TED2008
Patricia Burchat: Shedding light on dark matter
Patricia Burchat karanlık maddeye ışık tutuyor
Filmed:
Readability: 4.2
1,605,112 views
Fizikçi Patricia Burchat evrenimizin iki temel bileşeni karanlık madde ve karanlık enerjiye ışık tutuyor. İki bileşen, evrenin %96'sını oluşturmasına rağmen doğrudan ölçülemiyor yine de etkileri muazzam.
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
Bir parçacık fizikçisi olarak temel parçacıkları
00:22
and how they interact on the most fundamental level.
1
4000
3000
ve onların ana etkileşimlerini araştırıyorum.
00:25
For most of my research career, I've been using accelerators,
2
7000
3000
Akademik kariyerim boyunca, en küçük ölçekteki maddeleri incelemek için;
00:28
such as the electron accelerator at Stanford University, just up the road,
3
10000
3000
Standford Üniversitesi'ndeki, yolun ilerisindeki elektron hızlandırıcısı gibi
00:31
to study things on the smallest scale.
4
13000
3000
parçacık hızlandırıcılar kullandım.
00:34
But more recently, I've been turning my attention
5
16000
2000
Ancak son zamanlarda ilgim
00:36
to the universe on the largest scale.
6
18000
3000
en büyük ölçekte, evrene yönelik.
00:39
Because, as I'll explain to you,
7
21000
2000
Zira size de anlatacağım üzere,
00:41
the questions on the smallest and the largest scale are actually very connected.
8
23000
4000
en küçük ve en büyük ölçekteki sorular aslında birbirleriyle oldukça ilintili.
00:45
So I'm going to tell you about our twenty-first-century view of the universe,
9
27000
5000
Sizlere, evreni 21. yüzyılda nasıl algıladığımızdan,
00:50
what it's made of and what the big questions in the physical sciences are --
10
32000
3000
evrenin nelerden oluştuğundan ve doğa bilimlerindeki önemli soruların neler olduğundan bahsedeceğim
00:53
at least some of the big questions.
11
35000
2000
en azından bazılarından...
00:55
So, recently, we have realized
12
37000
3000
Yakın geçmişte farkına vardık ki
00:58
that the ordinary matter in the universe --
13
40000
2000
evrendeki sıradan maddeler...
01:00
and by ordinary matter, I mean you, me,
14
42000
3000
Sıradan madde derken sizden ve kendimden,
01:03
the planets, the stars, the galaxies --
15
45000
2000
gezegenlerden ve yıldızlardan, gökadalardan bahsediyorum.
01:05
the ordinary matter makes up only a few percent
16
47000
3000
Bu maddeler evrenin içeriğinin
01:08
of the content of the universe.
17
50000
2000
sadece yüzde bir kaçını oluşturuyor.
01:10
Almost a quarter, or approximately a quarter
18
52000
3000
Evrendeki maddelerin neredeyse çeyreği
01:13
of the matter in the universe, is stuff that's invisible.
19
55000
3000
veya hemen hemen çeyreği görünmeyen şeylerden oluşuyor.
01:16
By invisible, I mean it doesn't absorb in the electromagnetic spectrum.
20
58000
4000
Görünmezden kastım, elektromanyetik tayfı soğurmuyor,
01:20
It doesn't emit in the electromagnetic spectrum. It doesn't reflect.
21
62000
3000
Elektromanyetik tayfta ışıma yapmıyor. Yansıtmıyor.
01:23
It doesn't interact with the electromagnetic spectrum,
22
65000
2000
Bir şeyi ölçmek için elektromanyetik tayf kullanılır
01:25
which is what we use to detect things.
23
67000
2000
ancak bu madde onunla etkileşmiyor.
01:27
It doesn't interact at all. So how do we know it's there?
24
69000
3000
Hiç bir şekilde etkileşmiyor. Peki bu maddeyi nasıl görüyoruz?
01:30
We know it's there by its gravitational effects.
25
72000
2000
Var olduğunu, kütle çekimi etkilerinden ötürü biliyoruz.
01:32
In fact, this dark matter dominates
26
74000
3000
Hatta, bu karanlık madde,
01:35
the gravitational effects in the universe on a large scale,
27
77000
3000
evrendeki kütle çekimine büyük ölçekte hükmediyor.
01:38
and I'll be telling you about the evidence for that.
28
80000
2000
Buna dair delili de size anlatacağım.
01:40
What about the rest of the pie?
29
82000
2000
Pasta grafiğinin geri kalanına ne oldu?
01:42
The rest of the pie is a very mysterious substance called dark energy.
30
84000
4000
Pastanın geri kalanı son derece gizemli bir cisim olan "karanlık enerji".
01:46
More about that later, OK.
31
88000
2000
Ondan daha sonra bahsedeceğim tamam mı?
01:48
So for now, let's turn to the evidence for dark matter.
32
90000
3000
Şimdilik karanlık maddenin varlığının deliline bakalım.
01:51
In these galaxies, especially in a spiral galaxy like this,
33
93000
3000
Bu gökadalarda, özellikle bunun gibi sarmal gökadalarda,
01:54
most of the mass of the stars is concentrated in the middle of the galaxy.
34
96000
5000
yıldızların içindeki maddenin çoğu gökadanın merkezinde yoğunlaşır.
01:59
This huge mass of all these stars keeps stars in circular orbits in the galaxy.
