Estas son algunas imágenes de cúmulos de galaxias.
Son exactamente lo que parecen.
Son estas enormes colecciones de galaxias
que se mantienen unidas por su gravedad mutua.
La mayoría de los puntos que ven en la pantalla
no son estrellas individuales,
sino colecciones de estrellas o galaxias.
Ahora, mostrándoles algunas de estas imágenes,
espero que pronto vean
que los cúmulos de galaxias son estos objetos bellos,
pero también más que eso:
creo que los cúmulos de galaxias son misteriosos,
son sorprendentes,
y son útiles.
Útiles como los laboratorios más grandes del universo.
Y como en los laboratorios, describir los cúmulos de galaxias
es describir los experimentos
que se pueden hacer con ellos.
Y creo que hay cuatro tipos principales
y el primer tipo que quiero describir
es investigando lo muy grande.
Entonces, ¿qué tan grande?
Bueno, aquí hay una imagen de un cúmulo de galaxias particular.
Es tan grande que la luz que pasa a través de él
se dobla, se distorsiona
por la enorme gravedad de este cúmulo.
Y, de hecho, si miran atentamente
podrán ver los anillos alrededor de este cúmulo.
Ahora, para darles un número,
este cúmulo en particular
tiene una masa de más de mil trillones de soles.
Es simplemente inconcebible lo enorme que pueden ser estos sistemas.
Pero más que su masa,
tienen esta característica adicional.
Son esencialmente sistemas aislados,
así que si queremos, podemos pensar en ellos
como una versión reducida del universo entero.
Y muchas de las preguntas que tendrñiamos
sobre el universo a gran escala,
tales como, ¿cómo funciona la gravedad?,
podrían responderse mediante el estudio de estos sistemas.
Eso fue lo muy grande.
Lo segundo es lo muy caliente.
Bien, si tomo una imagen de un cúmulo de galaxias
y le resto toda la luz de las estrellas,
lo que me queda es esta gran mancha azul.
Esto es en color falso.
En realidad estamos viendo luz de rayos X.
Y la pregunta es, si no son las galaxias,
¿qué está emitiendo esta luz?
La respuesta es el gas caliente,
gas a millones de grados.
En realidad, es plasma.
Y la razón de por qué está tan caliente
nos lleva a la diapositiva anterior.
La enorme gravedad de estos sistemas
está acelerando las partículas del gas a grandes velocidades
y grandes velocidades significa grandes temperaturas.
Así que está es la idea principal,
pero la ciencia es un borrador.
Hay muchas propiedades básicas de este plasma
que todavía nos confunden,
todavía nos desconciertan,
e incluso impulsan nuestra comprensión
de la física de lo muy caliente.
En tercer lugar: investigar lo muy pequeño.
Ahora, para explicar esto, tengo que contarles
un hecho muy inquietante.
La mayoría de la materia del universo
no está compuesta de átomos.
Les han mentido.
La mayor parte se compone de algo muy, muy misterioso,
que llamamos materia oscura.
A la materia oscura no le gusta mucho interactuar,
excepto con la gravedad,
y nos gustaría aprender mucho más sobre ella.
Si eres un físico de partículas,
quieres saber lo que pasa cuando chocas cosas.
Y la materia oscura no es la excepción.
Bueno, ¿cómo lo hacemos?
Para responder a esa pregunta,
voy a tener que hacer otra:
¿qué sucede cuando los cúmulos de galaxias chocan?
Aquí hay una imagen.
Dado que los cúmulos de galaxias son pedazos del universo representativos
en una versión de menor escala,
se componen principalmente de materia oscura
y eso es lo que se ve en morado.
El rojo representa el gas caliente
y, por supuesto, pueden ver muchas galaxias.
Lo que tenemos es un acelerador de partículas
en una escala enorme.
Y esto es muy importante,
porque significa que esos efectos muy pequeños
que podrían ser difíciles de detectar en el laboratorio,
puede ser magnificados y compuestos
en algo que podemos observar en la naturaleza.
Entonces, es muy divertido.
La razón por la que los cúmulos de galaxias
nos pueden enseñar sobre la materia oscura,
la razón por la que los cúmulos de galaxias
nos pueden enseñar sobre la física de lo muy pequeño
es precisamente porque son muy, muy grandes.
Cuarto: la física de lo muy extraño.
Sin duda lo que he dicho hasta ahora es una locura.
Bien, si hay algo más extraño
creo que es la energía oscura.
Si lanzo una pelota,
espero que suba.
Lo que no espero es que suba
cada vez más rápido.
Del mismo modo, los cosmólogos entienden por qué
el universo se está expandiendo.
Lo que no entienden es por qué se está expandiendo
cada vez más rápido.
Le dieron un nombre a la causa de esta expansión acelerada:
la llaman energía oscura.
Y, una vez más, queremos aprender más sobre ella.
Una pregunta que tenemos es:
¿cómo afecta la energía oscura al universo
a escalas más grandes?
Según lo fuerte que sea,
tal vez las estructuras se formen más rápido o más lento.
Bueno, el problema de la estructura a gran escala
del universo es que es terriblemente complicada.
Esta es una simulación por computadora.
Necesitamos una forma de simplificarlo.
Me gusta pensar en esto usando una analogía.
Si quiero entender el hundimiento del Titanic,
lo más importante que tengo que hacer
no es modelar las posiciones
de cada una de las pequeñas piezas del barco que se desprendieron.
Lo más importante a hacer
es rastrear las dos partes más grandes.
De un modo similar, puedo aprender mucho sobre el universo
en las escalas mayores
mediante el seguimiento de sus partes más grandes
y esas partes más grandes son los cúmulos de galaxias.
Acercándome al final,
podrían sentirse un poco engañados.
Es decir, comencé hablando
de cómo los cúmulos de galaxias son útiles
y he dado algunas razones,
pero ¿para qué sirven realmente?
Para responder a esto
quiero citar una frase de Henry Ford
cuando se le preguntó por los autos.
Tenía esto para decir:
«Si le hubiera preguntado a la gente qué querían,
me hubieran dicho "caballos más rápidos"».
Hoy en día, nos enfrentamos como sociedad
a muchos, muchos problemas difíciles.
Y las soluciones a estos problemas no son obvias.
No son caballos más rápidos.
Requerirán una enorme cantidad
de ingenio científico.
Así que, sí, necesitamos enfocarnos,
sí, debemos concentrarnos,
pero también tenemos que recordar
que la innovación, el ingenio, la inspiración,
todas estas cosas vienen
cuando podemos ampliar nuestro campo de visión,
cuando retrocedemos, cuando nos alejamos.
Y no se me ocurre una mejor manera de hacerlo
que estudiar el universo que nos rodea.
Gracias.
(Aplausos)