TED@NAS
Risa Wechsler: The search for dark matter -- and what we've found so far
Риса Векслер: В поисках тёмной материи: что мы уже узнали
Filmed:
Readability: 3.5
397,764 views
Около 85% массы во Вселенной — это так называемая тёмная материя, таинственная материя, которую невозможно увидеть и которая оказывает огромное воздействие на космос. Что же это за вещество и как оно связанно с нашим существованием? Астрофизик Риса Векслер изучает, почему тёмная материя может быть ключом к пониманию того, как образовалась Вселенная, и делится тем, как физики в лабораториях по всему миру изобретают новые способы её изучения.
Risa Wechsler - Astrophysicist, cosmologist
Risa Wechsler uses computer simulations of the entire universe to explore questions about our existence on the largest scales. Full bio
Risa Wechsler uses computer simulations of the entire universe to explore questions about our existence on the largest scales. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Do you ever think about what would happen
0
958
1953
Вы когда-нибудь думали, что случилось бы,
00:14
if the world were a little bit different?
1
2935
2583
будь мир немного другим?
00:17
How your life would be different
2
5542
1559
Как изменилась бы ваша жизнь,
00:19
if you were born 5,000 years from now
3
7125
2643
если бы вы родились через 5 000 лет,
00:21
instead of today?
4
9792
1291
а не в наши дни?
00:23
How history would be different
5
11958
1518
Как бы изменилась история,
00:25
if the continents
were at different latitudes
were at different latitudes
6
13500
2143
будь континенты
расположены на других широтах,
расположены на других широтах,
00:27
or how life in the Solar system
would have developed
would have developed
7
15667
3934
или как развивалась бы жизнь
в Солнечной системе,
в Солнечной системе,
00:31
if the Sun were 10 percent larger.
8
19625
2542
если бы Солнце было на 10% крупнее?
00:35
Well, playing with these
kinds of possibilities
kinds of possibilities
9
23292
2892
Размышлять о таких возможностях —
00:38
is what I get to do for a living
10
26208
1601
это моя работа,
00:39
but with the entire universe.
11
27833
2167
но думаю я в масштабах Вселенной.
00:43
I make model universes in a computer.
12
31042
2809
Я создаю модели вселенных на компьютере.
00:45
Digital universes that have
different starting points
different starting points
13
33875
2934
Цифровые вселенные, имеющие разные начала
00:48
and are made of different amounts
of different kinds of material.
of different kinds of material.
14
36833
4601
и созданные из разных материалов
в различных пропорциях.
в различных пропорциях.
00:53
And then I compare
these universes to our own
these universes to our own
15
41458
3310
Затем я сравниваю эти вселенные с нашей,
00:56
to see what it is made of
and how it evolved.
and how it evolved.
16
44792
3708
чтобы увидеть, из чего она состоит
и как эволюционировала.
и как эволюционировала.
01:02
This process of testing models
with measurements of the sky
with measurements of the sky
17
50542
4351
Этот процесс проверки моделей
через измерения неба
через измерения неба
01:06
has taught us a huge amount
about our universe so far.
about our universe so far.
18
54917
2875
уже открыл для нас многое о Вселенной.
01:10
One of the strangest
things we have learned
things we have learned
19
58625
2226
Одна из самых больших
выявленных странностей
выявленных странностей
01:12
is that most of the material
in the universe
in the universe
20
60875
2559
заключается в том,
что материя во Вселенной
что материя во Вселенной
01:15
is made of something
entirely different than you and me.
entirely different than you and me.
21
63458
3917
состоит не из того же, из чего вы и я.
01:20
But without it,
22
68750
2726
Но без неё
01:23
the universe as we know it wouldn't exist.
23
71500
3500
Вселенная, какой мы её знаем,
не существовала бы.
не существовала бы.
01:28
Everything we can see with telescopes
24
76958
3601
Всё, что мы видим в телескопы,
01:32
makes up just about 15 percent
of the total mass in the universe.
of the total mass in the universe.
25
80583
4375
составляет только около 15%
общей массы Вселенной.
общей массы Вселенной.
01:38
Everything else, 85 percent of it,
26
86000
4393
Остальное, целых 85%,
01:42
doesn't emit or absorb light.
27
90417
2333
не излучает и не поглощает свет.
01:45
We can't see it with our eyes,
28
93708
2351
Эту материю не увидеть,
01:48
we can't detect it with radio waves
29
96083
3518
не засечь радиоволнами
01:51
or microwaves or any other kind of light.
30
99625
2417
или микроволнами,
никаким другим видом света.
никаким другим видом света.
01:55
But we know it is there
31
103083
1935
Но мы знаем, что она существует,
01:57
because of its influence
on what we can see.
on what we can see.
32
105042
2375
по тому, как она влияет
на видимые нам объекты.
на видимые нам объекты.