35
101000
7000
Bu yıldızların muazzam kütlesi bütün yıldızları gökadanın içinde dairesel yörüngelerde tutar.
02:06
So we have these stars going around in circles like this.
36
108000
3000
Yani bunun içinde, böyle dairesel dönen yıldızlar var.
02:09
As you can imagine, even if you know physics, this should be intuitive, OK --
37
111000
4000
Fizik bilseniz de bilmeseniz de şu sizlerin de sezinleyebileceği bir şey:
02:13
that stars that are closer to the mass in the middle will be rotating at a higher speed
38
115000
6000
Merkeze yakın olan yıldızlar merkezden uzak olanlara göre
02:19
than those that are further out here, OK.
39
121000
3000
daha yüksek süratte döner.
02:22
So what you would expect is that if you measured the orbital speed of the stars,
40
124000
5000
Yani eğer yıldızların çizgisel süratlerini ölçerseniz
02:27
that they should be slower on the edges than on the inside.
41
129000
4000
kenardakilerin içeridekilere oranla daha yavaş olduğunu görürsünüz.
02:31
In other words, if we measured speed as a function of distance --
42
133000
2000
Diğer bir deyişle, eğer sürati merkezden uzaklığın bir fonksiyonu olarak ölçersek
02:33
this is the only time I'm going to show a graph, OK --
43
135000
2000
- merak etmeyin sadece bir defa eğri göstereceğim -
02:35
we would expect that it goes down as the distance increases
44
137000
4000
süratin gökadanın merkezinden uzaklaştıkça
02:39
from the center of the galaxy.
45
141000
2000
azalmasını bekleriz.
02:41
When those measurements are made,
46
143000
1000
Bu ölçümleri yaptığımızda,
02:42
instead what we find is that the speed is basically constant,
47
144000
3000
beklentimizin aksine süratin sabit kaldığını görüyoruz.
02:45
as a function of distance.
48
147000
2000
Uzaklıktan bağımsız.
02:47
If it's constant, that means that the stars out here
49
149000
3000
Eğer sürat sabitse, bu dışarıdaki yıldızların
02:50
are feeling the gravitational effects of matter that we do not see.
50
152000
4000
bizim görmediğimiz bir madde yüzünden oluşan kütle çekiminden etkilendiği anlamına gelir.
02:54
In fact, this galaxy and every other galaxy
51
156000
3000
Esasında bu ve diğer gökadalar, görünmeyen
02:57
appears to be embedded in a cloud of this invisible dark matter.
52
159000
5000
bir karanlık madde bulutunun içinde gömülü duruyorlar.
03:02
And this cloud of matter is much more spherical than the galaxy themselves,
53
164000
4000
Ve bu madde bulutu kapsadığı gökadadan daha küresel,
03:06
and it extends over a much wider range than the galaxy.
54
168000
4000
hatta gökadadan daha da geniş bir alana yayılıyor.
03:10
So we see the galaxy and fixate on that, but it's actually a cloud of dark matter
55
172000
4000
Yani biz gökadanın kendisine takılırken, esasında orada bir karanlık madde bulutu var
03:14
that's dominating the structure and the dynamics of this galaxy.
56
176000
5000
ve bu madde gökadanın yapısını ve dinamiklerini yönetiyor.
03:19
Galaxies themselves are not strewn randomly in space;
57
181000
3000
Gökadalar uzayda rasgele serpiştirilmemişlerdir,
03:22
they tend to cluster.
58
184000
2000
öbeklenmeye çalışırlar.
03:24
And this is an example of a very, actually, famous cluster, the Coma cluster.
59
186000
3000
Gösterdiğim küme aslında oldukça bilinen bir örnek: Saç kümesi.
03:27
And there are thousands of galaxies in this cluster.
60
189000
3000
Ve bu küme binlerce gökadadan oluşuyor.
03:30
They're the white, fuzzy, elliptical things here.
61
192000
3000
Onları beyaz, bulanık, elipse benzer şeyler olarak görüyorsunuz.
03:33
So these galaxy clusters -- we take a snapshot now,
62
195000
3000
İşte bu gökada kümelerine şimdi de baksak
03:36
we take a snapshot in a decade, it'll look identical.
63
198000
3000
10 yıl sonra da baksak aynı gözükürler.
03:39
But these galaxies are actually moving at extremely high speeds.
64
201000
4000
Ancak içlerindeki gökadalar aslında aşırı yüksek süratlerde hareket ediyorlar.
03:43
They're moving around in this gravitational potential well of this cluster, OK.
65
205000
5000
Bunlar kümenin kütle çekim potansiyel kuyusunun etrafında dönüyorlar.
03:48
So all of these galaxies are moving.
66
210000
2000
Yani bütün bu gökadalar hareket halindeler.
03:50
We can measure the speeds of these galaxies, their orbital velocities,
67
212000
4000
Bu gökadaların süratlerini, çizgisel hızlarını ölçebilir
03:54
and figure out how much mass is in this cluster.
68
216000
2000
ve bu kümede ne kadar madde olduğunu hesaplayabiliriz.
03:56
And again, what we find is that there is much more mass there
69
218000
4000
Ve yine, görüyoruz ki toplam kütle,
04:00
than can be accounted for by the galaxies that we see.
70
222000
4000
gözle gördüğümüz gökadaların toplamından daha fazla çıkıyor.
