TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Хенри Лин: Какво можем да научим от отдалечените галактики
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
В забавен и вълнуващ разговор, тийнейджърът Хенри Лин поглежда към нещо невероятно в небето: далечни групи от галактики. Изучавайки свойствата на най-големите части на Вселената, казва победителя на Intel Science Fair, можем да научим доста за научните мистерии в нашия свят и галактика.
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
Ето няколко снимки на група галактики.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
Те са точно както ги описваме.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
Те са големи натрупвания на галактики
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
свързани чрез обща гравитация.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
Така че повечето от точиците, които виждате на екрана
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
не са самостоятелни звезди,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
а натрупвания на звезди или галактики.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
Сега когато ви покажа някои от тези снимки
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
се надявам барзо да видите това, че
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
групите от галактики са тези красиви обекти
00:37
but more than that,
10
25694
1493
но и повече от това
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
аз мисля, че са мистериозни,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
изненадващи
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
и са полезни.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Полезни като най-големите лаборатории на Вселената.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
И за да опишем галактиките като лаборатории
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
трябва да се опишат експериментите
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
които може да извършим.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Мисля, че има четири основни типа
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
и първия, който ще опиша
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
изследва най-големите галактики.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Така, колко големи?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
И ето изображение на конкретна група галактики.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Групата е толкова голяма, че светлината
преминаваща през нея
преминаваща през нея
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
се извива и пречупва
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
от силната й гравитация
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
И всъщност, ако се вгледате внимателно
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
ще видите пръстени около групата.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
И сега да ви дам бройка,
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
точно тази галактика
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
има над квадрилион слънца.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
Не е за вярване колко големи могат да станат.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Но освен масата си
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
имат и тази допълнителна особеност.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
По принцип са изолирани системи,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
затова може да ги разглеждаме
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
като умалена версия на Вселената.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
И на много от въпросите, които можем да имаме
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
за "големите" вселени,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
като как работи гравитацията,
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
може да се отговори като се изучават тези системи.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Така, това беше доста голямо.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
И второто е доста горещо.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Добре, ако взема снимката на групите галактики
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
и махна цялата звездна светлина,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
това което остава е това голямо синьо петно.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Но това не е цвят.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
Всъщност, това което се вижда е рентгенова светлина
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
И въпросът е, ако не галактиките то тогава
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
какво произвежда светлината?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
Отговорът е -- горещ газ,
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
милиони градуси,
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
всъщност това е плазма.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
И причината, защо е толкова горещ
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
ни връща към предният слайд
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
Силната гравитация на системите
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
ускорява частиците на газа до много висока скорост
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
а високата скорост означава висока температура.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Това е основната идея,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
но науката е трудна материя.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
Има много основни свойства на плазмата,
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
които ни объркват,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
които ни озадачават
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
и все пак предизвикват разбиранията ни
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
за физиката на много горещото.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
И третото: проучване на много малкото.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
Сега, за да обясня това, трябва да ви кажа
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
много обезпокояващ факт.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
По-голямата част от Вселената
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
не е направена от атоми.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
Били сте излъгани.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
По-голямата й част е направена от нещо
много, много мистериозно,
много, много мистериозно,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
което наричаме тъмна материя.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
Тъмната материя е нещо което не обича
да взаимодейства много
да взаимодейства много
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
освен чрез гравитация,
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
и естествено бихме искали да научим повече за нея.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Ако изучаваш частиците,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
би искал да знаеш какво става когато сблъскаш частици.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
И тъмната материя не е изключение.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Добре, как го прввим?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
За да отговорим на този въпрос,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
трябва да попитам още един --
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
какво става когато групите се сблъскат?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Ето снимка.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Тъй като групите представляват
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
части от Вселената, умалени версии.
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
Tе най-вече са направени от тъмна материя
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
и това е което се вижда в синкaвото лилаво.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Червеното е горещ газ
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
и, разбира се, може да видите много галактики.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Това което се получава е усилвател на частици
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
в огромни размери.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
И това е важно,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
защото това означава, че много малки
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
елементи могат да са трудни за откриване в лабораторята
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
и могат да се смесят с нещо,
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
което може да бъде наблюдавано в природата.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
Това е много забавно.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
Причината защо групите галактики
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
могат да ни учат за тъмната материя,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
причината защо групите галактики
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
могат да ни учат за физиката на най-малките частици,
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
е именно защото те са толкова големи.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
Четвъртото нещо: физиката на най-странното.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Определно това, което казах до сега е лудост.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Добре, ако има нещо по-странно,
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
мисля че това е тъмната енергия.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Ако хвърля топка във въздуха
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
аз очаквам тя да се изкачи.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
Това което не очаквам е, че се изкачва
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
с все по-висока скорост.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
Подобно космолозите разбират защо
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
Вселената се разширява.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
Те не разбират защо се разширява
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
с все по-висока скорост.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
Причрината за това
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
ускорено разширяване
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
я наричат тъмна енергия.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
И отново ние искаме да научим повече за нея.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Основният въпрос, който се питаме е
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
как тъмната енергия влияе на Вселената
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
в най-големи мащаби?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
В зависимост от това колко е силна
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
може да разтяга Вселената по-бързо или по-бавно.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Проблемът с големия мащаб
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
на Вселената, е че той е ужасно усложнен.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Ето компютърна симулация.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
И ни трябва начин да я опростим.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Е, като мисля за това използвам аналогия.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Ако искм да разбера потъването на Титаник,
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
най-важното нещо, което трябва да направя
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
е не да поставям на място
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
всяко малко парче счупило се от кораба.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
Най-важното нещо, което трябва да направя е
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
да проследя двете големи части.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
По този начин мога да науча много за Вселената
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
в големи мащаби
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
като наблюдавам най-големите й части,
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
а тези най-големи части са групите от галактики.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
И понеже наближава краят,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
може да се чувствате малко излъгани.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
Имам предвид, че започнах с това
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
как галактическите групи са полезни
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
и ви дадох няколко причини,
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
но каква е тяхната полза всъщност?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
За да отговоря на това,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
искам да ви кажа една мисъл на Хенри Форд
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
когато са го попитали за колите.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
Той е казал:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
"Ако попитам хората какво искат
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
те ще кажат: 'По-бързи коне.'"
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
Днес като общество сме поставени пред
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
много, много трудни проблеми.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
И решенията на тези проблеми не са очевидни.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
Не са по-бързите коне.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
Това ще изисква големи количества
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
научна изобретателност.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
Така че, да, ще трябва да се фокусираме,
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
да, ще трябва да се концентрираме,
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
но също трябва да запомним, че
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
иновациите, изобретателността, вдъхновението --
06:23
these things come
161
371705
1332
тези неща идват
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
когато достигнем лимита на възприятие,
06:26
when we step back
163
374725
1340
когато отстъпим,
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
когато погледнем отдалече.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
И не мога да се сетя за по-добър начин
да направим това
да направим това
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
от изучаването на Вселената около нас.
Благодаря ви.
Благодаря ви.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(Ръкопляскане)
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