02:01
It's a little bit like,
33
109208
1268
Похоже на то,
02:02
if you wanted to map
the surface of our planet
the surface of our planet
34
110500
2184
как если бы вы рисовали карту
нашей планеты
нашей планеты
02:04
and everything on it
35
112708
1976
и всего на ней,
02:06
using this picture of the Earth
from space at night.
from space at night.
36
114708
3667
основываясь на сделанной из космоса
фотографии ночной Земли.
фотографии ночной Земли.
02:11
You get some clues
from where the light is,
from where the light is,
37
119708
2476
По тому, где есть свет,
можно сделать некоторые выводы,
можно сделать некоторые выводы,
02:14
but there's a lot that you can't see,
38
122208
1810
но многое остаётся невидимым:
02:16
everything from people
to mountain ranges.
to mountain ranges.
39
124042
3642
от людей до горных хребтов.
02:19
And you have to infer what is there
from these limited clues.
from these limited clues.
40
127708
4459
Выводы приходится делать,
исходя из этих ограниченных подсказок.
исходя из этих ограниченных подсказок.
02:25
We call this unseen stuff "dark matter."
41
133958
2917
Мы зовём это невидимое вещество
тёмной материей.
тёмной материей.
02:29
Now, a lot of people
have heard of dark matter,
have heard of dark matter,
42
137708
2893
Многие слышали о тёмной материи,
02:32
but even if you have heard of it,
43
140625
2309
но даже если слышали,
02:34
it probably seems abstract,
44
142958
3018
понятие, вероятно, кажется абстрактным,
02:38
far away, probably even irrelevant.
45
146000
2958
далёким, даже неважным.
02:42
Well, the interesting thing is,
46
150625
2809
Интересно то,
02:45
dark matter is all around us
47
153458
2518
что нас окружает тёмная материя,
02:48
and probably right here.
48
156000
2934
вероятно, прямо здесь.
02:50
In fact, dark matter particles
49
158958
1935
На самом деле, частицы тёмной материи,
02:52
are probably going through
your body right now
your body right now
50
160917
3142
вероятно, проходят сейчас через ваше тело,
02:56
as you sit in this room.
51
164083
1976
пока вы здесь сидите.
02:58
Because we are on Earth
52
166083
1351
Поскольку мы находимся на Земле,
02:59
and Earth is spinning around the Sun,
53
167458
1851
а Земля крутится вокруг Солнца,
03:01
and the Sun is hurtling through our galaxy
54
169333
2935
а Солнце движется по нашей галактике
03:04
at about half a million miles per hour.
55
172292
3226
со скоростью 800 тысяч километров в час.
03:07
But dark matter doesn't bump into us,
56
175542
1809
Но тёмная материя с нами не сталкивается,
03:09
it just goes right through us.
57
177375
1500
а проходит сквозь нас.
03:12
So how do we figure out more about this?
58
180583
4435
Так как же нам узнать о ней больше?
03:17
What is it,
59
185042
1267
Что это,
03:18
and what does it have to do
with our existence?
with our existence?
60
186333
2435
как она связана с нашим существованием?
03:20
Well, in order to figure out
how we came to be,
how we came to be,
61
188792
4767
Чтобы разобраться, откуда мы произошли,
03:25
we first need to understand
how our galaxy came to be.
how our galaxy came to be.
62
193583
3976
сначала нужно понять,
как образовалась наша галактика.
как образовалась наша галактика.
03:29
This is a picture of our galaxy,
the Milky Way, today.
the Milky Way, today.
63
197583
4476
Это современное изображение
нашей галактики Млечный Путь.
нашей галактики Млечный Путь.
03:34
What did it look like
10 billion years in the past
10 billion years in the past
64
202083
2351
Как она выглядела 10 миллиардов лет назад
03:36
or what would it look like
10 billion years in the future?
10 billion years in the future?
65
204458
3417
или как она будет выглядеть
через 10 миллиардов лет?
через 10 миллиардов лет?
03:40
What about the stories
66
208917
1434
А какие истории
03:42
of the hundreds of millions
of other galaxies
of other galaxies
67
210375
2643
у сотен миллионов других галактик,
03:45
that we've already mapped out
with large surveys of the sky?
with large surveys of the sky?
68
213042
4142
которые мы уже обнаружили
при масштабном исследовании неба?
при масштабном исследовании неба?
03:49
How would their histories be different
69
217208
2226
Чем отличались бы их истории,
03:51
if the universe was made of something else
70
219458
2893
если бы Вселенная
состояла из чего-то иного,
состояла из чего-то иного,
03:54
or if there was more or less matter in it?
71
222375
3101
или если бы в ней было
больше или меньше материи?
больше или меньше материи?
03:57
So the interesting thing
about these model universes
about these model universes
72
225500
3851
В этих моделях вселенных интересно то,
04:01
is that they allow us
to test these possibilities.
to test these possibilities.