04:04
Or if we look in other parts of the electromagnetic spectrum,
71
226000
2000
Eğer elektromanyetik tayfın diğer bölümlerine bakarsak
04:06
we see that there's a lot of gas in this cluster, as well.
72
228000
3000
bu kümede çok fazla gazın olduğunu da görüyoruz.
04:09
But that cannot account for the mass either.
73
231000
2000
Ancak bu gazlar eksik kütleyi karşılayabilecek kadar kütleye sahip değil.
04:11
In fact, there appears to be about ten times as much mass here
74
233000
3000
Görünüşe göre bu kümede sıradan maddenin,
04:14
in the form of this invisible or dark matter
75
236000
3000
on katı kadar, görünmeyen,
04:17
as there is in the ordinary matter, OK.
76
239000
4000
karanlık madde mevcut. Tamam mı?
04:21
It would be nice if we could see this dark matter a little bit more directly.
77
243000
4000
Eğer bu karanlık maddeyi daha doğrudan gözlemleyebilseydik çok iyi olurdu.
04:25
I'm just putting this big, blue blob on there, OK,
78
247000
2000
Şuraya bu büyük mavi baloncuğu
04:27
to try to remind you that it's there.
79
249000
2000
onun burada olduğunu hatırlatmak için koyuyorum.
04:29
Can we see it more visually? Yes, we can.
80
251000
3000
Daha canlı görebiliyor muyuz? Evet, görebiliyoruz.
04:32
And so let me lead you through how we can do this.
81
254000
2000
Şimdi, size bunu nasıl yaptığımızı göstereceğim.
04:34
So here's an observer:
82
256000
2000
Burada bir gözlemci olsun:
04:36
it could be an eye; it could be a telescope.
83
258000
2000
Bu bir göz olabilir, bir teleskop olabilir...
04:38
And suppose there's a galaxy out here in the universe.
84
260000
2000
Ve varsayalım ki burada bir yerlerde bir gökada olsun.
04:40
How do we see that galaxy?
85
262000
2000
Gökadayı nasıl görürüz?
04:42
A ray of light leaves the galaxy and travels through the universe
86
264000
3000
Gökadadan bir ışık ışını,
04:45
for perhaps billions of years
87
267000
2000
evrenin içinde sizin gözünüze gelmeden önce
04:47
before it enters the telescope or your eye.
88
269000
3000
belki milyarlarca yıl yol kateder değil mi?
04:50
Now, how do we deduce where the galaxy is?
89
272000
3000
Peki, gökadanın nerede olduğunu nasıl tespit ederiz?
04:53
Well, we deduce it by the direction that the ray is traveling
90
275000
3000
Işık ışınının sizin gözünüze geldiği
04:56
as it enters our eye, right?
91
278000
2000
yönden tespit ederiz.
04:58
We say, the ray of light came this way;
92
280000
2000
Deriz ki, ışın şu yönden geldi
05:00
the galaxy must be there, OK.
93
282000
2000
dolayısıyla gökada da şurada olmalıdır, tamam mı?
05:02
Now, suppose I put in the middle a cluster of galaxies --
94
284000
4000
Şimdi, varsayın ki ortaya bir gökada kümesi koydum
05:06
and don't forget the dark matter, OK.
95
288000
2000
karanlık maddeyi de unutmayın tamam mı?
05:08
Now, if we consider a different ray of light, one going off like this,
96
290000
4000
Şimdi eğer şöyle uzanan farklı bir ışık ışını düşünürsek,
05:12
we now need to take into account
97
294000
2000
artık Einstein'ın genel görelilikte
05:14
what Einstein predicted when he developed general relativity.
98
296000
3000
öngordüklerini de hesaba katmamız gerekir.
05:17
And that was that the gravitational field, due to mass,
99
299000
4000
Bu da kütle çekim alanıdır ki bu alan,
05:21
will deflect not only the trajectory of particles,
100
303000
3000
sadece parçacıkların değil
05:24
but will deflect light itself.
101
306000
3000
ışığın da yörüngesini saptırır.
05:27
So this light ray will not continue in a straight line,
102
309000
3000
Yani bu ışık artık düz bir çizgide yol alamaz,
05:30
but would rather bend and could end up going into our eye.
103
312000
4000
onun yerine bükülür ve öyle sizin gözünüze gelir.
05:34
Where will this observer see the galaxy?
104
316000
3000
Peki gözlemci bu gökadayı nerede görür?
05:37
You can respond. Up, right?
105
319000
4000
Yukarıda diye cevap verebilirsiniz.
05:41
We extrapolate backwards and say the galaxy is up here.
106
323000
3000
Geldiği yolu tersine takip ederek gökada burada diyebiliriz.
05:44
Is there any other ray of light
107
326000
1000
Peki gökadadan çıkan başka bir ışık ışını
05:45
that could make into the observer's eye from that galaxy?
108
327000
3000
gözlemcinin gözüne ulaşmış olabilir mi?
05:48
Yes, great. I see people going down like this.
109
330000
3000
Evet, müthiş. Şurada, aşağıda diyenleri görüyorum.
05:51
So a ray of light could go down, be bent
110
333000
2000
Yani bir ışık ışını da aşağıya inebilir,
05:53
up into the observer's eye,
111
335000
2000
bükülerek gözlemciye ulaşabilir
05:55
and the observer sees a ray of light here.
112
337000
2000
ve gözlemci de ışığı burada görür.
