TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Henry Lin: Vad kan vi lära oss av galaxer långt långt borta?
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
I ett roligt och spännande föredrag tittar tonåringen Henry Lin närmare på något oväntat på himlen: avlägsna galaxhopar. Genom att studera egenskaperna hos universums största delar säger Intel Science Fair-pristagaren att vi kan lära oss en hel del om vetenskapliga mysterier i vår egen värld och galax.
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
Här är några bilder av galaxhopar.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
De är exakt vad de låter som.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
De är enorma samlingar av galaxer,
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
sammanbundna av sin gemensamma tyngdkraft.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
Så de flesta av de ljuspunkter
som du ser på skärmen
som du ser på skärmen
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
är inte enskilda stjärnor,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
utan samlingar av stjärnor, eller galaxer.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
Genom att visa dig några av dessa bilder
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
hoppas jag att du snabbt kommer inse
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
att galaxhopar är vackra föremål.
00:37
but more than that,
10
25694
1493
Men utöver det
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
anser jag att galaxhopar är mystiska,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
de är överraskande,
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
och de är användbara.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Användbara som universums
största laboratorier.
största laboratorier.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
Och att beskriva galaxhopar
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
är att beskriva experimenten
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
som man kan göra med dem.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Och jag tror att det finns
fyra huvudsakliga typer av experiment,
fyra huvudsakliga typer av experiment,
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
och den första typen som jag vill beskriva
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
är att undersöka det mycket stora.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Så, hur stort?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
Jo, här är en bild av en viss galaxhop.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Den är så massiv att ljuset
som passerar igenom den böjs,
som passerar igenom den böjs,
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
det blir förvrängt
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
av den extrema gravitationen i klustret.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
Och faktiskt, om du tittar noga
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
kommer du att kunna se
ringar runt det här klustret.
ringar runt det här klustret.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
För att ge er lite siffror:
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
Denna särskilda galaxhop,
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
har en massa på över
en miljon miljard solar.
en miljon miljard solar.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
Det är häpnadsväckande
hur stora dessa system kan bli.
hur stora dessa system kan bli.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Men utöver deras massa,
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
så har de en extra egenskap:
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
att de i huvudsak är isolerade system.
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
Så om vi vill, kan vi tänka på dem
som en nedskalad version
av hela universum.
av hela universum.
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
Och många av de frågor som vi kan ha
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
om universum i det stora perspektivet -
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
såsom: hur fungerar gravitation? -
kan besvaras genom
att studera dessa system.
att studera dessa system.
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Så det var det mycket stora.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
Den andra saken är det mycket varma.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Så, om jag tar en bild av en galaxhop,
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
och jag tar bort allt stjärnljus,
får jag kvar den här stora blåa fläcken.
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Den här har fel färg.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
Det är faktiskt röntgenljus som vi ser.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
Och frågan är: om det inte är galaxerna,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
vad avger detta ljus?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
Svaret är varm gas,
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
miljoner grader varm gas,
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
i själva verket är det plasma.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
Anledningen till varför det är så varmt
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
beror på det som nämndes på förra bilden.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
Den extrema gravitationen i dessa system
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
accelererar partiklar av gas
till höga hastigheter,
till höga hastigheter,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
och höga hastigheter
innebär höga temperaturer.
innebär höga temperaturer.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Så detta är den huvudsakliga förklaringen,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
men vetenskapen är ett utkast.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
Det finns många grundläggande egenskaper
hos denna plasma
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
som fortfarande förvirrar oss,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
fortfarande förvånar oss,
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
och samtidigt driver vår förståelse
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
av fysiken bakom det mycket varma framåt.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
Den tredje saken: undersöka det lilla.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
För att förklara detta
måste jag först berätta
måste jag först berätta
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
ett mycket oroande faktum.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
De mesta av universums materia
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
består inte av atomer.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
Folk har ljugit för dig. (Skratt)
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
Det mesta består av något
mycket, mycket mystiskt,
mycket, mycket mystiskt,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
som vi kallar mörk materia.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
Mörk materia är något som inte gillar
att samverka särskilt mycket,
att samverka särskilt mycket,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
förutom genom gravitation.