73
229375
2792
что они позволяют нам
проверить эти возможности.
проверить эти возможности.
04:05
Let's go back to the first
moment of the universe --
moment of the universe --
74
233500
5167
Вернёмся к моменту рождения Вселенной,
04:11
just a fraction of a second
after the big bang.
after the big bang.
75
239542
4791
всего на долю секунды
после Большого взрыва.
после Большого взрыва.
04:17
In this first moment,
76
245875
1934
В этот первый момент
04:19
there was no matter at all.
77
247833
2101
материи совсем не существовало.
04:21
The universe was expanding very fast.
78
249958
3476
Вселенная очень быстро расширялась.
04:25
And quantum mechanics tells us
79
253458
2768
Квантовая механика подсказывает,
04:28
that matter is being created and destroyed
80
256250
2726
что материя создаётся и разрушается
04:31
all the time, in every moment.
81
259000
2000
постоянно, в каждый момент.
04:34
At this time, the universe
was expanding so fast
was expanding so fast
82
262357
2286
Тогда Вселенная расширялась
так стремительно,
так стремительно,
04:36
that the matter that got created
couldn't get destroyed.
couldn't get destroyed.
83
264667
3250
что создаваемая материя
не успевала разрушаться.
не успевала разрушаться.
04:40
And thus we think that all of the matter
was created during this time.
was created during this time.
84
268833
4810
Поэтому мы думаем, что вся материя
появилась именно в то время.
появилась именно в то время.
04:45
Both the dark matter
85
273667
2184
И тёмная материя,
04:47
and the regular matter
that makes up you and me.
that makes up you and me.
86
275875
3083
и обычная, из которой состоим вы и я.
04:52
Now, let's go a little bit further
87
280167
2434
Продвинемся немного дальше
04:54
to a time after the matter was created,
88
282625
2476
ко времени, когда материя
уже была создана,
уже была создана,
04:57
after protons and neutrons formed,
89
285125
2309
сформировались протоны и нейтроны,
04:59
after hydrogen formed,
90
287458
1726
водород,
05:01
about 400,000 years after the big bang.
91
289208
4018
перейдём на 400 000 после Большого взрыва.
05:05
The universe was hot and dense
and really smooth
and really smooth
92
293250
4268
Вселенная была горячей,
плотной и очень однородной,
плотной и очень однородной,
05:09
but not perfectly smooth.
93
297542
2726
но не совсем.
05:12
This image, taken with a space telescope
called the Planck satellite,
called the Planck satellite,
94
300292
4767
Этот снимок, сделанный
космическим телескопом Планк,
космическим телескопом Планк,
05:17
shows us the temperature of the universe
95
305083
2476
показывает температуру Вселенной
05:19
in all directions.
96
307583
1375
во всех направлениях.
05:22
And what we see
97
310000
1393
Мы видим,
05:23
is that there were places
that were a little bit hotter
that were a little bit hotter
98
311417
3017
что раньше одни места были
более горячими и плотными,
более горячими и плотными,
05:26
and denser than others.
99
314458
2393
чем другие.
05:28
The spots in this image
100
316875
1684
Точки на этом снимке
05:30
represent places where there was
more or less mass in the early universe.
more or less mass in the early universe.
101
318583
4917
показывают места, где в молодой Вселенной
были места с большей или меньшей массой.
были места с большей или меньшей массой.
05:37
Those spots got big because of gravity.
102
325125
3333
Из-за гравитации эти точки разрослись.
05:41
The universe was expanding
and getting less dense overall
and getting less dense overall
103
329500
4434
Вселенная расширялась и становилась
в целом менее плотной
в целом менее плотной
05:45
over the last 13.8 billion years.
104
333958
3685
за последние 13,8 миллиардов лет.
05:49
But gravity worked hard in those spots
105
337667
2851
Но гравитация активно действовала там,
05:52
where there was a little bit more mass
106
340542
2142
где было немного больше массы,
05:54
and pulled more and more mass
into those regions.
into those regions.
107
342708
4310
и притягивала в эти области
всё больше массы.
всё больше массы.
05:59
Now, all of this
is a little hard to imagine,
is a little hard to imagine,
108
347042
2767
Всё это сложно вообразить,
06:01
so let me just show you
what I am talking about.
what I am talking about.
109
349833
3351
позвольте показать вам, а чём я говорю.
06:05
Those computer models I mentioned
allow us to test these ideas,
allow us to test these ideas,
110
353208
3560
Упомянутые компьютерные модели
позволяют проверить эти идеи,
позволяют проверить эти идеи,
06:08
so let's take a look at one of them.
111
356792
1791
посмотрим на одну из них.
06:11
This movie, made by my research group,
112
359625
2934
Это видео создано
моей исследовательской группой,
моей исследовательской группой,
06:14
shows us what happened to the universe
after its earliest moments.
after its earliest moments.
