Queste sono delle immagini di ammassi di galassie.
Sono proprio quello che suggerisce il loro nome.
Sono queste enormi serie di galassie,
tenute insieme dalla reciproca attrazione gravitazionale.
Quindi la maggior parte dei puntini che vedete sullo schermo
non sono singole stelle,
ma insiemi di stelle, o galassie.
Adesso, mostrandovi alcune di queste immagini,
spero noterete subito che
gli ammassi di galassie sono questi bellissimi oggetti,
ma, soprattutto,
credo che gli ammassi di galassie siano misteriosi,
sorprendenti,
e utili.
Utili in quanto laboratori più potenti dell'universo.
Ed essendo dei laboratori, descrivere gli ammassi di galassie
significa descrivere gli esperimenti
che vi si possono fare.
Credo che ce ne siano quattro tipi principali
e il primo tipo che voglio descrivervi
è senza dubbio il più grande.
Ma grande quanto?
Beh, ecco un'immagine un particolare ammasso di galassie.
È così imponente che la luce, attraversandolo,
viene piegata, distorta
dall'estrema forza di gravità di questo ammasso.
E, infatti, se guardate molto attentamente
potrete vedere degli anelli intorno a questo ammasso.
Per darvi un numero,
questo particolare ammasso di galassie
ha una massa di oltre un milione di miliardi di soli.
È semplicemente sconvolgente quanto possano diventare enormi questi sistemi.
E oltre alla massa,
hanno anche questa caratteristica:
sono essenzialmente dei sistemi isolati,
quindi, se vogliamo, possiamo pensarli
come a una versione in scala ridotta dell'intero universo.
E molte delle domande che ci poniamo
sull'universo in larga scala,
tipo "come funziona la gravità?"
potrebbero trovare risposta studiando questi sistemi.
Quindi, questo era molto grande.
Il secondo è molto caldo.
Ok, se prendo un'immagine di un ammasso di galassie,
e sottraggo tutta la luce prodotta dalle stelle,
ciò che resta è questa grande macchia blu.
Questa è in falsi colori.
In realtà quella che stiamo vedendo è una luce a raggi X.
La domanda è: se non sono le galassie,
cos'è che emette questa luce?
La risposta è gas incandescente,
gas a milioni di gradi
infatti è plasma.
E il motivo per cui è così caldo
ci rimanda alla slide precedente.
L'estrema forza di gravità di questi sistemi
accelera le particelle di gas, facendole muovere a grande velocità
e grande velocità significa alte temperature.
Questa è l'idea principale,
ma la scienza è una bozza.
Ci sono molte proprietà di base di questo plasma
che ancora ci confondono,
ci lasciano perplessi,
e mettono alla prova la nostra comprensione
della fisica del calore.
Terzo passo: indagare il più piccolo.
Per spiegarvelo, ho bisogno di dirvi
una cosa piuttosto inquietante.
La maggior parte della materia dell'universo
non è fatta di atomi.
Vi hanno mentito.
La maggior parte è fatta di qualcosa di molto, molto misterioso,
che noi chiamiamo materia oscura.
La materia oscura è qualcosa a cui non piacciono molto le interazioni,
se non attraverso la forza di gravità,
e di cui, ovviamente, vorremmo imparare di più.
Un fisico delle particelle,
vorrebbe sapere cosa accade quando infrangiamo le cose una contro l'altra.
E la materia oscura non è un'eccezione.
Come facciamo?
Per rispondere a questa domanda
dovrò farne un'altra,
cioè: cosa succede quando gli ammassi di galassie collidono?
Ecco un'immagine.
Poiché gli ammassi di galassie sono porzioni
rappresentative dell'universo, versioni in scala ridotta.
Sono composti per la maggior parte da materia oscura
ed è quello che vedete in questo viola azzurrognolo.
Il rosso rappresenta il gas incandescente,
e ovviamente potete vedere molte galassie.
Ciò che si è verificato è un'accelerazione delle particelle
in scala molto, molto grande.
E questo è molto importante,
perché significa che effetti molto, molto piccoli,
che sarebbero difficili da rilevare in laboratorio,
potrebbero combinarsi
fino a creare qualcosa che possiamo osservare in natura.
È molto divertente.
Il motivo per cui gli ammassi di galassie
possono insegnarci qualcosa sulla materia oscura,
il motivo per cui gli ammassi di galassie
possono insegnarci qualcosa sulla fisica dell'infinitamente piccolo,
è esattamente il motivo per cui sono così grandi.
Quarto passo: la fisica del caos.
Certamente quello che ho detto finora è pazzesco.
Ok, se c'è qualcosa di ancora più strano
credo che sia l'energia oscura.
Se lancio una palla in aria,
mi aspetto che vada verso l'alto.
Quello che non mi aspetto è che vada verso l'alto
a una velocità sempre crescente.
In maniera analoga, i cosmologi capiscono perché
l'universo sia in espansione.
Non capiscono perché sia in espansione
a una velocità sempre crescente.
Danno un nome alla causa
di questa espansione accelerata,
e la chiamano energia oscura.
E, di nuovo, vogliamo saperne di più.
Così, una precisa domanda che ci poniamo è:
come influisce l'energia oscura sull'universo
su larga scala?
Dipende da quanto è forte,
forse dalla struttura che si forma più velocemente o più lentamente.
Bene, il problema con la struttura a larga scala
dell'universo è che è terribilmente complicata.
Questa è una simulazione al computer.
E abbiamo bisogno di un modo per semplificarla.
Mi piace pensare a questo usando un'analogia.
Se voglio comprendere il naufragio del Titanic,
la cosa più importante da fare
non è riprodurre le posizioni
di ogni singolo pezzetto della nave che si è rotto.
La cosa più importante da fare
è tracciare le due parti più grandi.
Allo stesso modo, posso imparare tanto sull'universo
in larga scala
tracciando i suoi pezzi più grandi
e questi pezzi più grandi sono gli ammassi di galassie.
Allora, in conclusione,
potreste sentirvi leggermente imbrogliati.
Voglio dire, ho iniziato parlando di quanto
siano utili gli ammassi di galassie
e ne ho dato le motivazioni,
ma qual è effettivamente il loro uso?
Beh, per rispondere a questo
voglio citarvi una frase di Henry Ford
che pronunciò quando gli chiesero delle automobili.
Disse così:
"Se avessi chiesto alle persone cosa volevano,
mi avrebbero detto cavalli più veloci."
Oggi, tutti noi in quanto società affrontiamo
molti problemi difficili.
E le soluzioni a questi problemi non sono ovvie.
Non sono cavalli più veloci.
Richiederanno un'enorme dose
di ingenuità scientifica.
Quindi sì, dobbiamo concentrarci,
sì, dobbiamo sforzarci,
ma dobbiamo anche ricordare
che innovazione, ingenuità, ispirazione,
queste cose
arrivano quando allarghiamo il nostro campo visivo,
quando facciamo un passo indietro,
quando abbiamo una visione d'insieme.
E non riesco a pensare ad una maniera migliore di fare tutto questo
se non studiando l'universo intorno a noi. Grazie.
(Applausi)