TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Henrijs Lins: Ko mēs varam mācīties no tāltālām galaktikām
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
Šajā interesantajā un aizraujošajā runā pusaudzis Henrijs Lins apskata ko patiesi negaidītu: tālus galaktiku sakopojumus. Pētot Visuma lielāko daļu īpašības, apgalvo „Intel Science Fair” balvas ieguvējs, mēs varam uzzināt gana daudz par zinātniskajām noslēpumainībām mūsu pašu pasaulē un galaktikā.
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
Lūk, pāris attēlu ar galaktiku sakopojumiem.
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
Tas ir tieši tas, pēc kā tas izklausās.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
Tās ir milzīgas galaktiku kopas,
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
ko kopā saista to savstarpējais pievilkšanās spēks.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
Tā kā lielākā daļa uz ekrāna redzamo punktu
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
nav atsevišķas zvaigznes,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
bet gan zvaigžņu kopas jeb galaktikas.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
Rādot jums šos attēlus,
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
es ceru, ka jūs drīz vien sapratīsiet,
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
ka galaktiku sakopojumi ir skaisti objekti,
00:37
but more than that,
10
25694
1493
taču ne tikai.
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
Manuprāt, galaktiku sakopojumi ir noslēpumaini.
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
Tie ir pārsteidzoši
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
un noderīgi.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Noderīgi kā Visuma vismilzīgākās laboratorijas.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
Kā laboratorijas, lai aprakstītu galaktiku sakopojumus,
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
ir jāapraksta eksperimenti,
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
ko mēs ar tiem varam veikt.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Manuprāt, ir četri galvenie veidi.
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
Pirmais veids, ko aprakstīšu,
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
ir iedziļināšanās ļoti lielajā.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Cik lielā?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
Lūk, kādas galaktikas sakopojuma attēls.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Tas ir tik milzīgs, ka tam cauri ejošā gaisma
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
tiek lauzta, to sagroza
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
šī sakopojuma ārkārtīgi spēcīgā gravitāte.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
Ļoti vērīgi ieskatoties,
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
jūs ap sakopojumu redzēsiet gredzenus.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
Ja jāmin skaitlis, tad
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
šim konkrētajam galaktiku sakopojumam
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
masa ir lielāka kā miljonam miljardu Sauļu.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
Šo sistēmu izmēri ir vienkārši prātam neaptverami.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Taču, papildus to masai,
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
tiem ir vēl kāda īpašība.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
Tie būtībā ir nošķirtas sistēmas,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
tādēļ, ja mums tā tīk, mēs uz tām varam skatīties
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
kā mazāka mēroga Visuma versijām.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
Daudziem no iespējamajiem jautājumiem
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
par lielāka mēroga Visumu,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
piemēram, to, kā darbojas gravitāte,
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
varētu rast atbildi pētot šīs sistēmas.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Tas bija ļoti lielais.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
Otrais ir ļoti karstais.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Ja es paņemu attēlu ar galaktiku sakopojumu
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
un noņemtu nost visu zvaigžņu radīto gaismu,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
man paliek šis lielais, zilais plankums.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Tā ir neīstā gaisma.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
Mēs īstenībā redzam rentgenstaru gaismu.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
Jautājums: ja ne galaktikas,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
kas tad izdala šo gaismu?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
Atbilde: karstā gāze,
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
miljoniem grādu karsta,
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
faktiski plazma.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
Iemesls, kādēļ tā ir tik karsta,
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
rodams iepriekšējā slaidā.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
Šo sistēmu ārkārtīgi lielā gravitāte
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
paātrina gāzes daļiņas milzīgos ātrumos,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
un milzīgi ātrumi nozīmē milzīgu temperatūru.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Tāda ir tā galvenā doma,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
taču zinātne ir vien aptuvens uzmetums.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
Daudzas no šīs plazmas pamatīpašībām mums joprojām
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
rada neskaidrības,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
mūs mulsina
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
un šķoba mūsu izpratni par
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
ļoti karstā fiziku.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
Trešais, pievēršanās ļoti mazajam.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
Lai to izskaidrotu, man jums ir jāatklāj
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
kāds ļoti satraucošs fakts.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
Lielāko daļu Visuma matērijas
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
neveido atomi.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
Jums sameloja.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
Lielāko daļu no tā veido kas ļoti, ļoti noslēpumains,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
ko mēs dēvējam par tumšo matēriju.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
Tumšā matērija ir kas tāds, kam diez ko nepatīk mijiedarboties,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
izņemot ar gravitātes starpniecību.