113
362583
4209
на нём показано, что произошло
со Вселенной сразу после её рождения.
со Вселенной сразу после её рождения.
06:20
You see the universe
started out pretty smooth,
started out pretty smooth,
114
368375
2893
Видите, Вселенная вначале
была довольно однородной,
была довольно однородной,
06:23
but there were some regions
115
371292
1434
но в некоторых областях
06:24
where there was
a little bit more material.
a little bit more material.
116
372750
3059
было несколько больше материи.
06:27
Gravity turned on
and brought more and more mass
and brought more and more mass
117
375833
3226
Сработала гравитация
и привлекла ещё больше массы туда,
и привлекла ещё больше массы туда,
06:31
into those spots that started out
with a little bit extra.
with a little bit extra.
118
379083
4042
где массы изначально было чуть больше.
06:36
Over time,
119
384167
1434
Со временем
06:37
you get enough stuff in one place
120
385625
2851
в одном месте накапливалось
достаточно всего,
достаточно всего,
06:40
that the hydrogen gas,
121
388500
1268
чтобы газ водород,
06:41
which was initially well mixed
with the dark matter,
with the dark matter,
122
389792
3017
который до этого был перемешан
с тёмной материей,
с тёмной материей,
06:44
starts to separate from it,
123
392833
1810
начал отделяться от неё,
06:46
cool down, form stars,
124
394667
2559
охлаждаться, образовывать звёзды
06:49
and you get a small galaxy.
125
397250
2434
и превращаться в маленькую галактику.
06:51
Over time, over billions
and billions of years,
and billions of years,
126
399708
3018
Со временем, через миллиарды
и миллиарды лет,
и миллиарды лет,
06:54
those small galaxies crash into each other
127
402750
2434
те маленькие галактики
сталкивались друг с другом,
сталкивались друг с другом,
06:57
and merge and grow
to become larger galaxies,
to become larger galaxies,
128
405208
3018
сливались и становились большими,
07:00
like our own galaxy, the Milky Way.
129
408250
2333
такими как наша галактика Млечный Путь.
07:03
Now, what happens
if you don't have dark matter?
if you don't have dark matter?
130
411875
3583
Что произойдёт,
если тёмной материи не будет?
если тёмной материи не будет?
07:08
If you don't have dark matter,
131
416292
1892
Без тёмной материи
07:10
those spots never get clumpy enough.
132
418208
2959
те места никогда не наберут
достаточно массы.
достаточно массы.
07:14
It turns out, you need at least
a million times the mass of the Sun
a million times the mass of the Sun
133
422000
5143
Выяснилось, что необходимо не менее
миллиона масс нашего Солнца
миллиона масс нашего Солнца
07:19
in one dense region,
134
427167
1642
в одной небольшой области,
07:20
before you can start forming stars.
135
428833
2518
чтобы смогли образоваться звёзды.
07:23
And without dark matter,
136
431375
1643
Без тёмной материи
07:25
you never get enough stuff in one place.
137
433042
3767
достаточной массы в одном месте
не соберётся.
не соберётся.
07:28
So here, we're looking
at two universes, side by side.
at two universes, side by side.
138
436833
4601
Здесь мы видим рядом две галактики.
07:33
In one of them you can see
139
441458
2476
На одной мы можем видеть,
07:35
that things get clumpy quickly.
140
443958
3018
что быстро образуются скопления материи.
07:39
In that universe,
141
447000
1268
В этой вселенной
07:40
it's really easy to form galaxies.
142
448292
2333
легко образуются галактики.
07:43
In the other universe,
143
451458
1476
В другой вселенной
07:44
the things that start out
like small clumps,
like small clumps,
144
452958
2518
формирующиеся небольшие скопления
07:47
they just stay really small.
145
455500
1893
остаются очень маленькими.
07:49
Not very much happens.
146
457417
2101
Почти ничего не происходит.
07:51
In that universe,
you wouldn't get our galaxy.
you wouldn't get our galaxy.
147
459542
3351
Во второй вселенной
нашей галактики не появится.
нашей галактики не появится.
07:54
Or any other galaxy.
148
462917
1684
И никакой другой тоже.
07:56
You wouldn't get the Milky Way,
149
464625
1851
Не появится Млечный Путь,
07:58
you wouldn't get the Sun,
150
466500
1809
не будет Солнца,
08:00
you wouldn't get us.
151
468333
1726
не будет нас.
08:02
We just couldn't exist in that universe.
152
470083
2667
В такой вселенной мы вообще
не могли бы существовать.
не могли бы существовать.
08:07
OK, so this crazy stuff, dark matter,
153
475083
3310
Итак, эта невероятная тёмная материя
08:10
it's most of the mass in the universe,
154
478417
1810
составляет бóльшую часть массы Вселенной,
08:12
it's going through us right now,
we wouldn't be here without it.
we wouldn't be here without it.
