TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
הנרי לין: מה אנחנו יכולים ללמוד מגלקסיות רחוקות, רחוקות
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
בהרצאה כיפית ומרגשת, הנער הנרי לין מתבונן במשהו בלתי צפוי בשמים: צבירי גלקסיות רחוקים. על ידי חקירת התכונות של חלקי היקום הגדולים ביותר, זוכה פרס יריד המדע של אינטל אומר שאנחנו יכולים ללמוד לא מעט על תעלומות מדעיות בעולם שלנו ובגלקסיה.
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
הנה כמה תמונות של צבירי גלקסיות.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
הם בדיוק בפי שהם נשמעים.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
אלו אוספים ענקיים של גלקסיות,
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
כבולים יחד על ידי כוח המשיכה ההדדי שלהם.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
אז רוב הנקודות שאתם רואים על המסך
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
הם לא כוכבים בודדים,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
אלא אוספים של כוכבים, או גלקסיות.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
עכשיו, על ידי הצגת כמה מהתמונות האלו,
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
אני מקווה שמהר מאוד תראו
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
שצבירי גלקסיות הם דברים יפיפיים,
00:37
but more than that,
10
25694
1493
אבל יותר מזה,
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
אני חושב שצבירי הגלקסיות הם מיסתוריים,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
הם מפתיעים,
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
והם שימושיים.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
שימושיים כמעבדות המסיביות ביותר ביקום.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
וכמעבדות, לתאר צבירי גלקסיות
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
זה לתאר את הניסויים
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
שאפשר לעשות איתם.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
ואני חושב שיש ארבעה סוגים עיקריים,
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
והסוג הראשון שאני רוצה לתאר
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
זה חקירת הגדול מאוד.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
אז, עד כמה גדול?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
טוב, הנה תמונה של צבר גלקסיות מסויים.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
הוא כל כך מסיבי שהאור העובר דרכו
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
עובר עיקום, עובר עיוות
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
על ידי כוח המשיכה הקיצוני של הצבר הזה.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
ואכן, אם תסתכלו מקרוב
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
תוכלו לראות את הטבעות סביב הצבר הזה.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
עכשיו, כדי לתת לכם מספר,
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
לצבר גלקסיות הספציפי הזה
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
יש מסה של יותר ממיליון מיליארד שמשות.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
זה מדהים עד כמה מאסיביות המערכות הללו יכולות להיות.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
אבל מעבר למסה שלהם,
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
יש להם את התכונה הנוספת הזו:
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
הן בעצם מערכות מבודדות,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
אז אם נרצה, נוכל לחשוב עליהן
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
כגרסה מוקטנת של כל היקום.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
ומרבית השאלות שאולי יש לנו
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
לגבי היקום במימדים רחבים,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
כגון כיצד עובד כוח המשיכה?
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
תוכלנה כנראה לקבל תשובה
על ידי חקירת המערכות הללו.
על ידי חקירת המערכות הללו.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
אז זה היה "גדול מאוד".
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
הדבר השני הוא "מאוד חם".
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
אוקיי, אם אני אקח תמונה של צבר גלקסיות,
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
ואני מחסיר את כל אור הכוכבים,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
מה שנשאר לי זה איזה כתם כחול וגדול.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
זה בצבע לא אמיתי.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
זה בעצם קרינת רנטגן שאנחנו רואים.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
אז השאלה היא, אם זה לא מהגלקסיות,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
מה פולט את האור הזה?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
התשובה היא גז חם,
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
גז במליוני מעלות -
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
למעשה, זה פלזמה.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
והסיבה שזה כל כך חם
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
חוזר לשקופית הקודמת.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
כוח המשיכה הקיצוני של המערכות הללו
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
מאיץ את חלקיקי הגז למהיריות גבוהות,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
ומהיריות גבוהות משמעותן טמפרטורות גבוהות.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
אז זהו הרעיון המרכזי,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
אך מדע הינו טיוטה ראשונית.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
יש לפלזמה הזו המון תכונות בסיסיות
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
שעדיין מבלבלות אותנו,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
שעדיין מהוות חידות עבורנו,
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
ושעדיין דוחפות את ההבנה שלנו
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
של הפיזיקה של החם מאוד.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
דבר שלישי: חקירת המאוד קטן.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
עכשיו, להסביר את זה, אני צריך לומר לכם
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
עובדה מטרידה ביותר.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
רוב החומר של היקום
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
אינו בנוי מאטומים.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
שיקרו לכם.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
רובו מורכב ממשהו מאוד, מאוד מיסתורי,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
שאנחנו קוראים לו חומר אפל.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
חומר אפל זה משהו שלא אוהב להגיב הרבה מאוד,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
חוץ מאשר דרך כוח המשיכה,
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
וכמובן שאנו רוצים ללמוד יותר עליו.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
אם את/ה פיזיקאי/ת חלקיקים,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
תרצו לדעת מה קורה כשמרסקים דברים יחד.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
וחומר אפל אינו יוצא מן הכלל.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
אז איך אנחנו עושים את זה?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