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
Naturligtvis vill vi veta mer om den.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Om man är partikelfysiker
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
vill man veta vad som händer
när vi slår ihop saker.
när vi slår ihop saker.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
Och mörk materia är inget undantag.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Hur gör vi då detta?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
För att besvara den frågan
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
kommer jag ställa en annan fråga:
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
Vad händer när galaxhopar kolliderar?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Här är en bild.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Eftersom galaxhopar
är representativa skivor av universum
är representativa skivor av universum
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
i nedskalade versioner,
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
består de mest av mörk materia,
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
och det är vad du ser
i den här blåaktiga, lila fläcken.
i den här blåaktiga, lila fläcken.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Det röda representerar den heta gasen,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
och naturligtvis kan du se många galaxer.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Det som har hänt kan beskrivas
som en partikelaccelerator
som en partikelaccelerator
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
i mycket stor skala.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
Detta är mycket viktigt,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
för vad det innebär är
att mycket, mycket små effekter
att mycket, mycket små effekter
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
som kan vara svåra att upptäcka i labbet,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
kan sättas ihop och sättas ihop
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
till något som vi möjligen
kan observera i naturen.
kan observera i naturen.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
Det är roligt:
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
Anledningen till varför galaxhopar
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
kan lära oss om mörk materia,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
anledningen till varför galaxhopar
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
kan lära oss om fysiken om det lilla,
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
är just eftersom de är så väldigt stora.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
Den fjärde saken:
fysiken hos det mycket märkliga.
fysiken hos det mycket märkliga.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Av det jag sagt hittills
är det mesta helt galet.
är det mesta helt galet.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Och finns det något som är ännu konstigare
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
så måste det vara mörk energi.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Om jag kastar upp en boll i luften,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
så förväntar jag mig
att den skall flyga upp.
att den skall flyga upp.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
Vad jag inte förväntar mig är att den
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
fortsätter flyga upp
snabbare och snabbare.
snabbare och snabbare.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
På samma sätt förstår kosmologer
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
varför universum expanderar.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
De förstår inte varför det växer
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
i en snabbare och snabbare takt.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
De ger orsaken till denna
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
accelererade expansion ett namn,
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
och de kallar den mörk energi.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
Vi vill såklart veta mer om den.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Så en viss fråga som vi har är:
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
Hur påverkar mörk energi universum
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
i det stora perspektivet?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
Beroende på hur stark den är,
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
skapas strukturer kanske snabbare
eller långsammare.
eller långsammare.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Problemet med den stora strukturen
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
hos universum är att den
är fruktansvärt komplicerad.
är fruktansvärt komplicerad.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Här är en datorsimulering.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
Och vi behöver ett sätt att förenkla den.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Jag brukar tänka på detta
med hjälp av en analogi.
med hjälp av en analogi.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Om jag vill förstå hur Titanic förliste
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
så är det viktigaste inte
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
att simulera positioner
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
av varenda liten bit
av båten som bröts sönder.
av båten som bröts sönder.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
Det viktigaste att göra är
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
att spåra de två största delarna.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
På samma sätt kan jag lära mig mycket
om universum i det stora perspektivet
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
genom att spåra dess största bitar
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
och de största bitarna är galaxhopar.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
Så när jag närmar mig slutet,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
så känner du dig kanske lite lurad.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
Jag menar, jag började med att tala om
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
hur galaxhopar är användbara,
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
och jag har gett vissa skäl,
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
men vad är deras
verkliga användningsområde?
verkliga användningsområde?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
För att svara på detta,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
vill jag ge er ett citat av Henry Ford,
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
när han tillfrågades om bilar.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
Han sa så här:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
"Om jag hade frågat folk vad de ville ha,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
så skulle de ha sagt snabbare hästar."
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
I dag ställs vi som samhälle
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
inför många, många svåra problem.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
Och lösningarna på dessa problem
är inte självklara.
är inte självklara.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
De är inte snabbare hästar.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
De kommer att kräva en enorm mängd
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
vetenskaplig påhittighet.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
Så ja, vi behöver fokusera.
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
Ja, vi måste koncentrera oss.
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
Men vi måste också komma ihåg
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
att innovation, påhittighet, inspiration,
06:23
these things come
161
371705
1332
dessa saker kommer
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
när vi breddar vårt synfält,
06:26
when we step back
163
374725
1340
när vi tar ett steg tillbaka,
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
när vi zoomar ut.
Och jag kan inte tänka mig
ett bättre sätt att göra detta än
ett bättre sätt att göra detta än
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
genom att studera universum omkring oss.
Tack.
(Applåder)
06:34
(Applause)
167
382992
2949
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