ABOUT THE SPEAKER
Henry Lin - Student scientist
At 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.

More profile about the speaker
Henry Lin | Speaker | TED.com
TEDYouth 2013

Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away

亨利·林: 從遙遠的星系中我們可以學到什麼

Filmed:
1,400,407 views

在這個有趣而激動人心的演講中,亨利·林出人意料地介紹了天空中的一樣東西——遙遠的星團。這位英特爾科學獎獲獎者告訴我們,通過研究宇宙中的這些最大的部件,我們可以解開世界和星系的許多奧秘。
- Student scientist
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圖片 of clusters集群 of galaxies星系.
0
934
3334
這是一些星團的照片。
00:16
They're exactly究竟 what they sound聲音 like.
1
4268
1833
它們貌如其名,
00:18
They are these huge巨大 collections集合 of galaxies星系,
2
6101
2553
是多個星系的龐大集合。
00:20
bound together一起 by their mutual相互 gravity重力.
3
8654
2255
它們通過相互的引力而吸引在一起。
00:22
So most of the points that you see on the screen屏幕
4
10909
2662
因此,你在屏幕上看到的大部分的點
00:25
are not individual個人 stars明星,
5
13571
2529
並非是單獨的恆星,
00:28
but collections集合 of stars明星, or galaxies星系.
6
16100
2836
而是一系列恆星,
或者是我們所稱之星系。
00:30
Now, by showing展示 you some of these images圖片,
7
18936
2331
現在看了​​這些圖片之後
00:33
I hope希望 that you will quickly很快 see that
8
21267
1747
我希望你已經發現,
00:35
galaxy星系 clusters集群 are these beautiful美麗 objects對象,
9
23014
2680
星團是多麼美麗的物體,
00:37
but more than that,
10
25694
1493
但絕非僅限於此
00:39
I think galaxy星系 clusters集群 are mysterious神秘,
11
27187
2663
我認為星團神秘莫測、
00:41
they are surprising奇怪,
12
29850
1553
令人嘆為觀止,
00:43
and they're useful有用.
13
31403
1417
並且具有巨大使用價值。
00:44
Useful有用 as the universe's宇宙 most massive大規模的 laboratories實驗室.
14
32820
3531
其價值,就如同是
宇宙裡規模最大的實驗室。
00:48
And as laboratories實驗室, to describe描述 galaxy星系 clusters集群
15
36351
3636
要描述星團,就跟評估一個實驗室一樣,
要去描述這個實驗室
能讓你做的實驗。
00:51
is to describe描述 the experiments實驗
16
39987
1865
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
00:55
And I think there are four major重大的 types類型,
18
43405
2280
我認為這包括四種主要類型:
00:57
and the first type類型 that I want to describe描述
19
45685
2584
我想描述的第一類
01:00
is probing探測 the very big.
20
48269
2219
是探測「極大」。
01:02
So, how big?
21
50488
1695
到底有多大?
01:04
Well, here is an image圖片 of a particular特定 galaxy星系 cluster.
22
52183
4251
這是某個星團的照片。
01:08
It is so massive大規模的 that the light passing通過 through通過 it
23
56434
2969
它的質量非常大,
以至於光在經過的時候,
01:11
is being存在 bent彎曲, it's being存在 distorted扭曲
24
59403
2615
也會由於其引力的作用,
01:14
by the extreme極端 gravity重力 of this cluster.
25
62018
2509
而發生彎曲。
01:16
And, in fact事實, if you look very carefully小心
26
64527
1804
事實上,如果你仔細看,
01:18
you'll你會 be able能夠 to see rings戒指 around this cluster.
27
66331
2700
你能夠看到這個星團周圍的光環。
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
如果要給出一個具體數字,
01:22
this particular特定 galaxy星系 cluster
29
70580
1783
這個星團的質量
01:24
has a mass of over one million百萬 billion十億 suns太陽.
30
72363
4208
有超過10的15次方個太陽那麼大。
01:28
It's just mind-boggling令人難以置信 how
massive大規模的 these systems系統 can get.
31
76571
3313
這些系統質量之巨大
簡直讓人瞠目結舌。
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
但除了質量巨大這個特點之外,
01:33
they have this additional額外 feature特徵.
33
81385
1974
它們還有其他特殊之處。
01:35
They are essentially實質上 isolated孤立 systems系統,
34
83359
2344
這些星系基本上可以是孤立的系統。
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
如果願意的話,我們可以將它們
01:39
as a scaled-down縮小比例 version of the entire整個 universe宇宙.
36
87925
3270
想像為整個宇宙的縮小版。
01:43
And many許多 of the questions問題 that we might威力 have