155
480251
3100
проходит сквозь нас прямо сейчас,
без неё нас бы просто не было.
без неё нас бы просто не было.
08:15
What is it?
156
483375
1250
Так что это?
08:17
Well, we have no idea.
157
485625
1268
Мы без понятия.
08:18
(Laughter)
158
486917
1375
(Смех)
08:21
But we have a lot of educated guesses,
159
489208
3060
Но у нас много эмпирических предположений
08:24
and a lot of ideas
for how to find out more.
for how to find out more.
160
492292
3267
и много идей, как выяснить о ней больше.
08:27
So, most physicists think
that dark matter is a particle,
that dark matter is a particle,
161
495583
4518
Большинство физиков считают,
что тёмная материя — это частица,
что тёмная материя — это частица,
08:32
similar in many ways to the subatomic
particles that we know of,
particles that we know of,
162
500125
3059
во многом похожая на известные нам
элементарные частицы,
элементарные частицы,
08:35
like protons and neutrons and electrons.
163
503208
3018
такие как протоны, нейтроны и электроны.
08:38
Whatever it is,
164
506250
1268
Что бы это ни было,
08:39
it behaves very similarly
with respect to gravity.
with respect to gravity.
165
507542
3875
гравитация действует на неё
схожим образом.
схожим образом.
08:44
But it doesn't emit or absorb light,
166
512333
3185
Но она не излучает и не поглощает свет,
08:47
and it goes right through normal matter,
167
515542
1934
проходит сквозь обычную материю,
08:49
as if it wasn't even there.
168
517500
1792
как будто её там и нет.
08:52
We'd like to know what particle it is.
169
520375
2393
Мы бы хотели знать, что это за частица.
08:54
For example, how heavy is it?
170
522792
2476
Например, насколько она тяжёлая?
08:57
Or, does anything at all happen
if it interacts with normal matter?
if it interacts with normal matter?
171
525292
5059
Происходит ли хоть что-то при её
взаимодействии с обычной материей?
взаимодействии с обычной материей?
09:02
Physicists have lots of great ideas
for what it could be,
for what it could be,
172
530375
2809
У физиков много отличных
предположений о тёмной материи,
предположений о тёмной материи,
09:05
they're very creative.
173
533208
2018
очень изобретательных.
09:07
But it's really hard,
174
535250
1809
Но всё непросто,
09:09
because those ideas span a huge range.
175
537083
3685
потому что круг идей очень широк.
09:12
It could be as small
as the smallest subatomic particles,
as the smallest subatomic particles,
176
540792
3226
Тёмная материя может быть размером
с мельчайшую из элементарных частиц
с мельчайшую из элементарных частиц
09:16
or it could be as large
as the mass of 100 Suns.
as the mass of 100 Suns.
177
544042
3583
или, напротив, иметь массу ста Солнц.
09:20
So, how do we figure out what it is?
178
548958
3685
Как это выяснить?
09:24
Well, physicists and astronomers
179
552667
1809
Физики и астрономы
09:26
have a lot of ways
to look for dark matter.
to look for dark matter.
180
554500
3476
ищут тёмную материю разными способами.
09:30
One of the things we're doing
is building sensitive detectors
is building sensitive detectors
181
558000
4184
Например, мы строим чувствительные
улавливающие приборы
улавливающие приборы
09:34
in deep underground mines,
182
562208
2935
глубоко под землёй
09:37
waiting for the possibility
183
565167
2851
и ждём возможности,
09:40
that a dark matter particle,
which goes through us and the Earth,
which goes through us and the Earth,
184
568042
3851
когда частица тёмной материи,
проходящая через нас и Землю,
проходящая через нас и Землю,
09:43
would hit a denser material
185
571917
2309
столкнётся с более плотной материей
09:46
and leave behind
some trace of its passage.
some trace of its passage.
186
574250
2917
и оставит какой-нибудь след.
09:50
We're looking for dark matter in the sky,
187
578000
2976
Мы ищем тёмную материю в небе,
09:53
for the possibility
that dark matter particles
that dark matter particles
188
581000
2184
надеясь, что частицы тёмной материи
09:55
would crash into each other
189
583208
1393
столкнутся друг с другом
09:56
and create high-energy light
that we could see
that we could see
190
584625
2976
и создадут энергию и свет,
который мы сможем увидеть
который мы сможем увидеть
09:59
with special gamma-ray telescopes.
191
587625
2976
специальными телескопами с гамма-лучами.
10:02
We're even trying to make
dark matter here on Earth,
dark matter here on Earth,
192
590625
3726
Мы даже пытаемся создать
тёмную материю здесь, на Земле,
тёмную материю здесь, на Земле,
10:06
by smashing particles together
and looking for what happens,
and looking for what happens,
193
594375
4559
сталкивая частицы между собой
и наблюдая за результатом
и наблюдая за результатом
10:10
using the Large Hadron
Collider in Switzerland.