05:57
Now, take into account the fact that we live in
113
339000
2000
Şimdi aslında üç boyutlu bir evrende
05:59
a three-dimensional universe, OK,
114
341000
2000
yaşadığımızı hesaba katalım.
06:01
a three-dimensional space.
115
343000
2000
Üç boyutlu uzay tamam mı?
06:03
Are there any other rays of light that could make it into the eye?
116
345000
3000
Gözümüze ulaşabilecek başka ışınlar var mı?
06:06
Yes! The rays would lie on a -- I'd like to see -- yeah, on a cone.
117
348000
6000
Evet! Bu ışınlar -ben de göreyim- evet, bir koni üzerinde toplanırlar.
06:12
So there's a whole ray of light -- rays of light on a cone --
118
354000
2000
Yani bir ışık ışınının tümü - bir ışık ışını konisi -
06:14
that will all be bent by that cluster
119
356000
2000
bu küme tarafından bükülmüş
06:16
and make it into the observer's eye.
120
358000
3000
ve öyle gözlemcinin gözüne ulaşmış.
06:19
If there is a cone of light coming into my eye, what do I see?
121
361000
5000
Eğer benim gözüme bir ışık ışını konisi gelirse ben ne görürüm?
06:24
A circle, a ring. It's called an Einstein ring. Einstein predicted that, OK.
122
366000
4000
Bir çember, bir halka. Buna Einstein halkası deniyor - çünkü bunu Einstein öngördü.
06:28
Now, it will only be a perfect ring if the source, the deflector
123
370000
5000
Tamam, şimdi bu halka ne zaman kusursuz olur, eğer kaynak,
06:33
and the eyeball, in this case, are all in a perfectly straight line.
124
375000
5000
saptırıcı ve göz bu örnekte olduğu gibi tam olarak bir çizgi üzerinde dururlarsa.
06:38
If they're slightly skewed, we'll see a different image.
125
380000
3000
Eğer birazcık yamukluk varsa biz başka bir görüntü görürüz.
06:41
Now, you can do an experiment tonight over the reception, OK,
126
383000
3000
Şimdi, siz bugünkü resepsiyondan sonra bu görüntünün
06:44
to figure out what that image will look like.
127
386000
3000
nasıl oluşacağı üzerine bir deney yapabilirsiniz.
06:47
Because it turns out that there is a kind of lens that we can devise,
128
389000
4000
Çünkü görünen o ki bu anlattığım etkiyi yaratabilecek
06:51
that has the right shape to produce this kind of effect.
129
393000
3000
şekle sahip bir mercek mevcut.
06:54
We call this gravitational lensing.
130
396000
2000
Buna kütle çekimi merceklemesi deniyor.
06:56
And so, this is your instrument, OK.
131
398000
3000
Ve bu sizin cihazınız olacak tamam mı?
06:59
(Laughter).
132
401000
1000
(Kahkaha)
07:00
But ignore the top part.
133
402000
3000
Şimdilik üst tarafı umursamayın.
07:03
It's the base that I want you to concentrate, OK.
134
405000
3000
Alt tarafa odaklanmanızı istiyorum tamam mı?
07:06
So, actually, at home, whenever we break a wineglass,
135
408000
2000
Aslında evde ne zaman bir şarap bardağı kırılsa
07:08
I save the bottom, take it over to the machine shop.
136
410000
2000
alt kısmını saklar ve tornaya götürürüm.
07:10
We shave it off, and I have a little gravitational lens, OK.
137
412000
4000
Camı traşlarız ve küçük bir kütle çekimi merceğimiz olur.
07:14
So it's got the right shape to produce the lensing.
138
416000
2000
Tamam şimdi merceklemeyi sağlayacak şekle sahip.
07:16
And so the next thing you need to do in your experiment
139
418000
2000
Deneyinizdeki sonraki adım bir peçete bulmak.
07:18
is grab a napkin. I grabbed a piece of graph paper -- I'm a physicist. (Laughter)
140
420000
4000
Ben bir grafik kağıdı kullanıyorum, fizikçiyim çünkü. (Kahkaha)
07:22
So, a napkin. Draw a little model galaxy in the middle.
141
424000
4000
Evet bir peçete... Ortasına küçük bir temsili gökada çizin.
07:26
And now put the lens over the galaxy,
142
428000
3000
Şimdi de lensi gökadanın üzerine koyun.
07:29
and what you'll find is that you'll see a ring, an Einstein ring.
143
431000
3000
Farkına varacaksınız ki gördügünüz şey bir halka, bir Einstein halkası.
07:32
Now, move the base off to the side,
144
434000
3000
Şimdi tabanı diğer tarafa kaydırın
07:35
and the ring will split up into arcs, OK.
145
437000
3000
ve halka iki yaya ayrılsın.
07:38
And you can put it on top of any image.
146
440000
2000
Bu lensi herhangi bir resmin üzerine koyabilirsiniz.
07:40
On the graph paper, you can see
147
442000
1000
Grafik kağıdında bütün bu
07:41
how all the lines on the graph paper have been distorted.
148
443000
2000
çizgilerin değiştiğini görebilirsiniz.
07:43
And again, this is a kind of an accurate model
149
445000
3000
Bu kütle çekimi merceğiyle gözlemi
07:46
of what happens with the gravitational lensing.
150
448000
2000
anlatan oldukça iyi bir model.
07:48
OK, so the question is: do we see this in the sky?