37
91195
2002
我們對於宏觀的宇宙
01:45
about the universe宇宙 at large scales,
38
93197
1968
還存在很多疑問。
01:47
such這樣 as, how does gravity重力 work?
39
95165
1915
比如,引力是怎麼起作用的?
01:49
might威力 be answered回答 by studying研究 these systems系統.
40
97080
3032
這些問題可能可以通過
研究這些系統來找到答案。
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
這,就是「極大」。
01:53
The second第二 things is very hot.
42
101445
1885
第二個,是「極熱」。
01:55
Okay, if I take an image圖片 of a galaxy星系 cluster,
43
103330
2783
好的,如果我拿出一幅星團的照片,
01:58
and I subtract減去 away all of the starlight星光,
44
106113
2917
去掉其中所有的星光,
02:01
what I'm left with is this big, blue藍色 blobBLOB.
45
109030
2795
剩下的,只是這個巨大的藍色斑塊。
02:03
This is in false color顏色.
46
111825
1485
當然,這些顏色都不是真的。
02:05
It's actually其實 X-rayX-射線 light that we're seeing眼看.
47
113310
2349
我們實際看到的是X射線。
02:07
And the question is, if it's not galaxies星系,
48
115659
2661
但問題是,假如發出X射線的,不是這些星系,
02:10
what is emitting發光 this light?
49
118320
2199
又是什麼呢?
02:12
The answer回答 is hot gas加油站,
50
120519
1900
答案是高溫氣體,
02:14
million-degree億度 gas加油站 --
51
122419
1823
一百萬度的氣體。
02:16
in fact事實, it's plasma等離子體.
52
124242
1657
事實上,這些氣體是等離子。
02:17
And the reason原因 why it's so hot
53
125899
1659
而它們的溫度如此之高的原因,
02:19
goes back to the previous以前 slide滑動.
54
127558
1980
在於前一張幻燈片。
02:21
The extreme極端 gravity重力 of these systems系統
55
129538
2740
這些系統的超強引力
02:24
is accelerating加速 particles粒子 of gas加油站 to great speeds速度,
56
132278
3042
將氣體粒子加速到非常高的速度,
02:27
and great speeds速度 means手段 great temperatures溫度.
57
135320
2582
而高速則意味著高溫。
02:29
So this is the main主要 idea理念,
58
137902
1719
這是主要的推測,
02:31
but science科學 is a rough draft草案.
59
139621
2366
但是科學畢竟是一副草圖。
02:33
There are many許多 basic基本 properties性能 about this plasma等離子體
60
141987
2551
其中尚存在等離子氣體的很多基本特徵,
02:36
that still confuse迷惑 us,
61
144538
1698
讓我們無法解釋,
02:38
still puzzle難題 us,
62
146236
1333
仍然是個謎,
02:39
and still push our understanding理解
63
147569
2086
仍需不斷增加我們對超高溫物理的理解。
02:41
of the physics物理 of the very hot.
64
149655
2039
02:43
Third第三 thing: probing探測 the very small.
65
151694
3427
第三個是:研究「極小」。
02:47
Now, to explain說明 this, I need to tell you
66
155121
2846
要解釋這個類型,我要向大家說
02:49
a very disturbing煩擾的 fact事實.
67
157967
2020
一件讓人困擾的事實。
02:51
Most of the universe's宇宙 matter
68
159987
2790
宇宙中的大部分物質
02:54
is not made製作 up of atoms原子.
69
162777
1811
並非由原子構成。
02:56
You were lied說謊 to.
70
164588
1950
你們以前都被騙了。
02:58
Most of it is made製作 up of something
very, very mysterious神秘,
71
166538
3127
宇宙的大部分物質是由一種
非常神秘的物質組成,
03:01
which哪一個 we call dark黑暗 matter.
72
169665
2122
我們稱之為暗物質。
03:03
Dark黑暗 matter is something that
doesn't like to interact相互作用 very much,
73
171787
3667
暗物質並不喜歡與周圍物質反應,
除非是在有引力的情況下。
03:07
except through通過 gravity重力,
74
175454
1668
03:09
and of course課程 we would like to learn學習 more about it.
75
177122
1612
當然,我們也希望更多地了解暗物質。
03:10
If you're a particle粒子 physicist物理學家,
76
178734
1543
假設你是粒子物理學家,
03:12
you want to know what happens發生
when we smash粉碎 things together一起.
77
180277
2509
你會想知道,物體撞擊時,會出現什麼情況。
03:14
And dark黑暗 matter is no exception例外.
78
182786
1990
暗物質也不例外。
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
那麼,我們該怎麼做呢?
03:18
To answer回答 that question,
80
186436
1491
為了回答這個問題,
03:19
I'm going to have to ask another另一個 one,
81
187927
1393
我們不得不提出另一個問題。
03:21