Collider in Switzerland.
194
598958
3084
в Большом адронном коллайдере в Швейцарии.
10:15
Now, so far,
195
603083
2185
На данный момент
10:17
all of these experiments
have taught us a lot
have taught us a lot
196
605292
3267
в результате этих экспериментов
мы много узнали о том,
мы много узнали о том,
10:20
about what dark matter isn't
197
608583
1643
чем тёмная материя не является,
10:22
(Laughter)
198
610250
1184
(Смех)
10:23
but not yet what it is.
199
611458
1542
но не чем она является.
10:25
There were really good ideas
that dark matter could have been,
that dark matter could have been,
200
613875
3143
Были действительно хорошие
предположения о тёмной материи,
предположения о тёмной материи,
10:29
that these experiments would have seen.
201
617042
2059
что продемонстрировали бы эксперименты.
10:31
And they didn't see them yet,
202
619125
1393
Но пока её не увидели,
10:32
so we have to keep looking
and thinking harder.
and thinking harder.
203
620542
2791
нам придётся думать и искать дальше.
10:37
Now, another way to get a clue
to what dark matter is
to what dark matter is
204
625458
4810
Другой способ найти подсказку о том,
что такое тёмная материя, —
что такое тёмная материя, —
10:42
is to study galaxies.
205
630292
2267
изучать галактики.
10:44
We already talked about
206
632583
1435
Мы уже обсудили,
10:46
how our galaxy and many other galaxies
wouldn't even be here
wouldn't even be here
207
634042
3559
как наша и многие другие галактики
не существовали бы
не существовали бы
10:49
without dark matter.
208
637625
1851
без тёмной материи.
10:51
Those models also make predictions
209
639500
2351
По этим моделям можно
сделать предположения
сделать предположения
10:53
for many other things about galaxies:
210
641875
2059
о многом другом о наших галактиках:
10:55
How they're distributed in the universe,
211
643958
1905
как они распределены по Вселенной,
10:57
how they move,
212
645887
1256
как движутся,
10:59
how they evolve over time.
213
647167
2017
как эволюционируют со временем.
11:01
And we can test those predictions
with observations of the sky.
with observations of the sky.
214
649208
4810
Мы можем проверить эти предположения,
наблюдая за небом.
наблюдая за небом.
11:06
So let me just give you two examples
215
654042
2809
Позвольте привести вам два примера
11:08
of these kinds of measurements
we can make with galaxies.
we can make with galaxies.
216
656875
3250
таких измерений галактик.
11:13
The first is that we can make
maps of the universe with galaxies.
maps of the universe with galaxies.
217
661208
4893
Первый заключается в том, что мы можем
построить карты Вселенной с галактиками.
построить карты Вселенной с галактиками.
11:18
I am part of a survey
called the Dark Energy Survey,
called the Dark Energy Survey,
218
666125
2726
Я участвую в проекте
«Исследование тёмной энергии»,
«Исследование тёмной энергии»,
11:20
which has made the largest map
of the universe so far.
of the universe so far.
219
668875
3208
в рамках которого была построена
пока самая большая карта Вселенной.
пока самая большая карта Вселенной.
11:25
We measured the positions and shapes
of 100 million galaxies
of 100 million galaxies
220
673167
5434
Мы измерили позиции и формы
100 миллионов галактик,
100 миллионов галактик,
11:30
over one-eighth of the sky.
221
678625
2292
расположенных на 1/8 части неба.
11:34
And this map is showing us all the matter
in this region of the sky,
in this region of the sky,
222
682458
5435
На карте показана вся материя
этой области неба,
этой области неба,
11:39
which is inferred by the light
distorted from these 100 million galaxies.
distorted from these 100 million galaxies.
223
687917
5625
о которой мы сделали вывод по свету,
искривлённому этими 100 млн галактик.
искривлённому этими 100 млн галактик.
11:46
The light distorted from all of the matter
224
694708
3060
По искривлению света от всей этой материи
11:49
that was between those galaxies and us.
225
697792
3208
между галактиками и нами.
11:54
The gravity of the matter is strong enough
to bend the path of light.
to bend the path of light.
226
702333
4643
Гравитация материи достаточно сильна,
чтобы искривить путь света.
чтобы искривить путь света.
11:59
And it gives us this image.
227
707000
3667
Так мы получаем это изображение.
12:04
So these kinds of maps
228
712250
1434
Такие карты
12:05
can tell us about how much
dark matter there is,
dark matter there is,
229
713708
3060
могут рассказать нам о том,
сколько существует тёмной материи,
сколько существует тёмной материи,
12:08
they also tell us where it is
230
716792
2267
а также о том,
12:11
and how it changes over time.
231
719083
1917
как она меняется со временем.