151
450000
4000
Tamam, şimdi soru şu: Gökyüzünde bunu mu görüyoruz?
07:52
Do we see arcs in the sky when we look at, say, a cluster of galaxies?
152
454000
4000
Göğe bakıp bir gökada kümesine baktığımızda yaylar mı görüyoruz?
07:56
And the answer is yes.
153
458000
2000
Cevap evet!
07:58
And so, here's an image from the Hubble Space Telescope.
154
460000
2000
Bu Hubble uzay teleskobundan bir fotoğraf.
08:00
Many of the images you are seeing
155
462000
2000
Önceki gördüğünüz fotoğrafların çoğu
08:02
are earlier from the Hubble Space Telescope.
156
464000
2000
Hubble uzay teleskobundan.
08:04
Well, first of all, for the golden shape galaxies --
157
466000
2000
Öncelikle şu altın biçimli olan gökadalardan bahsedelim,
08:06
those are the galaxies in the cluster.
158
468000
3000
kümenin içindeki galaksiler onlar.
08:09
They're the ones that are embedded in that sea of dark matter
159
471000
4000
Bunlar, arka plandaki gökadalardan gelen ışığı büken
08:13
that are causing the bending of the light
160
475000
2000
ve bu optik yanılsamalara veya ilüzyona
08:15
to cause these optical illusions, or mirages, practically,
161
477000
3000
sebep olan şu karanlık madde denizinin
08:18
of the background galaxies.
162
480000
2000
içine gömülmüş gökadalar.
08:20
So the streaks that you see, all these streaks,
163
482000
3000
Yani şurada gördüğünüz izler, bütün bu izler
08:23
are actually distorted images of galaxies that are much further away.
164
485000
4000
aslında daha uzaktaki gökadaların saptırılmış görüntüleri.
08:27
So what we can do, then, is based on how much distortion
165
489000
3000
Buradan çıkışla biz, ne kadar fazla kayma gözlemlediğimize bakarak
08:30
we see in those images, we can calculate how much mass
166
492000
4000
bu kümenin içinde ne kadar
08:34
there must be in this cluster.
167
496000
2000
kütle olması gerektiğini hesaplayabiliriz.
08:36
And it's an enormous amount of mass.
168
498000
2000
Bu da çok büyük bir kütle eder.
08:38
And also, you can tell by eye, by looking at this,
169
500000
2000
Gözle de görülebileceği
08:40
that these arcs are not centered on individual galaxies.
170
502000
4000
gibi bu yayların merkezi gökadalar değil,
08:44
They are centered on some more spread out structure,
171
506000
4000
daha serpintili bir yapının merkezi.
08:48
and that is the dark matter
172
510000
4000
Bu yapı da kümenin
08:52
in which the cluster is embedded, OK.
173
514000
3000
gömülü olduğu karanlık madde.
08:55
So this is the closest you can get to kind of seeing
174
517000
2000
Bu da karanlık maddenin çıplak gözle
08:57
at least the effects of the dark matter with your naked eye.
175
519000
3000
görülebilecek en küçük etkisi.
09:00
OK, so, a quick review then, to see that you're following.
176
522000
3000
Şimdi hızlıca toparlayalım ki herkes takip edebilsin.
09:03
So the evidence that we have
177
525000
2000
Evrenin çeyreğinin karanlık madde
09:05
that a quarter of the universe is dark matter --
178
527000
2000
- çekici kütle çekimi olan şey -
09:07
this gravitationally attracting stuff --
179
529000
2000
olduğuna dair delil
09:09
is that galaxies, the speed with which stars orbiting galaxies
180
531000
4000
gökadalarin içindeki yıldızların yörünge süratlerinin
09:13
is much too large; it must be embedded in dark matter.
181
535000
3000
çok fazla olması.
09:16
The speed with which galaxies within clusters are orbiting is much too large;
182
538000
4000
Gökadaların içinde yörünge hareketi yapan yıldızların sürati çok fazla olduğu için
09:20
it must be embedded in dark matter.
183
542000
2000
bu gökadalar karanlık maddenin içinde bulunmak zorundalar.
09:22
And we see these gravitational lensing effects, these distortions
184
544000
4000
Bizim bu kütle çekimi merceklemesi etkilerini görüyor olabilmemiz için,
09:26
that say that, again, clusters are embedded in dark matter.
185
548000
3000
bu kümeler karanlık maddenin içine gömülü olmalıdır.
09:29
OK. So now, let's turn to dark energy.
186
551000
4000
Tamam şimdi, karanlık enerjiye bakalım.
09:33
So to understand the evidence for dark energy, we need to discuss something
187
555000
3000
Karanlık enerjinin kanıtını anlamak için Stephen Hawking'in
09:36
that Stephen Hawking referred to in the previous session.
188
558000
4000
bir önceki oturumda işaret ettiği birşeyden bahsetmemiz lazım.
09:40
And that is the fact that space itself is expanding.
189
562000
4000
Bu da uzayın kendisinin genişlediği.
09:44
So if we imagine a section of our infinite universe --
190
566000
5000
Şimdi sonsuz uzayımızın bir bölümünü düşünelim tamam mı?
09:49
and so I've put down four spiral galaxies, OK --
191
571000
3000
Şuraya dört tane sarmal gökada koyuyorum.
09:52
and imagine that you put down a set of tape measures,
192
574000
4000
Şimdi bunun üstüne bir grup cetvel koyduğumuzu düşünelim.
