя не является исключением.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Как же мы это делаем?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
Чтобы ответить на этот вопрос,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
я должен задать другой:
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
что происходит, когда скопления
галактик сталкиваются?
галактик сталкиваются?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Вот изображение.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Поскольку скопления галактик
представляют собой
представляют собой
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
кусочки Вселенной, её уменьшенные версии,
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
они в основном состоят из тёмной материи.
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
Вы видите это
в голубовато-фиолетовом цвете.
в голубовато-фиолетовом цвете.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Красный представляет собой горячий газ,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
и, конечно же, вы можете
видеть много галактик.
видеть много галактик.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Произошло ускорение частиц
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
в огромном масштабе.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
И это очень важно,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
потому что это означает,
что очень маленькие эффекты,
что очень маленькие эффекты,
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
которые трудно обнаружить в лаборатории,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
могут быть смешаны в нечто,
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
что мы могли бы наблюдать в природе.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
Это очень забавно.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
Причина, по которой скопления галактик
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
могут дать нам знания о тёмной материи,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
причина, по которой скопления галактик
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
могут научить нас физическим
процессам малых объектов,
процессам малых объектов,
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
кроется в том,
что они необычайно велики.
что они необычайно велики.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
Четвертый тип — физические
процессы странных явлений.
процессы странных явлений.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Конечно, то, что я говорил
до сих пор, безумно.
до сих пор, безумно.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Но ещё более удивительной
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
является тёмная энергия.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Если я подбрасываю мяч в воздух,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
то ожидаю, что он направится вверх.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
Но я не рассчитываю на то,
что он будет подыматься вверх
что он будет подыматься вверх
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
с постоянно возрастающей скоростью.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
Точно так же космологи постигают
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
процесс расширения Вселенной.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
Они не понимают, почему она расширяется
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
с постоянно возрастающей скоростью.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
Они назвали эту причину
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
ускоренного расширения
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
тёмной энергией.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
Мы хотим больше узнать о ней.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Вот один из наших вопросов:
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
как тёмная энергия влияет на Вселенную
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
в больших масштабах?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
В зависимости от того,
насколько она сильна,
насколько она сильна,
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
структуры могут формироваться
быстрее или медленнее.
быстрее или медленнее.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Проблема крупномасштабной
структуры Вселенной
структуры Вселенной
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
заключается в её чрезвычайной сложности.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Вот компьютерная модель.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
Нам необходим какой-то способ
для её упрощения.
для её упрощения.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Мне нравится размышлять по этому поводу
с помощью аналогии.
с помощью аналогии.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Если я хочу понять крушение «Титаника»,
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
то очень важно
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
не моделировать положения
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
каждой малой части,
отколовшейся от корабля.
отколовшейся от корабля.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
Важно проследить
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
за двумя самыми большими частями.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
Точно так же я могу
многое узнать о Вселенной
многое узнать о Вселенной
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
в больших масштабах,
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
отслеживая большие части,
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
а именно, скопления галактик.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
По мере того, как я заканчиваю
своё выступление,
своё выступление,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
вы, возможно, ощущаете себя
немного обманутыми.
немного обманутыми.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
Я имею в виду, что я начал разговор
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
о пользе скопления галактик
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
и обосновал это.
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
Но в чём же их настоящая польза?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
Чтобы ответить на этот вопрос,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
хочу процитировать Генри Форда,
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
которого спросили об автомобилях.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
Он сказал:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
«Если бы я спросил людей,
чего они хотят,
чего они хотят,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
то они бы сказали:
„Более быстрых лошадей“».
„Более быстрых лошадей“».
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
Сегодня мы, как общество, сталкиваемся
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
со многими сложными проблемами,
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
решения которых не ясны.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
Это не более быстрые лошади.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
Они требуют огромной
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
научной изобретательности.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
Да, мы должны сосредоточиться,
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
да, мы должны сконцентрироваться,
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
но мы также должны помнить о том,
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
что новаторство, изобретательность
и вдохновение
и вдохновение
06:23
these things come
161
371705
1332
приходят в то время,
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
когда мы расширяем поле зрения,
06:26
when we step back
163
374725
1340
делаем шаг назад
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
и уменьшаем масштаб.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
И я не могу придумать лучшего способа
решения данного вопроса,
решения данного вопроса,
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
чем изучение Вселенной
вокруг нас. Спасибо.
вокруг нас. Спасибо.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(Аплодисменты)
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