לענות על שאלה זו,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
אני חייב לשאול עוד אחת,
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
שהיא, מה קורה כשצבירי גלקסיות מתנגשים?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
הנה תמונה.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
מכיוון שצבירי גלקסיות הם
דגימות מייצגות של היקום - גירסאות מוקטנות,
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
הם מורכבים בעיקר מחומר אפל,
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
וזה מה שרואים בסגול הכחלחל הזה.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
האדום מייצג גז חם,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
וכמובן, אתם יכולים לראות המון גלקסיות.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
מה שקורה זה מאיץ חלקיקים
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
בקנה מידה ענקי.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
וזה מאוד חשוב,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
בגלל שמה שזה אומר זה שאפקטים מאוד, מאוד קטנים
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
שאולי קשים לזיהוי במעבדה,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
עשויים להצטבר ולהצטבר
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
למשהו שייתכן ונוכל לראות בטבע.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
אז זה מאוד משעשע.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
הסיבה לכך שצבירי גלקסיות
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
יכולים ללמד אותנו על חומר אפל,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
הסיבה למה צבירי גלקסיות
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
יכולים ללמד אותנו על הפיזיקה של הקטן מאוד
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
זה בדיוק בגלל שהם כל כך גדולים.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
דבר רביעי: הפיזיקה של המאוד מוזר.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
בהחלט מה שאמרתי עד כה הוא מטורף.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
אוקיי, אם יש משהו מוזר יותר
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
אני חושב שזה חייב להיות אנרגיה אפלה.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
אם אני זורק כדור לאוויר,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
אני מצפה שהוא יעלה.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
מה שאני לא מצפה זה שזה יעלה
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
בקצב הולך וגובר.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
באופן דומה, קוסמולוגים מבינים מדוע
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
היקום מתפשט ומתרחב.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
הם לא מבינים למה זה מתפשט ומתרחב
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
בקצב הולך וגובר.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
הם נותנים שם
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
לסיבה של ההתרחבות המואצת,
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
והם קוראים לזה אנרגיה אפלה.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
ושוב, אנחנו רוצים ללמוד עוד על זה.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
אז, שאלה אחת ספציפית שיש לנו היא
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
איך אנרגיה אפלה משפיעה על היקום
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
בקני המידה בגדולים ביותר?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
כתלות בחוזק שלה
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
ייתכן שמבנים נוצרים מהר יותר או לאט יותר.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
אז הבעיה עם המבנה בקני מידה הגדול
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
של היקום זה שהוא נורא מסובך.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
הנה הדמיית מחשב.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
ואנחנו צריכים דרך לפשט אותו.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
ובכן, אני אוהב לחשוב על זה באמצעות אנלוגיה.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
אם אני רוצה לחשוב על שקיעת הטיטניק,
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
הדבר הכי חשוב לעשות
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
זה לא לדמיין את המיקום הספציפי
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
של כל חלק קטן של האניה שנשבר.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
הדבר הכי חשוב לעשות זה
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
לעקוב אחר שני החלקים הגדולים ביותר.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
בדומה לכך, אני יכול ללמוד המון על היקום
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
בקני במידה הגדולים ביותר
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
על ידי מעקב אחרי החלקים הגדולים ביותר שלו
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
והחלקים הגדולים ביותר הללו הם צבירי הגלקסיות.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
אז לקראת סיום,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
אתם עלולים להרגיש קצת מרומים.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
התחלתי בלדבר על
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
איך צבירי גלקסיות הם שימושיים,
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
ונתתי כמה סיבות,
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
אבל מהו שימושם באמת?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
ובכן, בכדי לענות על זה
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
אני רוצה לצטט את הנרי פורד
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
כששאלו אותו לגבי מכוניות.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
היה לו את זה לומר:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
"אם אני הייתי שואל אנשים מה הם רצו,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
הם היו עונים סוסים מהירים יותר."
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
כיום, אנחנו כחברה עומדים בפני
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
המון, המון בעיות קשות.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
והפתרונות לבעיות אלו הן לא ברורות.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
הן לא סוסים מהירים יותר.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
הן ידרשו המון
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
כושר המצאה מדעי.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
אז, כן, אנחנו צריכים להיות מפוקסים,
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
כן, אנחנו צריכים להתרכז,
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
אבל אנחנו צריכים גם לזכור
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
שחדשנות, כושר המצאה, השראה -
06:23
these things come
161
371705
1332
הדברים הללו באים
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
כאשר אנחנו מרחיבים את מרחב הראייה שלנו
06:26
when we step back
163
374725
1340
כשאנחנו לוקחים צעד אחורה
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
כשאנחנו מביטים בתמונה הרחבה.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
ואני לא יכול לחשוב על דרך טובה יותר לעשות זאת
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
מאשר על ידי חקירת היקום סביבנו. תודה.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(מחיאות כפיים)
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