09:56
so every line on here corresponds to a tape measure,
193
578000
2000
Buradaki her çizgi ölçüm yapabilmemiz için,
09:58
horizontal or vertical, for measuring where things are.
194
580000
4000
bir cetvele denk gelsin, yatay veya dikey her çizgi.
10:02
If you could do this, what you would find
195
584000
2000
Eğer böyle yaparsanız,
10:04
that with each passing day, each passing year,
196
586000
3000
her geçen gün, her geçen yıl,
10:07
each passing billions of years, OK,
197
589000
3000
her geçen milyarlarca yıl sonrasında
10:10
the distance between galaxies is getting greater.
198
592000
3000
gökadalar arasındaki mesafe artacaktır.
10:13
And it's not because galaxies are moving
199
595000
1000
Ve bu gökadalar birbirinden
10:14
away from each other through space.
200
596000
3000
uzaklaştığı için olmaz. Zaten gökadalar
10:17
They're not necessarily moving through space.
201
599000
2000
uzay içinde hareket etme gereğini duymaz.
10:19
They're moving away from each other
202
601000
2000
Birbirlerinden uzaklaşırlar çünkü
10:21
because space itself is getting bigger, OK.
203
603000
3000
aralarındakı uzay boşluğunun kendisi büyümektedir.
10:24
That's what the expansion of the universe or space means.
204
606000
4000
Evrenin genişlemesinin anlamı budur.
10:28
So they're moving further apart.
205
610000
2000
Yani birbirlerinden uzaklaşırlar.
10:30
Now, what Stephen Hawking mentioned, as well,
206
612000
4000
Stephen Hawking'in bahsettiği şey de
10:34
is that after the Big Bang, space expanded at a very rapid rate.
207
616000
6000
Büyük Patlama'dan sonra uzayın çok çabuk genişlediğidir.
10:40
But because gravitationally attracting matter
208
622000
4000
Ancak kütle çekimi olarak çekici olan bir madde
10:44
is embedded in this space,
209
626000
2000
uzayın içinde gömülü olduğu için
10:46
it tends to slow down the expansion of the space, OK.
210
628000
3000
bu uzayın genişlemesini yavaşlatma yönelimindedir.
10:49
So the expansion slows down with time.
211
631000
3000
Yani genişleme zamanla yavaşlamaktadır.
10:52
So, in the last century, OK, people debated
212
634000
4000
Son asırda insanlar evrenin
10:56
about whether this expansion of space would continue forever;
213
638000
5000
genişlemesinin devam edip etmeyeceğini tartıştılar.
11:01
whether it would slow down, you know,
214
643000
2000
Yavaşlayacak mı yoksa yavaşlayarak
11:03
will be slowing down, but continue forever;
215
645000
2000
sonsuza kadar devam mı edecek?
11:05
slow down and stop, asymptotically stop;
216
647000
5000
Yavaşlayıp duracak mı, asimptotik olarak mı duracak
11:10
or slow down, stop, and then reverse, so it starts to contract again.
217
652000
5000
yoksa yavaşlayıp, durup sonra da ters yönde mi gidecek yani daralacak mı?
11:15
So a little over a decade ago,
218
657000
2000
On yıldan biraz daha fazla evvel
11:17
two groups of physicists and astronomers
219
659000
5000
iki fizikçi ve gökbilimci grup
11:22
set out to measure the rate at which
220
664000
2000
uzayın genişlemesinin
11:24
the expansion of space was slowing down, OK.
221
666000
4000
yavaşlamasıyla ilgili bir ölçü belirlediler.
11:28
By how much less is it expanding today,
222
670000
2000
Peki diyelim ki bundan bir kaç milyar yıl
11:30
compared to, say, a couple of billion years ago?
223
672000
3000
öncesine nazaran bugün ne kadar daha az genişliyor?
11:33
The startling answer to this question, OK, from these experiments,
224
675000
5000
Bu sorunun şaşırtıcı cevabı deneylerden gördüğümüz üzere
11:38
was that space is expanding at a faster rate today
225
680000
4000
uzayın bundan bir kaç milyar yıl öncesine göre bugün
11:42
than it was a few billion years ago, OK.
226
684000
3000
daha hızlı genişlediği yönünde.
11:45
So the expansion of space is actually speeding up.
227
687000
3000
Yani genişleme aslında hız kazanıyor.
11:48
This was a completely surprising result.
228
690000
3000
Bu oldukça şaşırtıcı bir cevap.
11:51
There is no persuasive theoretical argument for why this should happen, OK.
229
693000
6000
Böyle olması konusunda ortada ikna edici bir kuramsal görüş yok.
11:57
No one was predicting ahead of time this is what's going to be found.
230
699000
3000
Kimse böyle bir olguyu gözlenene kadar tahmin edememişti.
12:00
It was the opposite of what was expected.
231
702000
2000
Beklenti aksinin olması yönündeydi.
12:02
So we need something to be able to explain that.
232
704000
3000
Bunu açıklayabilecek bir şeye ihtiyacımız var.
12:05
Now it turns out, in the mathematics,
233
707000
2000
İşin matematiğine bakarsanız bunu açıklamak
12:07
you can put it in as a term that's an energy,
234
709000
4000
için bir enerji terimi koyabilirsiniz.
