TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
ヘンリー・リン: 遥か彼方の銀河から何が学べるか
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面白く、ワクワクするトークで、インテル・サイエンスフェアの入賞者、17歳のヘンリー・リンは、遥か彼方の銀河団に目を向けます。宇宙最大の天体の性質を研究することにより、私たちの世界と銀河について、多く学べると語ります。
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
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00:12
Here are some images of clusters of galaxies.
0
934
3334
これは ある銀河団の画像です
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
全く その名の通り
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
巨大な銀河の集団で
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
互いの引力で引き合っています
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
画面の斑点の殆どは
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
個々の星ではなく
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
星の集団 つまり銀河なのです
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
これらの画像をご覧になると
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
直ぐに 銀河団はこのように
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
美しいものだと思って
頂けるでしょうが
頂けるでしょうが
00:37
but more than that,
10
25694
1493
それだけでは ないのです
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
銀河団は神秘的で
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
驚くべきもので
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
有用な
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
宇宙最大の研究室なのです
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
そして研究室として
銀河団を語るということは
銀河団を語るということは
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
そこで行うことができる
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
実験を語るということです
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
研究対象には４つの主なタイプがあり
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
まず最初のタイプは
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
とても大きなものの探査です
01:02
So, how big?
21
50488
1695
どれ程大きいかと言うと
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
これはある銀河団の画像ですが
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
あまりに巨大なので
通り抜ける光は
通り抜ける光は
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
銀河団の
非常に大きな重力によって
非常に大きな重力によって
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
屈折し歪められます
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
事実 よく注意して見ると
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
この銀河団の周りに
輪がいくつも見えるでしょう
輪がいくつも見えるでしょう
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
数字で説明すると
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
この銀河団は
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
太陽の千兆倍以上もの質量があり
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
その巨大さには驚愕させられます
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
しかし質量だけでなく
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
こんな特徴があります
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
銀河団は本質的に
孤立したシステムなのです
孤立したシステムなのです
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
つまり 全宇宙の縮小版だと
考えてもいいでしょう
考えてもいいでしょう
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
つまり 全宇宙の縮小版だと
考えてもいいでしょう
考えてもいいでしょう
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
宇宙を大きなスケールで見た時の
多くの疑問は—
多くの疑問は—
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
宇宙を大きなスケールで見た時の
多くの疑問は—
多くの疑問は—
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
例えば 重力の作用の仕方など―
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
これら銀河団を調べると
答えが出て来るかもしれません
答えが出て来るかもしれません
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
大きな話はここまでです
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
二つ目の研究はとても熱いものです
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
銀河団の画像から
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
星の光を全部取り除くと
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
残されるものは
この大きな青い塊です
この大きな青い塊です
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
これは本当の色ではありません
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
実はX線を見ているのです
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
この光が銀河のものでなければ
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
何処から来るのでしょう？
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
答えは 熱ガスです
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
百万度のガスですが
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
実は プラズマなのです
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
そんなに熱い理由は
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
前のスライドで説明しましたが
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
銀河団の強力な引力が
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
ガス粒子を超高速に加速し
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
その速度が超高温のガスを
生み出しているのです
生み出しているのです
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
これが主な理論ですが
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
研究はまだ始まったばかりです
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
プラズマの様々な基本的性質は
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
未だに わからないことが多くあり
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
頭を悩ませています
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
超高温物質の物理学的研究は
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
これからの課題です
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
三つ目は極小のものの探査です
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
これを説明するには
驚くべき事実を
驚くべき事実を
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
話さなくてはなりません
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
宇宙の物質の殆どは
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
原子ではできていません
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
そうではなかったのです
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
殆どが とても不思議なもので
できているのです
できているのです
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
ダークマターと呼ばれ
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
重力以外のものと
ほとんど作用しないもので
ほとんど作用しないもので
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
重力以外のものと
ほとんど作用しないもので
ほとんど作用しないもので
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
人々の関心を集めています
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
あなたが素粒子物理学者なら
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
物をぶつけ合うと
何が起きるか知りたいでしょう
何が起きるか知りたいでしょう
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
ダークマタ—も 例外ではありません
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
ではどうやってこれをぶつけるか？
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
その質問に答えるために
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
もう１つお聞きします
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
銀河団同士がぶつかったら