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
Mums, protams, gribētos par to uzzināt ko vairāk.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Ja esat daļiņu fiziķis,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
jūs vēlaties uzzināt, kas notiek, satriecot kopā dažādas lietas.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
Tumšā matērija nav nekāds izņēmums.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Kā mēs to panācām?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
Lai atbildētu uz šo jautājumu,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
es jums uzdošu citu jautājumu:
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
kas notiek, kad galaktiku sakopojumi saduras?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Lūk, attēls.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Tā kā galaktiku sakopojumi simbolizē
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
Visuma daļas, mazāka mēroga tā versijas.
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
Tos lielākoties veido tumšā matērija,
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
un tieši tas ir šis zilais violetums.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Sarkanais apzīmē karsto gāzi,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
un, protams, redzamas daudzas galaktikas.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Rodas milzīga, milzīga mēroga
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
daļiņu paātrinātājs.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
Tas ir ļoti būtiski,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
jo nozīmē, ka ļoti, ļoti sīka iedarbība,
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
ko laboratorijā noteikt varētu būt pagrūti,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
varētu krāties un sakrāties
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
kā tādā, ko mums varētu būt iespējams novērot dabā.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
Tāpēc tas ir ļoti jocīgi.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
Galaktiku sakopojumi
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
var mūs izglītot par tumšo matēriju,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
galaktiku sakopojumi
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
var mūs izglītot par ļoti niecīgā fiziku,
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
tieši tādēļ, ka tie ir tik ļoti lieli.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
Ceturtais, fizika par ļoti dīvaino.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Bez šaubām, tas, ko līdz šim esmu teicis, skan neprātīgi.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Ja ir kas vēl dīvaināks, tad,
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
manuprāt, tai ir jābūt tumšajai enerģijai.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Ja pametu gaisā bumbu,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
es sagaidu, ka tā lidos augšup.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
Es nesagaidu, ka tā lidos augšup
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
arvien pieaugošā tempā.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
Līdzīgi kosmologi saprot, kādēļ
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
Visums izplešas.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
Viņi nesaprot, kādēļ tas izplešas
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
arvien pieaugošā tempā.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
Viņi šim paātrinātajam paplašinājumam
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
ir devuši nosaukumu
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
un to sauc par tumšo enerģiju.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
Arī par to mēs vēlamies uzzināt ko vairāk.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Viens jautājums, kas mums varētu rasties, ir,
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
kā tumšā enerģija ietekmē Visumu
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
vislielākajos tā mērogos?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
Atkarībā no, cik tā ir stipra,
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
struktūra veidojas ātrāk vai lēnāk.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Ar lielmēroga Visuma uzbūvi
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
problēma ir tāda, ka tas ir šausmīgi sarežģīts.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Lūk, datorsimulācija.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
Mums jāatklāj veids, kā to vienkāršot.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Es gribētu uz to lūkoties, minot analoģiju.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Ja vēlos saprast, kā nogrima Titāniks,
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
vissvarīgākais nav
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
modelēt ikkatras no kuģa nolūzušās
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
daļiņas atrašanās vietu.
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
Vissvarīgākais ir
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
izsekot abām lielākajām daļām.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
Līdzīgi es varu daudz ko uzzināt par Visumu
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
vislielākajos tā mērogos,
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
sekojot līdzi tā lielākajām daļām,
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
un šīs lielākās daļas ir galaktiku sakopojumi.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
Man tuvojoties beigām,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
jūs varētu justies mazliet apkrāpti.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
Es sāku runāt par to,
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
kā galaktiku sakopojumi ir noderīgi,
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
un minēju vairākus iemeslus,
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
bet kāda patiešām ir to noderība?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
Kā atbildi uz to,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
es vēlos citēt Henriju Fordu,
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
kad viņam jautāja par mašīnām.
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
Lūk, kas viņam bija sakāms:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
„Ja es cilvēkiem būtu vaicājis, ko viņi vēlas,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
viņi būtu teikuši, ka vēlas ātrākus zirgus.”
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
Mūsdienās mēs kā sabiedrība saskaramies
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
ar daudzām jo daudzām sarežģītām problēmām.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
Šo problēmu risinājums nav tik acīm redzams.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
Risinājums nav ātrāki zirgi.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
Būs vajadzīga milzīga
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
zinātniskā ģenialitāte.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
Tādēļ, jā, mums būs jāiedziļinās,
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
jā, mums būs jākoncentrējas,
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
taču mums arī jāatceras, ka
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
jaunrade, ģenialitāte un iedvesma
06:23
these things come
161
371705
1332
rodas,
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
mums paplašinot redzesloku,
06:26
when we step back
163
374725
1340
pakāpjoties soli atpakaļ
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
un palūkojoties uz kopainu.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
Es nespēju iedomāties tam labāku veidu,
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
kā pētot mums apkārt esošo Visumu. Paldies.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(Aplausi)
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