12:14
So we're trying to learn
about what the universe is made of
about what the universe is made of
232
722583
4185
Мы пытаемся понять,
из чего состоит Вселенная
из чего состоит Вселенная
12:18
on the very largest scales.
233
726792
2309
в величайшем масштабе.
12:21
It turns out that the tiniest
galaxies in the universe
galaxies in the universe
234
729125
4726
Оказывается, что самые маленькие
галактики нашей Вселенной
галактики нашей Вселенной
12:25
provide some of the best clues.
235
733875
3143
дают самые лучшие подсказки.
12:29
So why is that?
236
737042
1250
Почему так происходит?
12:31
Here are two example simulated universes
237
739375
3434
Вот два примера симуляции вселенных
12:34
with two different kinds of dark matter.
238
742833
2601
с двумя разными видами тёмной материи.
12:37
Both of these pictures
are showing you a region
are showing you a region
239
745458
2226
На обеих изображениях показана область
12:39
around a galaxy like the Milky Way.
240
747708
2893
рядом с галактикой типа Млечного Пути.
12:42
And you can see that there's a lot
of other material around it,
of other material around it,
241
750625
2976
Вы видите, что вокруг неё
есть много другого вещества,
есть много другого вещества,
12:45
little small clumps.
242
753625
1684
небольшие скопления.
12:47
Now, in the image on the right,
243
755333
2185
На изображении справа
12:49
dark matter particles are moving slower
than they are in the one on the left.
than they are in the one on the left.
244
757542
5184
частицы тёмной материи движутся медленнее,
чем на изображении слева.
чем на изображении слева.
12:54
If those dark matter particles
are moving really fast,
are moving really fast,
245
762750
3101
Если частицы тёмной материи
движутся действительно быстро,
движутся действительно быстро,
12:57
then the gravity in small clumps
is not strong enough
is not strong enough
246
765875
2809
гравитация в скоплениях недостаточна,
13:00
to slow those fast particles down.
247
768708
2435
чтобы замедлить эти частицы.
13:03
And they keep going.
248
771167
1267
И они продолжают движение.
13:04
They never collapse
into these small clumps.
into these small clumps.
249
772458
2476
Они не сталкиваются
и не образуют скопления.
и не образуют скопления.
13:06
So you end up with fewer of them
than in the universe on the right.
than in the universe on the right.
250
774958
4768
Поэтому скоплений меньше,
чем во вселенной справа.
чем во вселенной справа.
13:11
If you don't have those small clumps,
251
779750
1934
Без этих маленьких скоплений
13:13
then you get fewer small galaxies.
252
781708
2709
образуется меньше галактик.
13:18
If you look up at the southern sky,
253
786208
1685
Если смотреть на южную часть неба,
13:19
you can actually see
two of these small galaxies,
two of these small galaxies,
254
787917
3351
видно две такие маленькие галактики,
13:23
the largest of the small galaxies
that are orbiting our Milky Way,
that are orbiting our Milky Way,
255
791292
3476
самые крупные из маленьких галактик,
окружающих Млечный Путь:
окружающих Млечный Путь:
13:26
the Large Magellanic Cloud
and the Small Magellanic Cloud.
and the Small Magellanic Cloud.
256
794792
3000
Большое Магелланово Облако
и Малое Магелланово Облако.
и Малое Магелланово Облако.
13:30
In the last several years,
257
798958
1268
За последние несколько лет
13:32
we have detected a whole bunch more
even smaller galaxies.
even smaller galaxies.
258
800250
3351
мы обнаружили целую кучу
ещё меньших галактик.
ещё меньших галактик.
13:35
This is an example of one of them
259
803625
1809
Вот пример одной из них,
13:37
that we detected
with the same dark energy survey
with the same dark energy survey
260
805458
2935
которую мы обнаружили
в ходе того же изучения тёмной энергии,
в ходе того же изучения тёмной энергии,
13:40
that we used to make maps of the universe.
261
808417
3101
которое мы использовали,
чтобы нарисовать карты Вселенной.
чтобы нарисовать карты Вселенной.
13:43
These really small galaxies,
262
811542
2226
Это по-настоящему маленькие галактики,
13:45
some of them are extremely small.
263
813792
1958
некоторые чрезвычайно малы.
13:48
Some of them have as few
as a few hundred stars,
as a few hundred stars,
264
816458
2935
В некоторых всего несколько сотен звёзд,
13:51
compared to the few hundred
billion stars in our Milky Way.
billion stars in our Milky Way.
265
819417
3642
при том что в Млечном Пути
несколько сотен миллиардов звёзд.
несколько сотен миллиардов звёзд.
13:55
So that makes them really hard to find.
266
823083
2810
Поэтому их так сложно найти.
13:57
But in the last decade,
267
825917
1892
Но в последние десять лет
13:59
we've actually found
a whole bunch more of these.
a whole bunch more of these.