どうなるでしょう
どうなるでしょう
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
これがその画像です
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
銀河団は宇宙の
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
縮小版見本のようなものです
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
主にダークマターでできています
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
青っぽい紫色の部分です
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
赤は熱ガスを示しています
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
多くの銀河が見えますね
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
銀河団が衝突すると 超巨大な
粒子加速器のような状態になります
粒子加速器のような状態になります
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
銀河団が衝突すると 超巨大な
粒子加速器のような状態になります
粒子加速器のような状態になります
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
大事なのは これにより
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
実験室では見つけ難いような
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
非常に検出が困難な微小な効果も
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
何重にも複雑に重なり
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
観測できるようになるかも
しれないということです
しれないということです
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
とても面白いです
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
銀河団により ダークマターが
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
分かる理由 —
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
銀河団で 極小の物理が
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
分かる理由は
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
銀河団がとても巨大だからこそなのです
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
四つ目は
とても奇妙なものの物理です
とても奇妙なものの物理です
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
今まで話したことも
確かに奇妙なことでしたが
確かに奇妙なことでしたが
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
それよりもっと奇妙なものが
あるとしたなら
あるとしたなら
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
それはダークエネルギーでしょう
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
ボールを空中に投げ上げると
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
上昇していくだろうとは思いますが
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
上昇のスピードが
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
加速していくだろうとは思いません
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
同じように宇宙学者は
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
宇宙が膨張している理由を理解しても
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
膨張がどんどん加速している理由は
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
分からないのです
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
この加速的膨張の原因となるものを
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
この加速的膨張の原因となるものを
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
ダークエネルギーと呼んでいます
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
そして これについて
もっと知りたいと思っています
もっと知りたいと思っています
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
特に疑問に感じているのは
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
ダークエネルギーが
宇宙全体にどのような影響を
宇宙全体にどのような影響を
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
与えているのかということです
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
その強さによって
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
宇宙の大規模構造の形成が
変わってくるでしょう
変わってくるでしょう
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
宇宙の大規模構造の問題点は
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
恐ろしく複雑だということです
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
これはコンピューター
シミュレーションです
シミュレーションです
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
単純化する必要があります
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
比喩を使って考えたいと思います
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
タイタニックの沈没を
理解したいとすると
理解したいとすると
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
一番大切なことは
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
船の粉々になった破片を
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
全て再現することでなく
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
一番大きな二つの部分を
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
見つけ出すことです
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
同じように
最も大きい断片を 追跡することによって
最も大きい断片を 追跡することによって
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
宇宙全体について
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
学ぶことが出来るのです
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
その最大な断片が
銀河団なのです
銀河団なのです
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
ここまで話をしてきましたが
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
騙されているような気が
するかもしれません
するかもしれません
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
つまり銀河団がどんなに有用か
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
というところから話を始めて
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
その理由を挙げましたが
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
実際はどんな役に立つのでしょう？
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
その答えは
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
車に関して訊かれた時の
ヘンリー・フォードの言葉にあります
ヘンリー・フォードの言葉にあります
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
車に関して訊かれた時の
ヘンリー・フォードの言葉にあります
ヘンリー・フォードの言葉にあります
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
彼はこういいました
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
「もし私が人に何が
欲しいかと尋ねていたら
欲しいかと尋ねていたら
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
もっと速い馬が欲しいと
答えていたでしょう」
答えていたでしょう」
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
今日 私たちの社会は
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
多くの難しい問題に
直面しています
直面しています
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
その解決法は明確ではなく
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
"より速い馬"では解決になりません
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
解決には 多大の科学的創意工夫が
必要です
必要です
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
解決には 多大の科学的創意工夫が
必要です
必要です
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
だから 私たちは
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
専心する必要があります
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
しかし 同時に心に刻むべきなのは
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
革新 創意工夫 ひらめきが
06:23
these things come
161
371705
1332
起きるのは
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
私たちが視野を広げ
06:26
when we step back
163
374725
1340
一歩離れ全体図を
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
見渡した時だということです
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
そして そのための一番の方法は
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
私たちのいる宇宙を 探査することです
ありがとうございました
ありがとうございました
06:34
(Applause)
167
382992
2949
（拍手）
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