which哪一個 is, what happens發生 when galaxy星系 clusters集群 collide碰撞?
82
189320
3166
那就是:要是星團發生碰撞,會有什麼結果?
03:24
Here is an image圖片.
83
192486
2310
這是一張照片。
03:26
Since以來 galaxy星系 clusters集群 are representative代表
84
194796
3191
既然我們可以把星團
03:29
slices of the universe宇宙, scaled-down縮小比例 versions版本.
85
197987
3124
看作縮小版的宇宙。
03:33
They are mostly大多 made製作 up of dark黑暗 matter,
86
201111
2123
星團大部分也是由暗物質構成,
03:35
and that's what you see in this bluish偏藍 purple紫色.
87
203234
2553
就是你所看到的藍紫色的那些。
03:37
The red represents代表 the hot gas加油站,
88
205787
1617
紅色代表高溫氣體,
03:39
and, of course課程, you can see many許多 galaxies星系.
89
207404
1967
當然,你可以看到很多星系。
03:41
What's happened發生 is a particle粒子 accelerator加速器
90
209371
2365
這些就相當於
03:43
at a huge巨大, huge巨大 scale規模.
91
211736
1891
一部巨型粒子加速器。
03:45
And this is very important重要,
92
213627
1777
這很重要,
03:47
because what it means手段 is that very, very small
93
215404
1883
因為這意味著
那些難以在實驗室裡
檢測到的細微現象
03:49
effects效果 that might威力 be difficult to detect檢測 in the lab實驗室,
94
217287
3084
03:52
might威力 be compounded複合 and compounded複合
95
220371
2179
可能由於基數不斷地疊加,
03:54
into something that we could
possibly或者 observe in nature性質.
96
222550
3809
而使我們於自然界觀測得到。
03:58
So, it's very funny滑稽.
97
226359
1512
相當有趣。
03:59
The reason原因 why galaxy星系 clusters集群
98
227871
1948
為什麼星團可以
教我們暗物質的知識?
04:01
can teach us about dark黑暗 matter,
99
229819
1666
04:03
the reason原因 why galaxy星系 clusters集群
100
231485
1750
為什麼星團可以指導我們
「極小」物質之物理?
04:05
can teach us about the physics物理 of the very small,
101
233235
2553
04:07
is precisely恰恰 because they are so very big.
102
235788
3031
這正正是因為星團相當巨型。
04:10
Fourth第四 thing: the physics物理 of the very strange奇怪.
103
238819
4085
第四個:「奇異」之物的物理。
04:14
Certainly當然 what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
我剛才說的聽上去已經很瘋狂了,
04:17
Okay, if there's anything stranger陌生人
105
245954
2283
但是,如果有比那些更瘋狂的,
04:20
I think it has to be dark黑暗 energy能源.
106
248237
2417
我認為就是暗能量了。
04:22
If I throw a ball into the air空氣,
107
250654
1717
我把一個球扔向空中,
04:24
I expect期望 it to go up.
108
252371
1798
我會預計它將上升,
04:26
What I don't expect期望 is that it go up
109
254169
2124
但是我不會想到
球會以持續加速度上升。
04:28
at an ever-increasing不斷增加 rate.
110
256293
2166
04:30
Similarly同樣, cosmologists宇宙學家 understand理解 why
111
258459
2745
同樣道理,宇宙學家們理解
04:33
the universe宇宙 is expanding擴大.
112
261204
1582
為什麼宇宙在膨脹。
04:34
They don't understand理解 why it's expanding擴大
113
262786
2168
但他們不理解的是
為什麼宇宙膨脹的速度持續加快。
04:36
at an ever-increasing不斷增加 rate.
114
264954
1938
04:38
They give the cause原因 of this
115
266892
1678
他們給引起加速膨脹的原因
04:40
accelerated加速 expansion擴張 a name名稱,
116
268570
1592
取了個名字,
04:42
and they call it dark黑暗 energy能源.
117
270162
1884
叫做暗能量。
04:44
And, again, we want to learn學習 more about it.
118
272046
2688
同樣,我們希望更多地了解暗能量。
04:46
So, one particular特定 question that we have is,
119
274734
2387
其中一個問題是
04:49
how does dark黑暗 energy能源 affect影響 the universe宇宙
120
277121
2695
暗能量是如何在
最大程度上影響宇宙?
04:51
at the largest最大 scales?
121
279816
1618
04:53
Depending根據 on how strong強大 it is,
122
281434
1459
這取決於能量的強弱,
04:54
maybe structure結構體 forms形式 faster更快 or slower比較慢.
123
282893
3261
或者結構的形成的快慢。
04:58
Well, the problem問題 with the large-scale大規模 structure結構體
124
286154
2549
但是這個擁有如此大型結構的
宇宙所存在的問題是
05:00
of the universe宇宙 is that it's horribly可怕 complicated複雜.