12:11
but it's a completely different type of energy
235
713000
1000
Ancak bu enerji daha önceden
12:12
from anything we've ever seen before.
236
714000
2000
karşılaştığımız enerjilerden tamamen farklı.
12:14
We call it dark energy,
237
716000
2000
Buna karanlık enerji deniyor
12:16
and it has this effect of causing space to expand.
238
718000
3000
ve evrenin genişlemesine sebep oluyor.
12:19
But we don't have a good motivation
239
721000
2000
Ancak karanlık enerjiyi işin içine katmak için
12:21
for putting it in there at this point, OK.
240
723000
2000
çok da fazla sebebimiz yok.
12:23
So it's really unexplained as to why we need to put it in.
241
725000
3000
Yani neden böyle bir enerjiyi işin içine kattığımızın açıklaması yok.
12:26
Now, so at this point, then, what I want to really emphasize to you,
242
728000
4000
Şu noktada altını çizmek istediğim şey öncelikle
12:30
is that, first of all, dark matter and dark energy
243
732000
2000
karanlık maddenin ve karanlık enerjinin
12:32
are completely different things, OK.
244
734000
2000
farklı şeyler olduğu.
12:34
There are really two mysteries out there as to what makes up most of the universe,
245
736000
4000
Ortada evrenin çoğunu oluşturan iki tane gizem var
12:38
and they have very different effects.
246
740000
3000
ve ikisinin de etkileri birbirinden çok farklı.
12:41
Dark matter, because it gravitationally attracts,
247
743000
3000
Karanlık madde kütle çekimi açısından çekici olduğu için
12:44
it tends to encourage the growth of structure, OK.
248
746000
4000
bir yapı oluşumunu destekler nitelikte.
12:48
So clusters of galaxies will tend to form,
249
750000
3000
Yani gökada kümeleri bütün bu kütle çekimi
12:51
because of all this gravitational attraction.
250
753000
2000
etkilerinden ötürü ortaya çıkıyor.
12:53
Dark energy, on the other hand,
251
755000
2000
Diğer taraftan karanlık enerji
12:55
is putting more and more space between the galaxies,
252
757000
4000
gökadaların arasına sürekli daha fazla mesafe koymaya çalışıyor.
12:59
makes it, the gravitational attraction between them decrease,
253
761000
3000
Aralarındaki kütle çekimini azaltıyor ve yapıların
13:02
and so it impedes the growth of structure.
254
764000
3000
oluşmasını engeller bir sonuç üretiyor.
13:05
So by looking at things like clusters of galaxies,
255
767000
3000
Gökada kümelerine bakarak,
13:08
and how they -- their number density,
256
770000
4000
sayıca yoğunluklarına,
13:12
how many there are as a function of time --
257
774000
2000
zamana göre sayılarına bakarak
13:14
we can learn about how dark matter and dark energy
258
776000
4000
karanlık madde ve karanlık enerjinin, bu yapıların ortaya çıkmasına
13:18
compete against each other in structure forming.
259
780000
3000
sebep olan mücadeleleri hakkında bilgi sahibi olabiliriz.
13:21
In terms of dark matter, I said that we don't have any,
260
783000
3000
Karanlık madde için, hatırlarsanız karanlık enerji için
13:24
you know, really persuasive argument for dark energy.
261
786000
4000
ikna edici bir görüş olmadığını söylemiştim.
13:28
Do we have anything for dark matter? And the answer is yes.
262
790000
3000
Karanlık madde için bir kanıt var mı? Cevap var!
13:31
We have well-motivated candidates for the dark matter.
263
793000
3000
Karanlık maddeyi açıklamak için yeterli sebebi olan adaylar var.
13:34
Now, what do I mean by well motivated?
264
796000
3000
Yeterli sebep demekle neyi kastediyorum?
13:37
I mean that we have mathematically consistent theories
265
799000
5000
Kastım, matematiksel olarak tutarlı,
13:42
that were actually introduced
266
804000
2000
esasında başka bir olguyu
13:44
to explain a completely different phenomenon, OK,
267
806000
3000
açıklamak için üretilmiş kuramlar.
13:47
things that I haven't even talked about,
268
809000
2000
Hiç bahsetmediğim şeyler hakkında
13:49
that each predict the existence
269
811000
3000
üretilmiş olan kuramlar, çok zayıf
13:52
of a very weakly interacting, new particle.
270
814000
3000
etkileşimi olan parçacıklar öngörüyor.
13:55
So, this is exactly what you want in physics:
271
817000
2000
Fizikçilerin de tam olarak istedikleri budur,
13:57
where a prediction comes out of a mathematically consistent theory
272
819000
4000
yani matematiksel olarak tutarlı başka bir olgu için geliştirilmiş bir kuramın
14:01
that was actually developed for something else.
273
823000
2000
bir öngorüsünün ortaya çıkması.
14:03
But we don't know if either of those
274
825000
3000
Ancak daha bunlardan birinin karanlık madde
14:06
are actually the dark matter candidate, OK.
275
828000
3000
adayı olup olmadığını bilmiyoruz.
14:09
One or both, who knows? Or it could be something completely different.
276
831000
3000
Biri veya ikisi de kim bilir? Veya bambaşka birşey de olabilir.
14:12
Now, we look for these dark matter particles
277
834000
2000
Şimdi şu karanlık madde parçacıklarına bakalım,
14:14
because, after all, they are here in the room, OK,
278
836000
3000
çünkü sonuç olarak bu odada mevcutlar
14:17
and they didn't come in the door.