268
827833
2685
мы нашли много таких галактики.
14:02
We now know of 60 of these tiny galaxies
269
830542
2726
Сейчас нам известно
60 таких крошечных галактик,
60 таких крошечных галактик,
14:05
that are orbiting our own Milky Way.
270
833292
3017
окружающих наш Млечный Путь.
14:08
And these little guys
are a big clue to dark matter.
are a big clue to dark matter.
271
836333
3584
Эти малютки дают большую подсказку
к тайне тёмной материи.
к тайне тёмной материи.
14:12
Because just the existence
of these galaxies tells us
of these galaxies tells us
272
840833
3810
Само существование этих галактик
говорит нам о том,
говорит нам о том,
14:16
that dark matter
can't be moving very fast,
can't be moving very fast,
273
844667
2809
что тёмная материя
не движется слишком быстро,
не движется слишком быстро,
14:19
and not much can be happening
when it runs into normal matter.
when it runs into normal matter.
274
847500
3917
и мало что происходит при её столкновении
с обычной материей.
с обычной материей.
14:24
In the next several years,
275
852583
1435
В следующие несколько лет
14:26
we're going to make much more
precise maps of the sky.
precise maps of the sky.
276
854042
3666
мы создадим ещё больше точных карт неба.
14:31
And those will help refine our movies
277
859292
2434
Они помогут улучшить наши видео
14:33
of the whole universe
and the entire galaxy.
and the entire galaxy.
278
861750
3000
всей Вселенной и всей галактики.
14:37
Physicists are also making new,
more sensitive experiments
more sensitive experiments
279
865708
4060
Физики проводят новые,
более точные эксперименты,
более точные эксперименты,
14:41
to try to catch some sign
of dark matter in their laboratories.
of dark matter in their laboratories.
280
869792
3833
чтобы уловить знаки тёмной материи
в своих лабораториях.
в своих лабораториях.
14:47
Dark matter is still a huge mystery.
281
875042
3267
Тёмная материя остаётся большой загадкой.
14:50
But it's a really exciting time
to be working on it.
to be working on it.
282
878333
3250
Но работать над этим сегодня —
восхитительно.
восхитительно.
14:54
We have really clear evidence it exists.
283
882750
2351
У нас есть явные свидетельства
её существования.
её существования.
14:57
From the scale of the smallest galaxies
284
885125
2393
Как в масштабе мельчайших галактик,
14:59
to the scale of the whole universe.
285
887542
2583
так и всей Вселенной.
15:03
Will we actually find it
and figure out what it is?
and figure out what it is?
286
891458
3500
Сможем ли мы найти её
и во всём разобраться?
и во всём разобраться?
15:08
I have no idea.
287
896542
1767
Понятия не имею.
15:10
But it's going to be
a lot of fun to find out.
a lot of fun to find out.
288
898333
2935
Но было бы очень здорово всё выяснить.
15:13
We have a lot of possibilities
for discovery,
for discovery,
289
901292
2392
У нас есть много возможностей
сделать это открытие,
сделать это открытие,
15:15
and we definitely will learn more
about what it is doing
about what it is doing
290
903708
3476
и мы определённо узнаем
больше о том, что она делает
больше о том, что она делает
15:19
and about what it isn't.
291
907208
1584
и чего нет.
15:21
Regardless of whether we find
that particle anytime soon,
that particle anytime soon,
292
909833
3060
Независимо от того, обнаружим ли мы
в ближайшее время эту частицу,
в ближайшее время эту частицу,
15:24
I hope I have convinced you
293
912917
1726
я надеюсь, что смогла убедить вас,
15:26
that this mystery is actually
really close to home.
really close to home.
294
914667
4059
что эта тайна касается всех нас.
15:30
The search for dark matter
295
918750
1518
Поиск тёмной материи
15:32
may just be the key to a whole new
understanding of physics
understanding of physics
296
920292
3309
может стать ключом
к абсолютно новому пониманию физики
к абсолютно новому пониманию физики
15:35
and our place in the universe.
297
923625
1851
и нашего места во Вселенной.
15:37
Thank you.
298
925500
1268
Спасибо.
15:38
(Applause)
299
926792
3750
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Risa Wechsler - Astrophysicist, cosmologistRisa Wechsler uses computer simulations of the entire universe to explore questions about our existence on the largest scales.
Why you should listen
Risa Wechsler is the director of the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology and a professor of physics at Stanford University. She is currently playing a leading role in mapping out tens of billions of galaxies over the last 13 billion years. Her research combines these maps with computer simulations of the entire universe to understand how galaxies form and to figure out the nature of dark matter and dark energy.
Wechsler is a fellow of the American Physical Society as well as a former NASA Hubble fellow, and has written about and discussed science in numerous public venues, from Teen Vogue to the BBC.
Risa Wechsler | Speaker | TED.com