125
288703
2338
宇宙大得恐怖。
05:03
Here is a computer電腦 simulation模擬.
126
291041
2329
這是一張電腦模擬圖。
05:05
And we need a way to simplify簡化 it.
127
293370
2128
我們需要想方法簡化它。
05:07
Well, I like to think about this using運用 an analogy比喻.
128
295498
3571
我喜歡用類比的方式來看待它。
05:11
If I want to understand理解 the sinking下沉 of the Titanic泰坦尼克號,
129
299069
2718
如果我想理解鐵達尼號沉沒的過程,
05:13
the most important重要 thing to do
130
301787
1666
最重要的,
05:15
is not to model模型 the little positions位置
131
303453
1781
不是去模擬船身所有碎片的位置。
05:17
of every一切 single little piece of the boat that broke打破 off.
132
305234
2921
05:20
The most important重要 thing to do is
133
308155
1665
最重要的是,
05:21
to track跟踪 the two biggest最大 parts部分.
134
309820
2001
追踪船體最大的兩個斷裂快的位置。
05:23
Similarly同樣, I can learn學習 a lot about the universe宇宙
135
311821
3832
同樣,我可以通過追踪
05:27
at the largest最大 scales
136
315653
1467
宇宙中最大的部件,
05:29
by tracking追踪 its biggest最大 pieces
137
317120
1751
對宇宙有最大程度的了解,
05:30
and those biggest最大 pieces are clusters集群 of galaxies星系.
138
318871
3991
而最大的部件就是這些星團。
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
現在我即將結尾。
05:37
you might威力 feel slightly cheated被騙.
140
325818
2002
大家可能覺得有點上當了。
05:39
I mean, I began開始 by talking about
141
327820
2250
我的意思是,
05:42
how galaxy星系 clusters集群 are useful有用,
142
330070
2083
一開始我談到星團具有哪些價值。
05:44
and I've given特定 some reasons原因,
143
332153
1500
我也給了一些理由。
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
但是他們真正的用處在哪裡呢?
05:48
Well, to answer回答 this,
145
336253
2117
為了回答這個
05:50
I want to give you a quote引用 by Henry亨利 Ford
146
338370
2616
我要引用亨利·福特的一句話。
05:52
when he was asked about cars汽車.
147
340986
1486
當有人問他關於汽車的事情時,
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
他這樣說:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
「如果我之前問人們他們想要什麼,
05:58
they would have said faster更快 horses馬匹."
150
346120
2783
他們只會回答說,更快的馬。」
06:00
Today今天, we as a society社會 are faced面對
151
348903
2501
如今,我們社會面臨很多、很多棘手的問題。
06:03
with many許多, many許多 difficult problems問題.
152
351404
2218
06:05
And the solutions解決方案 to these
problems問題 are not obvious明顯.
153
353622
3831
這些問題的解決之道並非顯而易見。
06:09
They are not faster更快 horses馬匹.
154
357453
2167
辦法不是「更快的馬」。
06:11
They will require要求 an enormous巨大 amount of
155
359620
2242
而是需要更多的科學智慧。
06:13
scientific科學 ingenuity創造力.
156
361862
1706
06:15
So, yes, we need to focus焦點,
157
363568
1586
所以沒錯,我們需要有針對性,
06:17
yes, we need to concentrate集中,
158
365154
1750
我們需要專心,
06:18
but we also need to remember記得 that
159
366904
1966
但我們也要謹記,
06:20
innovation革新, ingenuity創造力, inspiration靈感 --
160
368870
2835
創新、創造力和靈感,
06:23
these things come
161
371705
1332
當我們開闊眼界時,
06:25
when we broaden擴大 our field領域 of vision視力
162
373037
1688
當我們退後一步時,
06:26
when we step back
163
374725
1340
當我們聚焦問題時,
06:28
when we zoom放大 out.
164
376065
1349
這三樣——創新、創造力和靈感——自會來到。
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
要做到以上,恐怕除了
研究學習我們周圍的宇宙,
06:31
by studying研究 the universe宇宙 around us. Thanks謝謝.
166
379237
3755
就別無其他更好的辦法了。謝謝。
06:34
(Applause掌聲)
167
382992
2949
(掌聲)
Translated by Hao Li
Reviewed by Xingyi Ouyang 歐陽杏儀

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Henry Lin - Student scientist
At 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.

More profile about the speaker
Henry Lin | Speaker | TED.com