279
839000
1000
ve kapıdan girmediler.
14:18
They just pass through anything.
280
840000
2000
Herşeyin içinden geçebiliyorlar.
14:20
They can come through the building, through the Earth --
281
842000
2000
Binanın içinden veya yerkürenin içinden geçerek gelebilirler.
14:22
they're so non-interacting.
282
844000
2000
Yani etkileşmiyorlar. (notrinolar ÇN)
14:24
So one way to look for them is to build detectors
283
846000
3000
Onları görmenin bir yolu, bir karanlık madde parçacığının
14:27
that are extremely sensitive to a dark matter particle coming through and bumping it.
284
849000
4000
çarpıp sekmesini ölçebilecek çok hassas saptayıcılar inşa etmek.
14:31
So a crystal that will ring if that happens.
285
853000
3000
Mesela bu çarpma olduğunda ötecek bir kristal.
14:34
So one of my colleagues up the road and his collaborators
286
856000
2000
Bir çalışma arkadaşım ve onun beraber çalıştığı bilim insanları
14:36
have built such a detector.
287
858000
2000
böyle bir saptayıcı inşa ettiler.
14:38
And they've put it deep down in an iron mine in Minnesota,
288
860000
3000
Bunu da Minnesota'da derin bir demir madeninin en dibine yerleştirdiler,
14:41
OK, deep under the ground, and in fact, in the last couple of days
289
863000
3000
yerin oldukça altına. Son bir kaç günde
14:44
announced the most sensitive results so far.
290
866000
3000
yapılabilecek en hassas ölçümleri yaptılar.
14:47
They haven't seen anything, OK, but it puts limits on what the mass
291
869000
3000
Hiç birşey görmediler ama bu karanlık madde parçacıklarının kütlesi
14:50
and the interaction strength of these dark matter particles are.
292
872000
3000
ve etkileşme güçleri hakkında limitlerin ne olduğunu anlamamızı sağladı.
14:53
There's going to be a satellite telescope launched later this year
293
875000
4000
Bu yılın sonlarına doğru bir uydu teleskobu fırlatılacak.
14:57
and it will look towards the middle of the galaxy,
294
879000
3000
Ve bu gökadanın ortasında
15:00
to see if we can see dark matter particles annihilating
295
882000
2000
birbirlerini yok eden karanlık maddelerin
15:02
and producing gamma rays that could be detected with this.
296
884000
4000
çıkardığı gamma ışınlarını arayacak.
15:06
The Large Hadron Collider, a particle physics accelerator,
297
888000
3000
Büyük hadron çarpıştırıcısı (LHC) bir parçacık fiziği hızlandırıcısı,
15:09
that we'll be turning on later this year.
298
891000
3000
bu yılın sonlarına doğru çalışmaya başlayacak.
15:12
It is possible that dark matter particles might be produced
299
894000
3000
Karanlık madde parçacıklarının büyük hadron çarpıştırıcısında
15:15
at the Large Hadron Collider.
300
897000
2000
da gözlenmesi olası.
15:17
Now, because they are so non-interactive,
301
899000
1000
Şimdi, etkileşmeye bu kadar kapalı oldukları için
15:18
they will actually escape the detector,
302
900000
3000
saptayıcıdan kaçarlar,
15:21
so their signature will be missing energy, OK.
303
903000
3000
dolayısıyla bıraktıkları iz, eksik enerjileri olacaktır.
15:24
Now, unfortunately, there is a lot of new physics
304
906000
3000
Maalesef bu eksik enerjiyi açıklayacak
15:27
whose signature could be missing energy,
305
909000
2000
bir sürü sebep olabilir. Dolayısıyla bu enerji farkını
15:29
so it will be hard to tell the difference.
306
911000
2000
açıklamak zor olacaktır.
15:31
And finally, for future endeavors, there are telescopes being designed
307
913000
5000
Ve son olarak geleceğe yönelik çabalardan bahsedelim,
15:36
specifically to address the questions of dark matter and dark energy --
308
918000
4000
karanlık madde ve karanlık enerjiye yönelik sorulara cevap verecek
15:40
ground-based telescopes, and there are three space-based telescopes
309
922000
3000
teleskoplar geliştiriliyor. Bunlar yerkürede. Ayrıca rekabet halinde,
15:43
that are in competition right now
310
925000
2000
karanlık madde ve karanlık enerjiyi araştırmak için
15:45
to be launched to investigate dark matter and dark energy.
311
927000
3000
uzaya gönderilecek üç tane daha teleskop var.
15:48
So in terms of the big questions:
312
930000
2000
Esas sorular neler?
15:50
what is dark matter? What is dark energy?
313
932000
2000
Karanlık madde nedir? Karanlık enerji nedir?
15:52
The big questions facing physics.
314
934000
2000
Bunlar fiziğin cevap aradığı temel sorulardır.
15:54
And I'm sure you have lots of questions,
315
936000
3000
Eminim ki sizin de bir sürü sorunuz vardır.
15:57
which I very much look forward to addressing
316
939000
2000
Önümüzdeki 72 saat içerisinde ben buradayken
15:59
over the next 72 hours, while I'm here. Thank you.
317
941000
2000
bu sorularınızı ele almak isterim. Teşekkürler.
16:01
(Applause)
318
943000
3000
(Alkış)
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